互感器极性智能检测系统设计

李晓青 孙志强 王小会 李慧玲

摘  要：互感器可以实现大电压、大电流信号向小电压、小电流信号的转换。互感器接线是否正确，对电力系统实现可靠监控、保护有十分重要的意义。文章针对目前应用直流法进行互感器极性检测时实施过程繁琐、劳动强度大、工作效率低，容易产生误判等问题，提出了一种基于单片机的互感器极性智能检测方法，该方法通过对激励电源及互感器二次侧数据的快速、高精度处理，实现对互感器极性的初步检测，单片机根据极性检测电路输出的结果，判定电流互感器的极性，对检测结果进行语音、LCD提示，并可通过网络进行远距离传输。实验表明：该方法可以准确、快速、便捷的检测互感器的极性。

关键词：互感器;极性检测;硬件设计;软件设计;样机研制

中图分类号：TM451 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）11-0034-02

Abstract： The transformer can realize the conversion from high voltage and high current signal to small voltage and small current signal. Whether the transformer connection is correct or not is of great significance to the realization of reliable monitoring and protection of power system. In order to solve the problems of tedious implementation process， high labor intensity， low working efficiency and easy misjudgment in the application of DC method to transformer polarity detection， an intelligent transformer polarity detection method based on single chip microcomputer is proposed in this paper. In this method， the polarity of the transformer is preliminarily detected by fast and high precision processing of the data of the excitation power supply and the secondary side of the transformer， and the polarity of the current transformer is determined by the single chip microcomputer according to the output result of the polarity detection circuit. The detection results are prompted by voice and LCD， and can be transmitted over a long distance through the network. The experimental results show that this method can detect the polarity of transformer accurately， quickly and conveniently.

Keywords： transformer; polarity detection; hardware design; software design; prototype development

1 概述

互感器可以实现大电压、大电流信号向小电压、小电流信号的转换。互感器接线是否正确，对电力系统实现可靠监控、保护有十分重要的意义[1，2]。特别地，电流互感器用于继电保护装置时，要求电流互感器有“+”、“-”两种不同的极性配置，以保证继电保护装置正确动作。变电所继保装置新安装、对互感器实行大修或更换后，都需要对互感器极性进行检测，如果极性有误，会出现保护装置误动作或拒动作，造成严重后果。

为避免互感器的极性接反，提高电力系统可靠性，就需要确定互感器一次绕组和二次绕组的同名端。传统互感器极性通常采用万用表“点极性”来确定。传统的这种检验方法，存在如下缺点：（1）肉眼观察指针存在误差：传统方法通过肉眼观察表的指针，以判断电流互感器极性，由于存在指针动作不明显或指针变化过大的情况，因此容易造成误判断;（2）传统方法使用元器件较多且接线复杂，工作效率低下。傳统方法判断电流互感器极性使用的元器件有：指针式万用表、干电池、二次线等，由于元器件较多和体积较大，会消耗较多的人力、时间。（3）“点极性”法对现场检测人员专业素质有较高要求，必须具备一定的电气知识。该方法不够智能，检测人员如果沟通有误，会影响检测结果。为此，本文提出了一种基于单片机的互感器极性智能检测方法，该方法以单片机为核心，通过极性测量电路、语音提示电路和LCD显示电路与单片机之间的互相配合可以准确、快速、便捷的检测互感器的极性。

2 系统总体方案设计

变电站互感器极性智能检测系统的整体结构如图1所示：该系统主要由单片机、电源电路、晶振电路、复位电路、极性测量电路、语音提示电路、LCD显示电路和串口WIFI电路组成。极性测量电路主要由一次侧激励电源电路和二次侧极性检测电路组成。互感器极性检测的结果由语音提示电路和LCD显示电路在测试现场直观的输出，也可以通过串口WIFI电路，借助于网路传送到远距离的手机上。