电压互感器误差现场检定装置

赵 昕

(山西省机电设计研究院有限公司，山西 太原 030009)

0 引言

电压互感器是发电厂、变电所等输电、供电系统中不可缺少的一种电器。根据变换电压时所产生的误差确定电压互感器的准确等级。精度高的电压互感器，主要用于实验室，配合标准表扩大量限，进行电压、功率和电能的精密测量；或者作为标准，用来检验低标准、低准确度的电压互感器，也可以与标准表配合，用来检验相应的仪表。

电压互感器误差检定通常采用测差法，即被检电压互感器二次接有负荷(由电压负荷箱提供)，与同电压比的标准电压互感器进行比较，由升压器给二者提供一次电压，二者的二次差压输入校验仪，校验仪测出被检电压互感器相对于标准电压互感器的误差，根据误差数据确定被检电压互感器的准确度。采用这种检定方法，需要有高压电源设备、相同电压比的标准电压互感器和电压负荷箱。当一次电压大于6 kV时，所需高压电源设备和标准电压互感器体积较大，一次接线也比较繁琐且有一定危险性，在现场检定高压电压互感器有很大困难,本文介绍的一种电压互感器误差现场检定装置就是为解决这一问题开发的。

1 电压互感器误差现场检定装置工作原理

电压互感器现场检定装置是基于赵修民教授级高级工程师于20世纪80年代提出的利用低压标准电压互感器测定高压电压互感器即“高压外推法”的理论[1-3]，将外推点电压(即低压标准的电压)由20%额定电压降低为16.2%～0.9%额定电压(相应于6 kV～110 kV)，并通过微机式校验仪和相应的软硬件研制而成[4]。这种新原理电压互感器检定装置，通过在低压状态下测量被检电压互感器外推点的误差和相关参数，只要在其二次端输入相应的电压，就可直接外推并测试和显示被检电压互感器在20%额定电压或80%～120%额定电压和在额定负荷以及下限负荷状态下的误差，这种电压互感器现场检定装置特别适用于高压电压互感器误差的现场检定。

电压互感器现场检定装置采用“高压外推法”在低电压状态下测量电压互感器的误差及有关参数，通过微机控制和一系列运算，达到与原先所使用互感器校验仪一样的效果，可以直接显示被检电压互感器误差，从而使现场电压互感器的误差检定无需有关设备以及高压连接导线(只有被检电压互感器的高压端处于高压)，而只需要带上一台这种轻便的电压互感器现场检定装置就可实现，使得电压互感器现场检定更加方便、快捷和安全。

2 电压互感器现场检定装置主要组成和用途

电压互感器现场检定装置由标准电压互感器、调压器、升压器、电压负荷箱和微机式互感器校验仪组成。1 kVA电子源调压器和0.05级标准电压互感器用来提供合适的电源电压和电压标准，微机式校验仪可以输入二次负荷容量及功率因数，并在低压或低压侧测量电压互感器误差及其有关参数，经过微机运算，直接显示被检电压互感器在额定负荷下的误差，并在20%、50%、80%、100%和120%额定电压下，列表显示额定负荷和下限负荷的误差读数。

3 测试流程

3.1 测试接线

图1为测量互感器误差和相关参数接线示意图，图2为检定互感器误差接线示意图[5]，在进行测试前，务必按接线图正确接线。

图1 测量互感器误差和相关参数线路

图2 检定互感器误差线路

3.2 选择参数

如果屏幕显示的参数不是当前可用参数，可以选择相应的参数框进行修改，点击相应参数框，这时原有的数值反色显示，通过屏幕“↑”或“↓”键，选择所需参数值。参数选择完毕，按“确定”键，屏幕显示回到初始状态。如果屏幕显示不在初始状态，按“复位”键。修改完毕点击“确定”进行下一项。

3.3 测量误差和参数

3.3.1 启动测试

按图1确保接线正确后，按“启动”按钮，接通线路电源，点击“测量”键，进入程序1“测量”。屏幕显示测量数值比值差f(%)、相位差δ(′)值；百分表(%)显示被检电压互感器在该电压百分数下相对于标准电压互感器的空载误差。

3.3.2 判断互感器变比和接线正确性

装置自动升电压，屏幕显示二次电压与一次电压的比值百分数：f(%)和δ(′)。在2%Un(额定电压)下，算出电压比，与被检电压互感器相比较。同时开始自动判断接线是否正确，如被检电压互感器接线错误或变比选择设置错误，则装置鸣笛提醒，装置停止工作，调压器自动退回零位。错误提示有以下4种:

(1) 当设定选择参数与被试电压互感器变比不同时，屏幕提示：“变比错”。

(2) 当被检电压互感器极性接反时，屏幕提示：“极性反”。

(3) 当被检电压互感器一次或二次开路(包括二次短路)时，屏幕提示：“开路或变比错”。

(4) 其他错误(包括接线错误或局部短路)，屏幕提示：“变比错”。

3.3.3 测试工作

如接线和电压比正确，装置正常工作，屏幕显示被检电压互感器的误差数值：f(%)和δ(′)。升电压至50%Un和100%Un时，装置分别发出“嘟”声，并记下所测电压互感器的误差值。测试完毕后，装置自动降电压，装置仍然显示被检电压互感器的误差数值：f(%)和δ(′)，并对测试结果进行判断和提示。如果测试的参数正确，则提示：“按图2方式接线……” 。

3.4 检定电压互感器误差

3.4.1 接线

按装置“停止”按钮，切断电源后，按图2(如有其他二次绕组接电压负荷箱的，应将负荷箱切除)改接线路。

3.4.2 测试工作

3.4.3 重新测试

如果需要重复程序2检定，按“测量”键，表格中的原始数据仍然存在。再次开始程序2检定时，测试结果将原有数据覆盖，保留新数据。 如果需要重新测量，按“复位”键，按图1接线，确认接线无误后，按“测量”键，重新按上述步骤操作。

3.5 数据处理

3.5.1 数据保存

每测完一组数据，如需要保存，点击“保存”键，屏幕弹出小键盘，键入需保存的编号、序号，再次点击“保存”键，数据即存入相应的表格中。

3.5.2 查询和通讯

按“查询”键，进入测量数据查询，键入相应序号，可将已储存的数据调出。若想将查到的数据传给计算机，则按“通讯”键，在计算机连接好并启动了专用软件时，数据传输完成。

3.5.3 清除

在查询过程中，如需要清除某组数据，按“删除”键，表格中的数据清空成为空白表格。

3.6 注意事项

(1) 被检电压互感器的高压侧X端钮和外壳接地端钮一定要绝对可靠接地。

(2) 由图1接线方式改接为图2接线方式时，一定要切断总电源后进行；检查线路接线正确后才可以按“检定”键，以确保人身安全。

(3) 装置应保持常温，不受烘烤、冷冻或阳光直射，以免影响液晶屏幕显示。

(4) 严禁将装置的A、X端钮接被检电压互感器的二次端，否则高压端将产生5倍～10倍的高电压，危及人身和设备的安全。

(5) 禁止带电插拔装置与计算机之间的通讯线，装置用三芯电源线接地或后面板接地柱直接接地。

(6) 装置保险丝为4 A，当装置的容量超过800 VA，将自动切断电源。

4 结论

通过大量实验和检定工作，结果表明利用此装置检定电压互感器的综合误差小于被检互感器误差限值的1/3，满足检定电压互感器的相关规定和要求。该装置确实简化了工作现场大电流导线的联接困难，可以减少大容量电流标准的使用，减轻测试人员的劳动强度，提高检定工作效率，消除诸多安全隐患，将繁琐复杂的现场测试工作变得简便快捷准确，填补了行业空白，得到了专家、学者、同行和客户的广泛好评。