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摘 要:计量检定机构对电力互感器进行批量检定主要面临被检样品规格型号不一致、批次数量不稳定,批量检定功能无法实现,提高检定效率受限等问题。为解决该问题需对测量电路进行创新性设计,使计量检定装置能够根据实际情况多种模式灵活运用。对传统检定装置配以多工位辅助测试台,并对其测量电路进行优化设计,可以实现批量检定功能,是目前比较可行的解决方案之一。
关键词:电力互感器;批量检定;测量电路;多台检定
中图分类号:TM933.1 文献标识码:A 文章编号:2096-4706(2021)06-0032-04
Analysis on Batch Verification of Power Transformer
LIU Zhiqiang,WU Bei
(Xinjiang Uygur Autonomous Region Research Institute of Measurement & Testing,Urumqi 830011,China)
Abstract:The batch verification of power transformers by the metrological verification institutions mainly face the problems of the specification and model of the tested samples are inconsistent,the batch quantity is unstable,the batch verification function can not be realized,and the improvement of verification efficiency is limited. In order to solve this problem,it is necessary to carry out innovative design of the measurement circuit,so that the measurement verification device can be flexibly used in a variety of modes according to the actual situation. The traditional verification device is equipped with multi station auxiliary test bench,and its measurement circuit is optimized,can achieve batch verification function,is one of the more feasible solutions at present.
Keywords:power transformer;batch verification;measuring circuit;multistation verification
0 引 言
随着社会经济的发展,电力系统的稳定也逐渐受到了人们的重视[1]。在工业化、城市化进程的推进过程中,整个社会的用电量也在快速增加,互感器作为电能交易的关键器具其使用量也同步快速增加。互感器在使用前必须经过计量技术机构检定合格后才能使用,这就使得计量技术机构的互感器检定量随之上升。一些省市级互感器计量技术机构年检定量可以达到上万只,实验室检定人任务越来越重,工作强度越来越大,传统的互感器单台检定装置已不能满足日益增长的检定需求,促使相关检定单位采用更先进的试验方法和管理手段,使互感器的检定工作能够高效、准确的完成,以适应电力事业的发展需要。
探索和研制一种适合省市级计量技术机构使用的,能够批量检定的,投入成本不至于过高且技术门槛不会太高的多台位互感器检定装置显得很有必要。本着这个出发点,本文从互感器检定日常实际情况出发,对电力互感器批量检定过程中可能遇到的问题进行分析总结。
1 被检样品问题分析
计量技术机构是面对授权范围内所有客户开放的,因此客户不固定、不集中,客户送检的互感器存在着各种各样的实际问题,影响批量检定工作的实施。
1.1 规格型号存在差异
客户多样化导致送检互感器的多样化,各批送检样品之间存在着生产厂家不一致、规格型号不一致、关键参数不一致、外观大小不一致等各类问题。对于电流互感器来讲,主要是额定变比不一致导致电流互感器批量检定的困难增加。对于电压互感器来讲,主要是额定负荷不一致,给批量检定带来困难。同时对于电流、电压互感器还存在着外观不尽一致的问题。这些实际工作中遇到的问题,给互感器批量检定工作带来直接困难。
1.2 送检数量不稳定
每个客户送检的互感器数量不稳定、不统一,送检的时间也无法准确预知,因此对于开展互感器批量检定工作还存在着被检样品数量的问题。每個客户送检的数量很可能就是各类不同互感器的数量,要使检定工作高效快捷,只有对客户送检习惯和送检方式进行汇总和分析。整体来讲,客户送检的互感器一般是按配电柜进行送检,因此送检互感器多为成对送检。
被测样品多样化、差异化特点要求我们在考虑互感器批量检定问题时也要灵活多样,能适应实际检定需求。
2 批量检定装置技术要求分析
要实现电力互感器的批量检定,从检定原理上讲也面临着一些技术问题,这其中主要是电流互感器的批量检定问题,下面对电流互感器和电压互感器批量检定分别进行分析。 2.1 电流互感器批量检定存在的技术问题
电流互感器检定一般采用比较法。由计量学原理可知,比较法是检定电流互感器误差最合适的方法[2]。依据检定规程[3,4],电流互感器一般采用“电流互感器比较法检定线路”进行检定,如图1所示,在测量电路中被检互感器和标准互感器均是串联在测量回路中,通过二次回路采集被检样品的二次电流信号和标准互感器的二次电流信号,通过两者的比较直接测量误差的。
传统的电流互感器单台检定装置一般由调压器、升流器、标准电流互感器、互感器校验仪、电流互感器负荷箱、各类连接导线组成,通过控制操作台来检定电流互感器,如图2所示。
在图2所示的测量回路中,被检电流互感器通过L1x、L2x、K1x、K2x四个端子串联在电路中。其中L1x、L2x是一次测量回路的接入端子,K1x、K2x是二次测量回路的接入端子。由于一次测量回路中监测的是电流信号,被检电流互感器和标准电流互感器是串联关系,通过的电流是一样的,因此在测量过程中电路是不允许断开的。同时在测量过程中,标准电流互感器的二次回路和被测互感器的二次回路也是串联关系,由于端子反接,互感器校验仪采集的信号实际是两者二次电流的差值。这样就决定了单台互感器校验仪配置单台标准互感器的情况下,一次只能采集计算一个被测样品的测量数据。这就使得电流互感器在同规格型号的情况下,要实现多台互感器同批量检定在技术和设备配置上存在一些问题。具体分析为:
(1)同批同时检定面临的问题。对于单通道互感器校验仪,一次只能同時取一个电流信号进行比较计算,如图2中的Tx、T0。如果要实现电流互感器的多台批量检定,在使用单通道互感器校验仪的条件下,只有配置多台互感器校验仪和标准电流互感器并且同时接入测量回路,这样才能同批同时检定。不过成本和技术难度会大幅度提高,并且只有在被检电流互感器规格型号均完全一致时才能成批同时检定。
(2)同批分时检定面临的问题。当配置单通道互感器校验仪和一台标准电流互感器时,也可以通过同批分时检定的方法实现多台批量检定。对于同规格型号的被检电流互感器可以采用一次测量回路同时升流,二次测量回路对各台被检样品分别采集电流参数进行计算,从而实现多台批量检定。该方案尽管没有同批同时检定那么快捷,但在同步升流时分别依次采集二次电流信号,其检定效率也有显著提高;相对于同批同时检定,其实际检定效率并未慢多少。这种技术方案设备资金投入少,技术门槛不至于过高,同时还能较好的兼顾被检电流互感器规格型号不一致的情况。当被检样品完全一致时,可以实现同时升流,分时采集参数,获取检定数据;当被检样品不一致时,同批安装,依据设定程序逐台升流检定,逐台获取检定数据。该解决方案需要对测量回路进行创新设计,对一次测量电路、二次测量电路及控制电路的设计是其难点。
(3)快速接线问题。批量检定的目的就是为了提高检定效率,在使用传统检定装置检定过程中,一次测量回路、二次测量回路的人工接线、拆线,其耗费了大量时间。解决被检样品快速接线和标准互感器快速转换挡位问题是提高批量检定效率的关键方面之一。
2.2 电压互感器批量检定存在的技术问题
依据检定规程[3,5],电压互感器基本误差可以使用标准电压互感器、电压比例标准器或电容式电压比例装置通过比较法测量。对于工作用电压互感器,特别是电力电压互感器而言,一般采用标准电压互感器通过比较法测量,如图3所示。被检互感器和标准互感器均是并联在测量回路中,通过二次回路的并联线路采集被检样品的二次电压信号和标准互感器的二次电压信号,比较两者的差值进行误差测量。
在上图测量回路中,被检电压互感器通过A、X、a、x四个端子并联在电路中。由于一次测量回路中监测的是电压信号,被检电压互感器和标准电压互感器是并联关系,两端施加的电压是一样的,在测量过程中接线端子不允许短路。同时在测量过程中,标准电压互感器的二次回路和被测互感器的二次回路也是并联关系,由于端子反接,互感器校验仪采集的信号实际是两者二次电压的差值。在配置单台互感器校验仪、单台标准互感器的情况下,只有一个误差测量回路,因此一次只能采集计算一个被测样品的测量数据。要实现多台互感器批量检定,在技术和设备配置上存在的问题分析如下:
(1)同批同时检定面临的问题。由于电压互感器是并联接在测量回路中,相对于电流互感器而言多台被测电压互感器同批接入测量回路更容易一些。要实现同批同时检定多台电压互感器,在规格型号均一致的情况下可以配置多台标准电压互感器、多通道(或多台)校验仪来实现。从技术层面不存在太大问题,主要是投入成本过大。
(2)同批分时检定面临的问题。配置单通道互感器校验仪和一台标准电压互感器时,另一个解决方案是同批分时检定。对于同规格型号的被检电压互感器可以采用一次测量回路同时升压,二次测量回路对各台被检样品依次采集电压参数进行测量计量。该方案尽管没有同批同时检定那么快捷,但在同步升压时分别采集二次电压信号,其检定效率也非常快,相对于同批同时检定,其实际检定效率并未滞后多少。同时该方案设备资金投入少,技术难度相对较低,能较好地兼顾被检电压互感器规格型号不一致的情况。当被检样品完全一致时,可以实现同时升压,分时采集参数,获取检定数据;当被检样品不一致时,同批安装,依据设定程序逐台升压检定,逐台获取检定数据。该解决办法需要对测量回路进行创新设计,对一次测量电路、二次测量电路及控制电路的设计是其难点。
(3)快速接线的问题。同电流互感器批量检定的问题一样,一次、二次回路的接线、拆线在传统检定方法中占用了大量工作时间,解决被检样品快速接线和辅助设施的快速转换档位问题是提高批量检定效率的关键方面之一。
3 技术方案探索
目前,电力互感器单台检定装置比较成熟稳定,软硬件配置也比较稳定。为了实现电力互感器批量检定功能,可以在传统检定装置的基础上加装辅助设施,对测量电路进行创新性的优化设计。这样既可以降低技术难度,又可以充分利用原有设备进行改进。常用的互感器检定装置,有的没有专用辅助测试台,仅在测量回路中预留被测样品接入口,有的仅有单工位辅助测试台,一次只能安装检定一台,需人工接线、拆线,检定效率低。这种简易的单工位辅助测试台主要有两个缺点: (1)没有设计多个检定工位。
(2)被测样品不能按设定的需求快速接入或退出测量回路。
通过上述分析可知,要实现互感器的批量检定功能,关键在于探索和设计适合传统互感器检定装置用的多工位互感器辅助测试台。通过对辅助测试台测量电路及接线方式的优化设计,使得整个检定装置自动化程度得到提高,批量检定功能得以实现。
3.1 电流互感器多工位辅助测试台
电流互感器多工位辅助测试台的设计关键在于多个工位的互感器可以快速便捷的根据设定程序接入或退出测量回路。电流互感器串联接入测量回路,一次测量回路通过电流较大,对测量电路的创新优化设计是多工位辅助测试台的设计核心。本文探索设计如下几种测量电路供参考。
图4是多工位电流互感器测量电路的一种设计方案,当开关A1闭合,A2、A3、A4断开,可以将CT1串入测量回路中,二次回路控制开关根据需要配合控制,即可对一号工位的被测电流互感器进行测量;当开关A2闭合,A1、A3、A4断开,可以将CT1、CT2串入测量回路中,二次回路控制开關根据需要配合控制,即可对1号工位、2号工位的被测电流互感器进行测量;同理,可根据需要设置并实现多个工位电流互感器的批量检定。
图5是多工位电流互感器测量电路的另一种设计方案,一次测量电路中每一个检定工位有“双母线”供电流通过,由A、B前后两个控制开关配合使用,可以方便快捷的实现每一个工位接入和退出测量回路。例如:当开关A1、B1开关闭合在互感器侧,则1号工位串联接入测量回路;开关A2、B2开关闭合在互感器侧,则2号工位串联接入测量回路;当开关A3、B3开关闭合在短路母线侧,则3号工位退出测量回路。二次回路开关根据需要进行相应控制就可实现特定工位被检电流互感器的测量。同理,根据实际需要可以设置足够多的工位,实现多工位电流互感器多种应用模式的检定。
图4、图5仅对多工位电流互感器测量电路设计进行简单的举例,在具体应用过程中实验室可以根据需要自行设计测量电路,不应局限在某一特定设计方案。
3.2 电压互感器多工位辅助测试台
电压互感器多工位辅助测试台的设计关键在于多个工位的互感器可以快速便捷的根据设定程序接入或退出测量回路。电压互感器并联接入测量回路,其多工位测量电路的设计难度相对电流互感器来讲要小一些,下文仅结合实际应用做一个简单介绍。
图6是多工位电压互感器测量电路,采用的是比较法高电位端测量误差。对一号工位被检电压互感器进行试验时,闭合K1,测量回路对一号工位样品的电压信号进行采集并测量误差。同理,检定2号、3号、4号被检样品时分别闭合K2、K3、K4即可。根据实际需要可以设置工位数量,实现多工位电压互感器的批量检定。
4 结 论
本文从实验室实际工作需求出发,对电力互感器批量检定面临的实际问题进行分析。结果表明,被检样品规格型号的不一致、批次数量的不稳定是计量技术机构对电力互感器进行批量检定面临的主要问题。要解决这些问题,需要对测量电路进行创新性设计,从而使计量检定装置能够根据实际情况实现多种模式的灵活运用。本文尝试探索设计了几种辅助测试台的测量电路,以期对解决测量电路的设计问题产生启发。经验表明,在传统单台检定装置的基础上加装多台互感器辅助测试台,通过对辅助测试台测量电路进行优化设计,从而配合传统检定装置实现批量检定功能是一种投入低、设备利用率高的解决方案。
参考文献:
[1] 张杰梁,金晶,赵斯衎,等.电子式互感器性能的检测与分析 [J].计量与测试技术,2017,44(10):44-45.
[2] 陈玥名,崔广泉,刘长江.电力电流互感器检测试验方法研究 [J].东北电力技术,2009,30(9):15-17.
[3] 全国电磁计量技术委员会.电力互感器:JJG 1021-2007 [S].北京:中国计量出版社,2007.
[4] 全国电磁计量技术委员会.测量用电流互感器:JJG 313-2010 [S].北京:中国计量出版社,2010.
[5] 全国电磁计量技术委员会.测量用电压互感器:JJG 314-2010 [S].北京:中国计量出版社,2010.
作者简介:刘志强(1983.08—),男,汉族,河南洛阳人,工程师,硕士研究生,研究方向:互感器计量检测。
关键词:电力互感器;批量检定;测量电路;多台检定
中图分类号:TM933.1 文献标识码:A 文章编号:2096-4706(2021)06-0032-04
Analysis on Batch Verification of Power Transformer
LIU Zhiqiang,WU Bei
(Xinjiang Uygur Autonomous Region Research Institute of Measurement & Testing,Urumqi 830011,China)
Abstract:The batch verification of power transformers by the metrological verification institutions mainly face the problems of the specification and model of the tested samples are inconsistent,the batch quantity is unstable,the batch verification function can not be realized,and the improvement of verification efficiency is limited. In order to solve this problem,it is necessary to carry out innovative design of the measurement circuit,so that the measurement verification device can be flexibly used in a variety of modes according to the actual situation. The traditional verification device is equipped with multi station auxiliary test bench,and its measurement circuit is optimized,can achieve batch verification function,is one of the more feasible solutions at present.
Keywords:power transformer;batch verification;measuring circuit;multistation verification
0 引 言
随着社会经济的发展,电力系统的稳定也逐渐受到了人们的重视[1]。在工业化、城市化进程的推进过程中,整个社会的用电量也在快速增加,互感器作为电能交易的关键器具其使用量也同步快速增加。互感器在使用前必须经过计量技术机构检定合格后才能使用,这就使得计量技术机构的互感器检定量随之上升。一些省市级互感器计量技术机构年检定量可以达到上万只,实验室检定人任务越来越重,工作强度越来越大,传统的互感器单台检定装置已不能满足日益增长的检定需求,促使相关检定单位采用更先进的试验方法和管理手段,使互感器的检定工作能够高效、准确的完成,以适应电力事业的发展需要。
探索和研制一种适合省市级计量技术机构使用的,能够批量检定的,投入成本不至于过高且技术门槛不会太高的多台位互感器检定装置显得很有必要。本着这个出发点,本文从互感器检定日常实际情况出发,对电力互感器批量检定过程中可能遇到的问题进行分析总结。
1 被检样品问题分析
计量技术机构是面对授权范围内所有客户开放的,因此客户不固定、不集中,客户送检的互感器存在着各种各样的实际问题,影响批量检定工作的实施。
1.1 规格型号存在差异
客户多样化导致送检互感器的多样化,各批送检样品之间存在着生产厂家不一致、规格型号不一致、关键参数不一致、外观大小不一致等各类问题。对于电流互感器来讲,主要是额定变比不一致导致电流互感器批量检定的困难增加。对于电压互感器来讲,主要是额定负荷不一致,给批量检定带来困难。同时对于电流、电压互感器还存在着外观不尽一致的问题。这些实际工作中遇到的问题,给互感器批量检定工作带来直接困难。
1.2 送检数量不稳定
每个客户送检的互感器数量不稳定、不统一,送检的时间也无法准确预知,因此对于开展互感器批量检定工作还存在着被检样品数量的问题。每個客户送检的数量很可能就是各类不同互感器的数量,要使检定工作高效快捷,只有对客户送检习惯和送检方式进行汇总和分析。整体来讲,客户送检的互感器一般是按配电柜进行送检,因此送检互感器多为成对送检。
被测样品多样化、差异化特点要求我们在考虑互感器批量检定问题时也要灵活多样,能适应实际检定需求。
2 批量检定装置技术要求分析
要实现电力互感器的批量检定,从检定原理上讲也面临着一些技术问题,这其中主要是电流互感器的批量检定问题,下面对电流互感器和电压互感器批量检定分别进行分析。 2.1 电流互感器批量检定存在的技术问题
电流互感器检定一般采用比较法。由计量学原理可知,比较法是检定电流互感器误差最合适的方法[2]。依据检定规程[3,4],电流互感器一般采用“电流互感器比较法检定线路”进行检定,如图1所示,在测量电路中被检互感器和标准互感器均是串联在测量回路中,通过二次回路采集被检样品的二次电流信号和标准互感器的二次电流信号,通过两者的比较直接测量误差的。
传统的电流互感器单台检定装置一般由调压器、升流器、标准电流互感器、互感器校验仪、电流互感器负荷箱、各类连接导线组成,通过控制操作台来检定电流互感器,如图2所示。
在图2所示的测量回路中,被检电流互感器通过L1x、L2x、K1x、K2x四个端子串联在电路中。其中L1x、L2x是一次测量回路的接入端子,K1x、K2x是二次测量回路的接入端子。由于一次测量回路中监测的是电流信号,被检电流互感器和标准电流互感器是串联关系,通过的电流是一样的,因此在测量过程中电路是不允许断开的。同时在测量过程中,标准电流互感器的二次回路和被测互感器的二次回路也是串联关系,由于端子反接,互感器校验仪采集的信号实际是两者二次电流的差值。这样就决定了单台互感器校验仪配置单台标准互感器的情况下,一次只能采集计算一个被测样品的测量数据。这就使得电流互感器在同规格型号的情况下,要实现多台互感器同批量检定在技术和设备配置上存在一些问题。具体分析为:
(1)同批同时检定面临的问题。对于单通道互感器校验仪,一次只能同時取一个电流信号进行比较计算,如图2中的Tx、T0。如果要实现电流互感器的多台批量检定,在使用单通道互感器校验仪的条件下,只有配置多台互感器校验仪和标准电流互感器并且同时接入测量回路,这样才能同批同时检定。不过成本和技术难度会大幅度提高,并且只有在被检电流互感器规格型号均完全一致时才能成批同时检定。
(2)同批分时检定面临的问题。当配置单通道互感器校验仪和一台标准电流互感器时,也可以通过同批分时检定的方法实现多台批量检定。对于同规格型号的被检电流互感器可以采用一次测量回路同时升流,二次测量回路对各台被检样品分别采集电流参数进行计算,从而实现多台批量检定。该方案尽管没有同批同时检定那么快捷,但在同步升流时分别依次采集二次电流信号,其检定效率也有显著提高;相对于同批同时检定,其实际检定效率并未慢多少。这种技术方案设备资金投入少,技术门槛不至于过高,同时还能较好的兼顾被检电流互感器规格型号不一致的情况。当被检样品完全一致时,可以实现同时升流,分时采集参数,获取检定数据;当被检样品不一致时,同批安装,依据设定程序逐台升流检定,逐台获取检定数据。该解决方案需要对测量回路进行创新设计,对一次测量电路、二次测量电路及控制电路的设计是其难点。
(3)快速接线问题。批量检定的目的就是为了提高检定效率,在使用传统检定装置检定过程中,一次测量回路、二次测量回路的人工接线、拆线,其耗费了大量时间。解决被检样品快速接线和标准互感器快速转换挡位问题是提高批量检定效率的关键方面之一。
2.2 电压互感器批量检定存在的技术问题
依据检定规程[3,5],电压互感器基本误差可以使用标准电压互感器、电压比例标准器或电容式电压比例装置通过比较法测量。对于工作用电压互感器,特别是电力电压互感器而言,一般采用标准电压互感器通过比较法测量,如图3所示。被检互感器和标准互感器均是并联在测量回路中,通过二次回路的并联线路采集被检样品的二次电压信号和标准互感器的二次电压信号,比较两者的差值进行误差测量。
在上图测量回路中,被检电压互感器通过A、X、a、x四个端子并联在电路中。由于一次测量回路中监测的是电压信号,被检电压互感器和标准电压互感器是并联关系,两端施加的电压是一样的,在测量过程中接线端子不允许短路。同时在测量过程中,标准电压互感器的二次回路和被测互感器的二次回路也是并联关系,由于端子反接,互感器校验仪采集的信号实际是两者二次电压的差值。在配置单台互感器校验仪、单台标准互感器的情况下,只有一个误差测量回路,因此一次只能采集计算一个被测样品的测量数据。要实现多台互感器批量检定,在技术和设备配置上存在的问题分析如下:
(1)同批同时检定面临的问题。由于电压互感器是并联接在测量回路中,相对于电流互感器而言多台被测电压互感器同批接入测量回路更容易一些。要实现同批同时检定多台电压互感器,在规格型号均一致的情况下可以配置多台标准电压互感器、多通道(或多台)校验仪来实现。从技术层面不存在太大问题,主要是投入成本过大。
(2)同批分时检定面临的问题。配置单通道互感器校验仪和一台标准电压互感器时,另一个解决方案是同批分时检定。对于同规格型号的被检电压互感器可以采用一次测量回路同时升压,二次测量回路对各台被检样品依次采集电压参数进行测量计量。该方案尽管没有同批同时检定那么快捷,但在同步升压时分别采集二次电压信号,其检定效率也非常快,相对于同批同时检定,其实际检定效率并未滞后多少。同时该方案设备资金投入少,技术难度相对较低,能较好地兼顾被检电压互感器规格型号不一致的情况。当被检样品完全一致时,可以实现同时升压,分时采集参数,获取检定数据;当被检样品不一致时,同批安装,依据设定程序逐台升压检定,逐台获取检定数据。该解决办法需要对测量回路进行创新设计,对一次测量电路、二次测量电路及控制电路的设计是其难点。
(3)快速接线的问题。同电流互感器批量检定的问题一样,一次、二次回路的接线、拆线在传统检定方法中占用了大量工作时间,解决被检样品快速接线和辅助设施的快速转换档位问题是提高批量检定效率的关键方面之一。
3 技术方案探索
目前,电力互感器单台检定装置比较成熟稳定,软硬件配置也比较稳定。为了实现电力互感器批量检定功能,可以在传统检定装置的基础上加装辅助设施,对测量电路进行创新性的优化设计。这样既可以降低技术难度,又可以充分利用原有设备进行改进。常用的互感器检定装置,有的没有专用辅助测试台,仅在测量回路中预留被测样品接入口,有的仅有单工位辅助测试台,一次只能安装检定一台,需人工接线、拆线,检定效率低。这种简易的单工位辅助测试台主要有两个缺点: (1)没有设计多个检定工位。
(2)被测样品不能按设定的需求快速接入或退出测量回路。
通过上述分析可知,要实现互感器的批量检定功能,关键在于探索和设计适合传统互感器检定装置用的多工位互感器辅助测试台。通过对辅助测试台测量电路及接线方式的优化设计,使得整个检定装置自动化程度得到提高,批量检定功能得以实现。
3.1 电流互感器多工位辅助测试台
电流互感器多工位辅助测试台的设计关键在于多个工位的互感器可以快速便捷的根据设定程序接入或退出测量回路。电流互感器串联接入测量回路,一次测量回路通过电流较大,对测量电路的创新优化设计是多工位辅助测试台的设计核心。本文探索设计如下几种测量电路供参考。
图4是多工位电流互感器测量电路的一种设计方案,当开关A1闭合,A2、A3、A4断开,可以将CT1串入测量回路中,二次回路控制开关根据需要配合控制,即可对一号工位的被测电流互感器进行测量;当开关A2闭合,A1、A3、A4断开,可以将CT1、CT2串入测量回路中,二次回路控制开關根据需要配合控制,即可对1号工位、2号工位的被测电流互感器进行测量;同理,可根据需要设置并实现多个工位电流互感器的批量检定。
图5是多工位电流互感器测量电路的另一种设计方案,一次测量电路中每一个检定工位有“双母线”供电流通过,由A、B前后两个控制开关配合使用,可以方便快捷的实现每一个工位接入和退出测量回路。例如:当开关A1、B1开关闭合在互感器侧,则1号工位串联接入测量回路;开关A2、B2开关闭合在互感器侧,则2号工位串联接入测量回路;当开关A3、B3开关闭合在短路母线侧,则3号工位退出测量回路。二次回路开关根据需要进行相应控制就可实现特定工位被检电流互感器的测量。同理,根据实际需要可以设置足够多的工位,实现多工位电流互感器多种应用模式的检定。
图4、图5仅对多工位电流互感器测量电路设计进行简单的举例,在具体应用过程中实验室可以根据需要自行设计测量电路,不应局限在某一特定设计方案。
3.2 电压互感器多工位辅助测试台
电压互感器多工位辅助测试台的设计关键在于多个工位的互感器可以快速便捷的根据设定程序接入或退出测量回路。电压互感器并联接入测量回路,其多工位测量电路的设计难度相对电流互感器来讲要小一些,下文仅结合实际应用做一个简单介绍。
图6是多工位电压互感器测量电路,采用的是比较法高电位端测量误差。对一号工位被检电压互感器进行试验时,闭合K1,测量回路对一号工位样品的电压信号进行采集并测量误差。同理,检定2号、3号、4号被检样品时分别闭合K2、K3、K4即可。根据实际需要可以设置工位数量,实现多工位电压互感器的批量检定。
4 结 论
本文从实验室实际工作需求出发,对电力互感器批量检定面临的实际问题进行分析。结果表明,被检样品规格型号的不一致、批次数量的不稳定是计量技术机构对电力互感器进行批量检定面临的主要问题。要解决这些问题,需要对测量电路进行创新性设计,从而使计量检定装置能够根据实际情况实现多种模式的灵活运用。本文尝试探索设计了几种辅助测试台的测量电路,以期对解决测量电路的设计问题产生启发。经验表明,在传统单台检定装置的基础上加装多台互感器辅助测试台,通过对辅助测试台测量电路进行优化设计,从而配合传统检定装置实现批量检定功能是一种投入低、设备利用率高的解决方案。
参考文献:
[1] 张杰梁,金晶,赵斯衎,等.电子式互感器性能的检测与分析 [J].计量与测试技术,2017,44(10):44-45.
[2] 陈玥名,崔广泉,刘长江.电力电流互感器检测试验方法研究 [J].东北电力技术,2009,30(9):15-17.
[3] 全国电磁计量技术委员会.电力互感器:JJG 1021-2007 [S].北京:中国计量出版社,2007.
[4] 全国电磁计量技术委员会.测量用电流互感器:JJG 313-2010 [S].北京:中国计量出版社,2010.
[5] 全国电磁计量技术委员会.测量用电压互感器:JJG 314-2010 [S].北京:中国计量出版社,2010.
作者简介:刘志强(1983.08—),男,汉族,河南洛阳人,工程师,硕士研究生,研究方向:互感器计量检测。