标准电流互感器全自动校验系统的设计与应用

Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．１　Ｆｅｂ．２Ｏ１５　河北电力技术　ＨＥＢＥＩ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　第３４卷第１期　２０１５年２月　标准电流互感器全自动校验系统的设计与应用　董　娟　，陈　亮。，任　鹏　，冯　波　（１．国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄石家庄供电分公司，石家庄０５００２１；２．国网河北省电力公司　０５００５１）　摘要：针对传统标准电流互感器检验时，接线复杂、操作困难等问题，提出标准电流互感器自动测量校验系统的设计方案，分　析该系统的构成、工作原理和功能特点，并通过实例证明该系统可以减少重复劳动，降低工作强度，提高工作效率，方便试验　室开展标准电流互感器检定溯源工作。　关键词：标准电流互感器；智能化互感器校验仪；全电子式电流互感器负载箱　中图分类号：ＴＭ９３３．１　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００１—９８９８（２０１５）０ｌ一００２５—０３　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　Ｄｏｎｇ　Ｊｕａｎ　，Ｃｈｅｎ　Ｌｉａｎｇ　，Ｒｅｎ　Ｐｅｎｇ　，Ｆｅｎｇ　Ｂｏ　（１．Ｓｔａｔｅ　Ｇｒｉｄ　Ｈｅｂｅｉ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００２１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｔａｔｅ　Ｇｒｉｄ　Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００５１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｅ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｈａｓ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｗｏｒｋ　ｐｒｉｎｃｉｐａｌ，ｃｏｍｐｌｅｘ　ｗｉｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｉｆｆｉ～　ｃｕｌｔ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄｓ　ａ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｃｈｅｍｅ，ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｆｅａｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅ　ｅｘａｍｐｌｅｓ　ｐｒｏｖｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ　ｒｅ～　ｄｕｃｅ　ｒｅｐｅａｔｅｄ　ｌａｂｏｒ　ａｎｄ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ａｌｓｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｃａｒｒｙ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｓｔａｎｄ～　ａｒｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙ　ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ．．ｓｔａｎｄａｒｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｔｅｓｔｅｒ；ａｌｌ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｌｏａｄ　ｃａｓｅｓ　根据相关检定规程的要求，必须对新采购的　精密电流互感器进行校验，检验合格后才能使用，　同时还需对满２年检定周期的互感器进行检　定＿１］。一般送检客户使用的标准电流互感器准确　级为Ｏ．Ｏ５级至Ｏ．０１Ｓ级，一台标准电流互感器变　１　系统的构成及工作原理　全自动校验系统由互感器校验管理软件、智　能化互感器校验仪、全电子式电流互感器负载箱、　变比自动切换装置、标准电流互感器等组成。系　统的总体结构见图Ｉ。　比最少有十几个，多的有六七十个以上。检定过　程中工作人员每检定完１个变比需要人工对被测　互感器和标准互感器进行一次绕组和二次绕组的　重新接线，因而工作效率低。完成１台标准电流　互感器所有变比的测试需要１～２天，而且还可能　存在变比接错造成返工的现象。针对上述问题提　出一种全自动测量校验系统，采用自动化程度高　的检测装置，实现一次性将标准电流互感器所有　变比检定完毕。降低计量检定部门检定人员的工　作量，同时也可以提高工作效率，降低成本。　收稿日期：２０１４—０７—０１　图１标准电流互感器全自动校验系统结构　作者简介：董娟（１９６２一），女，工程师，主要从事计量专业技术质检等方面工作。　・　２５　・　Ｖｏ１．３４　ＮＯ．１　Ｆｅｂ．２０１５　河北电力技术　ＨＥＢＥＩ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰｏＷＥＲ　第３４卷第１期　２０１５年２月　工作原理：接线完成后，上位机依据检定规程　及被检互感器的参数，自动调节变比接头并设置　负载大小，控制升流器进行上升、下降、满载、轻载　测试；当前变比测试完成后，自动进行下一变比测　试，当所有变比测试完成后，自动打印报告。　２　系统功能的实现　标准电流互感器全自动校验系统的主要功能　为：功能完善的上位机管理软件，可实现所有功能　的自动控制；可自动完成被测对象的上升、下降、　满载、轻载测试；通过电子式电流负载箱可实现自　动调节负载大小；通过变比切换装置可实现测试　过程中自动切换变比，并可进行接线检查。　２．１　互感器校验管理软件　用户只要在上位机软件上选择好对应的参　数，点击软件界面中的“开始测量”，系统就会根据　用户选择的对象自动完成电流互感器的上升、下　降、满载、轻载测试，自动根据用户的选择切换电　流负载箱，方法简单，可以对应软件中生成数据库　和各种数据报表，避免用户误操作的行为。系统　的软件结构如图２所示。　图２标准电流互感器全自动检验系统管理软件结构　２．２　智能化互感器校验仪　该装置以Ｏ．００２级的双级精密电流互感器为　标准，可以校验０．０１Ｓ级的被测精密电流互感器。　分辨率比一般的互感器校验仪高，测量范围广。　按照相关检定规程的要求有１　Ａ的互感器可以达　Ｎｏ．０１Ｓ级，因此必须测量１　Ａ电流互感器１％的　误差　。　２．３　全电子式电流互感器负载箱　电子式电流负载箱的理论依据是将电流互感　器认为是一个恒流源，在恒流源的输出电流回路　中接入一个恒压源，这个恒压源输出的电压与普　通阻抗ｚ在这个恒流源上产生的电压降是完全一　致的，此时这个电压源与普通阻抗对这个电流互　感器的作用也是完全一致的。因此可以认为这个　・　２６　・　电压源可以替代普通阻抗，此时２种状态下的电　流互感器误差也是相一致的。　其工作原理是测量互感器的二次电流，采用　Ｄ／Ａ转换器调节同相与正交信号幅值并合成后通　过功放输出电压，模拟电工式负载在互感器校验　回路的状态，可以任意设置负载大小、功率因数，　系统自身带有负反馈检测功能，可以保证二次负　载的准确度达到２级以上，可以实现电流互感器　磁饱和裕度试验的要求。全电子式电流负载箱原　理图见图３。　２．４　变比自动切换装置　将被测互感器所有一次端子以及穿心匝数通　过大电流导线接到装置上，二次端子接到装置上，　通过软件控制、互感器校验仪控制实现同变比的　切换。　为防止出现不规范接线，变比自动切换装置的　ｍ●●　图３全电子式电流负载箱原理示意　接线端子在设计上与标准电流互感器的二次端子　一一对应，即用户一次接线后，使用中不用调整切　换装置与标准电流互感器的接线。被测互感器的　二次端子与切换装置对应位置相连，但被测互感　器的型号可能每次都不相同，所以并不是所有的变　比端子都会有连线，这时很容易出现接线错误。为　避免这种情况，系统上电自检完成后，会自动检查　切换装置的接线情况。检查方法为在一次侧加一　定的电流，依次切换变比，如果出现误差较大的情　况，就提示用户检查相应变比位置的接线。此种方　式可避免绝大多数的接线错误。变比自动切换装　置原理框图如图４所示。　Ｖｏ１．３４　ＮＯ．１　Ｆｅｂ．２０１５　河北电力技术　ＨＥＢＥＩ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　第３４卷第ｌ期　２０１５年２月　计的报表符合要求，具有良好的人机交互界面和　被测精密电流互感器０．０５级Ｎ０．０１级、５　Ａ～２　ＯＯＯ／５　Ａ　ＬＸ…”．Ｌ２　Ｌｌ　Ｌｂ　Ｌ　Ｌａ　Ｋｎ…・・Ｋ２　Ｋ１　Ｋ　错误报警功能。该系统采用开放的软硬件平台、　数据库、编程语言和模块式整体构架，具有较高的　可扩充性。　原来采用半自动式的检验系统，检定１台变　比为（５～２　０００）Ａ／（１，５）Ａ的电流互感器，要花费　３～４　ｈ，大部分时间都花在了接线上，且容易出现　接线错误，需要人工反复检查，工作效率较低。采　用全自动检验系统后，检定同样的电流互感器花　费时间仅为５０　ｍｉｎ，一次接线，自动检查接线错　误，工作效率提高了３倍以上。　４　结束语　标准电流互感器自动测试装置可以一次性将　被测标准电流互感器所有接线端子接人到装置，　并通过管理软件即可实现全自动被测标准电流互　图４变比自动切换装置原理　感器所有变比的误差校验，降低常规校验工作量，　提高工作效率，提高试验工作的安全性、稳定性、　经济性和可靠性。　参考文献：　［１］ＪＪＧ　３１４　２０１０，测量用电压互感器Ｅｓ３．　Ｅ２３　ＪＪＧ　３１３—２０１０，测量用电流互感器Ｅｓ］．　３　系统应用情况及效果　标准电流互感器全自动校验系统满足国网河　北省电力公司电力科学研究院工作流程，与被测　互感器变比的兼容性好，营销系统的接口以及设　（上接第２４页）　本文责任编辑：王丽斌　息过多，信息频发、误发等问题，将告警信息分类、加　延时、修改限值、挂牌屏蔽、单点抑制等信息优化处　理措施应用于变电站集中监控系统，使河北省调监　种情况，监控员抑制相关告警信息后，同时记人自动　化缺陷，启动自动化缺陷监督管理流程，协助相关部　门对此类缺陷的处理，处理完毕后，解除对相关告警　控月信息量由１４７　１９２条减少至７１　４２０条，减少　５１．４８　，周信息量由３５　６９７条减少至１１　６３９条，减　信息的抑制；针对第２种情况，监控员在抑制相关告　警信息后，同时将此故障设备的暂时监控权下放给　少６７．４Ｏ％，监控员日均监控信息量由１　６７５条减少　至８７５条，减少４７．７６　。实际运行结果表明，所采　对应受控站的现场运维人员，对于站内其他设备以　及其他受控站进行正常监控，并实时跟进运行异常　用告警信息优化措施正确、可行，通过消除无效告警　信息，突出紧急、重要信息等措施，有效提升了变电　站设备实时监视水平。　参考文献：　［１］　吴玉林，纪　陵．变电站监控信息告警直传优化技术在江苏电　网中的应用ＥＪ］．中国电业（技术版），２０１４（２）：３３—３６．　Ｅ２］　胡丽清，肖艳炜，李英．变电站监控信息告警直传技术及其在　设备的处置方式、处置情况，待设备异常处理完毕　后，解除对相关告警信息的抑制。　除上述之外，在变电站进行二次设备试验等工　作时，除对相关设备挂牌处理外，将“全站事故总信　号”、“间隔事故总信号”进行单点抑制处理，防止现　场传动工作导致监控系统发出大量事故信号，影响　对正常设备的监视。　浙江电网的应用ＥＪ３．浙江电力，２０１２，３ｌ（１２）：８７—９ｏ．　［３］郭文鑫，文福栓，廖志伟，等．基于时序约束网络的电力系统在线　警报处理解析模型［Ｊ］．电力系统自动化，２００９，３３（２１）：３６—４２．　［４］王　雷．告警直传与远程浏览在浙江省调度中的应用［Ｊ］．供用　电，２０１２，２９（５）：５２—５５．　６　结论　针对变电站集中监控模式下，告警直传信息量　巨大，实际监控运行过程中监控系统出现的干扰信　本文责任编辑：齐胜涛　・　２７　・