CN101639524B

CN101639524B - 保护用电流互感器现场检定装置

Info

Publication number: CN101639524B
Application number: CN2009100743855A
Authority: CN
Inventors: 赵屹涛; 赵修民; 张保国; 韩海洲; 闫宪峰
Original assignee: Shanxi Institute of Mechanical and Electrical Engineering
Current assignee: Shanxi Institute of Mechanical and Electrical Engineering
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2029-05-14
Also published as: CN101639524A

Abstract

本发明涉及一种保护用电流互感器现场检定装置，它由HP1带升压器电压比例标准和HP2电压比例标准组成组合式电压比例标准，加HP3电流互感器和HEW互感器校验仪，能够对保护用电流互感器进行检定。本发明可检测5P级和10P级保护用电流互感器在额定负荷和额定电流下的比值差和相位差以及在准确限值系数ALF下的复合误差或1级至0.2级现场电流互感器在额定负荷和保安系数FS下的复合误差，可测定互感器完整的VA特性，并通过与计算机通讯，绘制完整的VA特性曲线、复合误差曲线及10％和5％倍数曲线。

Description

保护用电流互感器现场检定装置

技术领域

本发明涉及一种保护用电流互感器现场检定装置。

背景技术

传统的互感器校验仪都是测差式的。在检定电流互感器时，被检电流互感器二次接有负荷(由电流负荷箱提供)，与同电流比的标准电流互感器进行比较，由大电流电源给二者提供5～30倍的额定一次电流，而二者的二次差流输入校验仪，由校验仪测出被检电流互感器相对于标准电流互感器的误差和复合误差。

这种检定方法，需要大电流电源设备、同电流比的标准电流互感器和5～30倍额定电流负荷箱。当额定一次电流大于1000A时，大电流电源设备需高达几十到几百千伏安，体积庞大笨重，接线困难，在实验室和现场检定电流互感器都很不方便。

电流互感器IEC标准和我国国家标准[1]，在测定电流互感器的复合误差中，提出了间接测试方法。即在互感器的二次侧加以相当于5～30倍额定电流下的电压，测定其励磁电流，算出励磁电流与一次电流之比，就是被检互感器的误差，其准确级为5P级或10P级(即误差限值为5％或10％)。即使采用间接法，要测复合误差和完整的VA特性，也需要几十千伏安的变压器和电源。本专利提出一函数，只要在饱和磁密下测复合误差和VA特性，通过函数算出在LPF和FS下的复合误差和完整的VA特性数据。同时国家标准对保护用电流互感器在额定电流和额定负荷下的误差，没有推荐间接法，仍用传统的比较法，同样需要大电流标准互感器、大电流电源等。

2003年，用于检测电流互感器误差的新原理(即低压外推法)电流互感器现场检定装置已获得专利授权(专利号ZL 03245432.5)，其基本原理与上述间接测复合误差相类似，但必须测出比值差补偿值。专利通过由标准电压互感器、微机式互感器校验仪、电源变压器和计算软件组成的装置，根据测电流互感器电压比误差及二次导纳等相应参数以及微机运算的新原理，直接测算和显示现场电流互感器在相应负荷和额定电流百分数下的比值差和相位差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种保护用电流互感器现场检定装置，该装置可测定保护用电流互感器在额定负荷和额定电流下的比值差和相位差，在间接测复合误差和VA特性中，提出一函数，只要在饱和磁密下测复合误差和VA特性，通过函数计算出在ALF和FS下的复合误差和完整的VA特性，其电源容量可减小至100～300VA。

本发明的技术方案：一种保护用电流互感器现场检定装置，它由HP1带升压器电压比例标准、HP2电压比例标准、HP3电流互感器、HEW互感器校验仪，接线端钮L1、L2、K1、K2、K1C、K2C、U、I、接地端钮，电源、继电器、电阻Rd和电阻R组成，电源与HP1带升压器电压比例标准连接，HP1带升压器电压比例标准的工作电压绕组U1、U2分别通过继电器Ju与HEW互感器校验仪的E、U端连接，HP1带升压器电压比例标准的A绕组的0端与HP3电流互感器的P1端连接，A绕组的6端与接线端钮U连接，2、3、4、5端通过继电器Ju、Ja3～Ja5分别连接到接线端钮K1C，HP1带升压器电压比例标准的a绕组的0端接d1端，并通过继电器Jz连接到K2端钮，a绕组的3、4、5端依次通过继电器Ja3～Ja5、Jz连接到K1端钮，d1端组接HP2电压比例标准的b绕组的0端，d2端通过继电器Jb1～Jb8与HP2电压比例标准的b绕组的1～8端连接，b绕组的8端通过继电器Ju与K1端组连接，HP2电压比例标准的c绕组的0端通过继电器Ju与HEW互感器的E端，或通过继电器Jw与HEW互感器的ΔU端连接，c绕组的6端通过继电器Ju与HEW互感器的U端连接，c绕组的0～7端通过继电器Jc0～Jc7与接线端钮L1连接，HEW互感器的E端与HP3电流互感器的S1端连接，并与L2端连接，ΔU端通过继电器Jw与S2端连接，电阻R连接在HP3电流互感器的S1和S2两端，HP3电流互感器的P1端与仪器的接地端钮连接，P2与I端钮连接，P3通过继电器Jz与K2C端连接，电阻Ra的一端通过继电器Jz与K1C连接，另一端通过继电器J2与K2C连接并接地，被检的保护用电流互感器CTx与保护用电流互感器现场检定装置连接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：1、可检测5P级和10P级保护用电流互感器在额定负荷和额定电流下的比值差和相位差，以及在准确限值系数ALF下的复合误差或1级至0.2级现场电流互感器在额定负荷和保安系数FS下的复合误差；2、测定互感器完整的VA特性；3、通过与计算机通讯，绘制完整的VA特性曲线、复合误差曲线及10％和5％倍数曲线。

附图说明

图1为本发明的线路图。

具体实施方式

一种保护用电流互感器现场检定装置，它由HP1带升压器电压比例标准、HP2电压比例标准、HP3电流互感器、HEW互感器校验仪，接线端钮L1、L2、K1、K2、K1C、K2C、U、I、接地端钮，电源、继电器、电阻Rd和电阻R组成，电源与HP1带升压器电压比例标准连接，HP1带升压器电压比例标准的工作电压绕组U1、U2分别通过继电器Ju与HEW互感器校验仪的E、U端连接，HP1带升压器电压比例标准的A绕组的0端与HP3电流互感器的P1端连接，A绕组的6端与接线端钮U连接，2、3、4、5端通过继电器Ju、Ja3～Ja5分别连接到接线端钮K1C，HP1带升压器电压比例标准的a绕组的0端接d1端，并通过继电器Jz连接到K2端钮，a绕组的3、4、5端依次通过继电器Ja3～Ja5、Jz连接到K1端钮，d1端组接HP2电压比例标准的b绕组的0端，d2端通过继电器Jb1～Jb8与HP2电压比例标准的b绕组的1～8端连接，b绕组的8端通过继电器Ju与K1端组连接，HP2电压比例标准的c绕组的0端通过继电器Ju与HEW互感器的E端，或通过继电器Jw与HEW互感器的ΔU端连接，c绕组的6端通过继电器Ju与HEW互感器的U端连接，c绕组的0～7端通过继电器Jc0～Jc7与接线端钮L1连接，HEW互感器的E端与HP 3电流互感器的S1端连接，并与L2端连接，ΔU端通过继电器Jw与S2端连接，电阻R连接在HP3电流互感器的S1和S2两端，HP3电流互感器的P1端与仪器的接地端钮连接，P2与I端钮连接，P3通过继电器Jz与K2C端连接，电阻Ra的一端通过继电器Jz与K1C连接，另一端通过继电器J2与K2C连接并接地，被检的保护用电流互感器CTx与保护用电流互感器现场检定装置连接。

保护用电流互感器现场检定装置的原理线路如图1所示。图1中HP1为带升压器电压比例标准，升压器容量300VA，输出电压为40、100、200、800V，当输出电压超过300V时，由独立的U端钮输出，最高输出电压可达1200V；HP1和HP2组合后，电压比例标准为0.05级，电压比为40、100、200/0.04、0.05、0.06666、0.08、0.1、0.1333、0.1666、0.2、0.25、0.333、0.4、0.5、0.6666、0.8、1、1.333、2、2.666、3.333、4、5、6.666、8V，共69个，与被捡电流互感器电流比25～5000/5、1A相应；HP3为0.5级15、5/0.05A电流互感器，当励磁电流超过5A时，由外接电源供电，励磁电流由I端钮输入，可达15A。500VA40～800V升压器，U为输入微机式校验仪的工作电压，ΔU为输入校验仪的差压。U和ΔU通过微机校验仪处理器进行测试和处理。装置通过电源变压器K₁K_1c端钮给被检互感器的二次端钮K₁和K₂输入励磁电压，此电压通过装置的K₁和K₂端钮加在电压比例标准上。其二次电压U由L1L2输入。当继电器Jw动作时，标准和被检互感器的二次差压ΔU输入校验仪，校验仪测得被捡互感器误差ΔU/U；而当继电器复位时，励磁电流I通过电流互感器在电阻R上的压降，转换为ΔU输入校验仪，校验仪测被捡互感器二次导纳I/U＝KΔU/U(K为系数)，通过二次导纳算出被检保护用电流互感器的误差和复合误差以及相应的准确限值系数ALF或仪表保安系数FS，并判断其是否合格。同时还可通过在相应的励磁电压下测得的二次导纳，算出励磁电流，并绘制VA特性曲线。装置内附电源只需300VA，就能完成。

被检保护用电流互感器的接线有3：其一为正常接线，如图1上方中接线。其二当励磁电压超过300V时，如图1上方左接线；其三当用外接大容量电源时，如图1上方右接线，需电源容量2～10kVA。外接与内附电源测得的VA特性曲线，可以直接进行比较。

装置同样采用“低压外推法”，通过0.05级电压比例标准，先在高压即外推点电压U_t，相当于200％～1500％I_n下，测外推点的空载误差ε_t和导纳Y_t，据此算出比值差补偿值Δf和二次绕组的漏抗；如匝数正确即Δf≈0。

然后在低压U_1n即100％I_n时的二次感应电势E_2n下，测导纳Y，直接算出并显示在100％I_n和额定负荷或实际负荷下的误差ε(其实部f为比值差，虚部δ为相位差)：

ε_t＝-Z₂Y_t+Δf (1)

E_2n＝I_2n(Z₂+Z) (2)

ε＝-(Z₂+Z)Y+Δf＝f+jδ (3)

式中Z-二次负载阻抗，复数；

Z₂-电流互感器二次绕组即电压互感器一次绕组内阻抗，复数；

Y-电流互感器二次绕组即电压互感器一次绕组励磁导纳，复数；

Δf-电流互感器即电压互感器比值差补偿值，复数实部。

装置实际上是根据电流互感器国家标准规定的间接测保护用电流互感器复合误差的方法，扩展到测其在额定电流下的误差，同时通过测试比值差补偿值，来确定其二次绕组匝数是否正确。

为了减小电源容量，使装置实现智能化，本专利提出了相应于复合误差和VA特性超过拐点电势部分(即拐点以后)的曲线的函数：

I＝f(U) (4)

复合误差和VA特性只要测到拐点(即外施电压增加10％时，相应励磁电流增加值大于50％时的电压最小值，注：文[1]误为“不大于”)，就可根据上述函数，推算出互感器在准确限值系数ALF或仪表保安系数FS下的复合误差，并判断其是否合格。这样电源容量就能减小至原来的1/5～1/10，从而使保护用电流互感器的检定(包括额定电流I_n下的误差和nI_n下的复合误差)和测量用电流互感器仪表保安系数的测定(即测定nI_n下的复合误差)，以及完整的VA特性测试，不仅不需要大电流连接，而且只要带上一台HPE1型检定装置就可实现。

装置主要有三个工作程序：程序1从零升电压至退磁电压，再退回零位，在这过程中测得电流比和比值差补偿值和在额定负荷和额定电流下的比值差和相位差；程序2从零升电压至5～50倍额定电流的电压，测复合误差，并自动判断其是否合格；程序3测VA特性。

Claims

1.一种保护用电流互感器现场检定装置，它由HP1带升压器电压比例标准、HP2电压比例标准、HP3电流互感器、HEW互感器校验仪，接线端钮L1、L2、K1、K2、K1C、K2C、U、I、接地端钮，电源、继电器、电阻Rd和电阻R组成，其特征是电源与HP1带升压器电压比例标准连接，HP1带升压器电压比例标准的工作电压绕组U1、U2分别通过继电器Ju与HEW互感器校验仪的E、U端连接，HP1带升压器电压比例标准的A绕组的0端与HP3电流互感器的P1端连接，A绕组的6端与接线端钮U连接，2、3、4、5端通过继电器Ju、Ja3～Ja5分别连接到接线端钮K1C，HP1带升压器电压比例标准的a绕组的0端接d1端，并通过继电器Jz连接到K2端钮，a绕组的3、4、5端依次通过继电器Ja3～Ja5、Jz连接到K₁端钮，d1端组接HP2电压比例标准的b绕组的0端，d2端通过继电器Jb1～Jb8与HP2电压比例标准的b绕组的1～8端连接，b绕组的8端通过继电器Ju与K1端组连接，HP2电压比例标准的c绕组的0端通过继电器Ju与HEW互感器的E端，或通过继电器Jw与HEW互感器的ΔU端连接，c绕组的6端通过继电器Ju与HEW互感器的U端连接，c绕组的0～7端通过继电器Jc0～Jc7与接线端钮L1连接，HEW互感器的E端与HP3电流互感器的S1端连接，并与L2端连接，ΔU端通过继电器Jw与S2端连接，电阻R连接在HP3电流互感器的S1和S2两端，HP3电流互感器的P1端与仪器的接地端钮连接，P2与I端钮连接，P3通过继电器Jz与K2C端连接，电阻Ra的一端通过继电器Jz与K1C连接，另一端通过继电器J2与K2C连接并接地，被检的保护用电流互感器CTx与保护用电流互感器现场检定装置连接。