CN102096060A

CN102096060A - 低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验电路

Info

Publication number: CN102096060A
Application number: CN2010105662306A
Authority: CN
Inventors: 吴良科; 雷民; 孙浩良; 刘浩; 涂琛; 彭淑华; 阴存贞; 孙强; 李炜东; 吴经锋; 刘毅; 李勇
Original assignee: State Grid Electric Power Research Institute; Northwest China Grid Co Ltd
Current assignee: State Grid Electric Power Research Institute; Northwest China Grid Co Ltd
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2030-11-30
Also published as: CN102096060B

Abstract

本发明涉及一种低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验电路，包括试验电源、调压器、升流器、被测电流互感器、标准电流互感器、比较式电流互感器校验仪、电流比较仪、负荷箱和指零仪。本发明低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验电路，通过应用磁势平衡法来实现的低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验，能够准确的测量出电流互感器工作在额定电流1％以下时的测量误差，有效地弥补了传统方法的不足；本发明电路结构简单，使用方便，通过比较式电流互感器校验仪便可以直接读出电流互感器的测量误差。

Description

低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验电路

【技术领域】

本发明涉及电气参数测试技术领域，特别涉及一种低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验电路。

【背景技术】

输变电工程在投运初期的输送(交换)功率相对而言都偏低，所以，电能计量装置一般在低负荷下甚至极低负荷条件下运行，尽管作计量用的电流互感器一般都是采用坡莫合金或微晶材料作铁芯制作而成，磁导率较高，但也可能超出其误差性能指标考核的范围，因此，有必要对其在低负荷运行条件下进行综合误差的测试并确定其是否合格。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验电路，该电路能够在低负荷运行条件下对电流互感器进行现场准确度校验。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验电路，包括试验电源、调压器、升流器、被测电流互感器、标准电流互感器、比较式电流互感器校验仪、电流比较仪、负荷箱和指零仪；所述试验电源连接调压器一次侧，调压器的二次侧与升流器的一次侧连接，升流器的二次侧与试验一次主回路连接；标准电流互感器和被测电流互感器的一次绕组均串接于所述试验一次主回路中；标准电流互感器的二次绕组一端接比较式电流互感器校验仪的T_O接线柱，另一端接电流比较仪的N2绕组一端，N2绕组的另一端接比较式电流互感器校验仪的T_X接线柱；待测电流互感器的二次绕组、负荷箱Z和电流比较仪的N1绕组串接，负荷箱Z和电流比较仪的N1绕组连接处连接有一根接地的导线；电流比较仪的N3绕组两端分别接校验仪的K、D接线柱；指零仪串接于电流比较仪的N4绕组两端。

待测电流互感器的电流比与标准电流互感器的电流比之间的比为A/1；N1绕组与N2绕组的匝数比值为B/1；N1绕组与N3绕组的匝数比为C/1；A＝B＝C。

标准电流互感器的准确度等于或优于0.02S级；电流比较仪的准确度等于或优于0.001级。

所述标准电流互感器的准确度为0.02S级；所述电流比较仪的准确度为0.001级；所述待测电流互感器的准确度为0.2S级；待测电流互感器的电流比为2000/1；标准电流互感器的电流比为200/1；N1绕组与N2绕组的匝数比值为10/1；N1绕组与N3绕组的匝数比为10/1。

所述比较式电流互感器校验仪为HEG型比较式电流互感器校验仪。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验电路，通过应用磁势平衡法来实现的低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验，能够准确的测量出校验电流互感器工作在额定电流1％以下时的测量误差，有效地弥补了传统方法的不足；本发明电路结构简单，使用方便，通过比较式电流互感器校验仪便可以直接读出电流互感器的测量误差。

【附图说明】

图1本发明低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验电路的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

根据DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》的规定，电能计量装置包括电能表、计量用电压互感器(PT)、电流互感器(CT)及其二次回路等。电能计量装置的综合误差γ就是CT的误差γ_CT、PT的误差γ_PT，PT二次回路电压降误差γ_D，电能表的误差γ_E之代数和，用公式表示为：

γ＝γ_CT+γ_PT+γ_D+γ_E

因电能计量装置中的PT(或CVT)一般在额定电压下运行，所以，电能计量装置低负荷下运行实际上就是装置中电流互感器及电能表在低电流下的运行，那么低负荷运行条件下计量装置综合误差测试方法的研究主要针对这二者进行。

按照1021-2007《电力互感器》检定规程规定：计量CT误差测量点为额定电流的1％、5％、20％、100％和120，CT二次负荷为：1VA、1/4额定负荷及额定负荷(或实际负荷)。而本发明则旨在对计量CT在额定电流的5％及以下进行，具体校准点选取为额定电流的0.25％(此点按最低负荷运行电流为5A考虑)、0.5％、1％、2％和5％，其中1％和5％两点还可在两种测量方法下进行测量结果的比对，本发明中的误差测量线路此前在电流互感器现场误差测量中从未见使用，况且，对额定二次电流为1A的CT而言，互感器校验仪百分表对如此低的百分数也很难甚至无法指示。

本发明中计量CT在低电流下的误差测量主要是采用标准CT和电流比较仪作标准器并依据磁势(安匝)平衡原理，即使电流比较仪铁芯达到零磁通的工作状态来实现，误差测量仪器使用的是比较仪式电流互感器校验仪，该校验仪具有输出使电流比较仪铁芯磁势(安匝)平衡所需微小电流的功能。计量CT在低电流下的误差测量具体试验线路见图1，在图1中，T_X为被测CT；T_O1为准确度优于0.02S级的标准CT；T_O2为准确度优于0.001级的电流比较仪；Z为负荷箱；J为指零仪。本发明校验电路中，试验电源连接调压器一次侧，调压器的二次侧与升流器的一次侧连接，升流器的二次侧与试验一次主回路连接；标准电流互感器和被测电流互感器的一次绕组均串接于所述试验一次主回路中；标准电流互感器的二次绕组一端接比较式电流互感器校验仪的T_O接线柱，另一端接电流比较仪的N2绕组一端，N2绕组的另一端接比较式电流互感器校验仪的T_X接线柱；待测电流互感器的二次绕组、负荷箱Z和电流比较仪的N1绕组串接，负荷箱Z和电流比较仪的N1绕组连接处用一根导线接地；电流比较仪的N3绕组两端分别接校验仪的K、D接线柱；指零仪串接于电流比较仪的N4绕组两端。

请参阅图1所示，本实施例以一台电流比为2000/1的计量CT为例，若要测量其在低电流下的误差，所采用标准CT的电流比可选取200/1，即两者电流比间的倍率为K＝10/1。当一次回路有电流流过I₁时，让被测CT和标准CT感应出的二次电流I_X2和I_O2分别流进电流比较仪的N1和N2绕组，校验仪参考电流也由I_O2提供。N1和N2两绕组匝比关系也为K＝N1/N2＝10/1，由于两磁势并非完全相等(大小相等，方向相反)，欲使电流比较仪铁芯达到零磁通工作状态，则由互感器校验仪输出合适的微小电流ΔI_P流进电流比较仪的N3绕组来达到要求，指零仪J指零时便达到安匝平衡；在忽略电流比较仪本身误差的情况下，电流比较仪磁势平衡关系式如下：

I_X2N1+I_O2N2-ΔI_PN3＝0 ①

上式中

I_X2＝I₁(1+ε_X)/2000 ②

I_O2＝I₁(1+ε_O)/200 ③

ΔI_P＝I_O2ε_P ④

(注：ε_X、ε_O和ε_P分别为被测CT误差、标准CT误差和校验仪读数)将上面②、③、④三式代入式①可得

I₁N1(1+ε_X)/2000+I₁N2(1+ε_O)/200-I₁N3(1+ε_O)ε_P/200＝0 ⑤

对式⑤进行化简，且当忽略标准CT的误差ε_O时，有

N1ε_X-10N3ε_P＝0

即被测CT误差为

ϵ_{X} = \frac{10 N 3}{N 1} ϵ_{P}

⑥

从式⑥可以，只要合理选取N3与N1的匝比关系，如取N1＝10N3，则被测CT的误差ε_X就等于互感器校验仪的读数，即被测CT的误差可以由互感器校验仪直接读数。

基于测量结果不确定度评定而言，在校验电流互感器的误差时，均会受到环境条件、人员操作及试验仪器等因素对测量结果的影响。具体到本文所用的两种方法，它们由于试验所用的校验仪完全不同，且试验接线、试品所施加的实际二次负荷、返回导体磁场及环境电磁场对试品和测量仪器的影响等都不尽相同，因此会造成两种测量方法在结果上存在偏差。规程要求，上述因素对测量结果的影响量均允许达到被测互感器最大允许误差的1/3。两种方法测量结果的比对偏差数据见下表。

下面以一台穿心式电流互感器为例，分别按规程规定的直接比较法和发明校验方法对其进行了误差测量，所用标准电流互感器准确度为0.01级，电流比较仪的准确度为0.001级，规程方法下测量时所用互感器校验仪型号为HEC-H型，该校验仪百分表可精确显示到0.5％。被测互感器准确度为0.2S级，额定负荷为10VA(cosφ＝0.8)，试验选定的电流比为2000A/1A，该电流比在两种方法下误差测量比对数据及偏差见下表所示。

结论：

1、从上表的数据可以看出，在额定电流分别为0.5％和1％，即电流互感器在极低负荷下运行，且分别采用上述两种测量方法时，电流互感器实测误差大多均比较接近，这说明：由于计量电流互感器所用铁芯均采用高导磁率的坡莫合金制成，电流互感器误差曲线相对比较平缓。

2、从上表数据还可以看出，比值差和相位差在两种方法下相同测量点测量结果的偏差均未超出被测互感器最大允许误差的1/5，且按规程规定：电流互感器在额定电流1％及以下时其最大允许误差扩大一倍。所以，上表中这种微小偏差在误差允许范围内是可以接受的，也就是说两种方法下对电流互感器的误差测量结果可以等效，即使进行现场校验，由于上述各因素对两种方法下测量结果的影响基本一致，即无论在实验室还是现场校验，相应测量结果的随机偏差基本相同。

3、尽管磁势平衡法试验线路相对比较复杂，但当用规程规定的线路无法准确测量出电流互感器工作在额定电流1％以下时的测量误差，或互感器校验仪百分表不能精确显示到额定电流1％及以下时，即可按本发明线路对电流互感器直接进行实验室和现场校验，且测量结果准确可靠。

Claims

1.一种低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验电路，其特征在于：包括试验电源、调压器、升流器、被测电流互感器、标准电流互感器、比较式电流互感器校验仪、电流比较仪、负荷箱和指零仪；所述试验电源连接调压器一次侧，调压器的二次侧与升流器的一次侧连接，升流器的二次侧与试验一次主回路连接；标准电流互感器和被测电流互感器的一次绕组均串接于所述试验一次主回路中；标准电流互感器的二次绕组一端接比较式电流互感器校验仪的T_O接线柱，另一端接电流比较仪的N2绕组一端，N2绕组的另一端接比较式电流互感器校验仪的T_X接线柱；待测电流互感器的二次绕组、负荷箱Z和电流比较仪的N1绕组串接，负荷箱Z和电流比较仪的N1绕组连接处连接有一根接地的导线；电流比较仪的N3绕组两端分别接校验仪的K、D接线柱；指零仪串接于电流比较仪的N4绕组两端。

2.如权利要求1所述一种低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验电路，其特征在于：待测电流互感器的电流比与标准电流互感器的电流比之间的比为A/1；N1绕组与N2绕组的匝数比值为B/1；N1绕组与N3绕组的匝数比为C/1；A＝B＝C。

3.如权利要求1所述一种低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验电路，其特征在于：标准电流互感器的准确度等于或优于0.02S级；电流比较仪的准确度等于或优于0.001级。

4.如权利要求1至3中任一项所述一种低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验电路，其特征在于：所述标准电流互感器的准确度为0.02S级；所述电流比较仪的准确度为0.001级；所述待测电流互感器的准确度为0.2S级；待测电流互感器的电流比为2000/1；标准电流互感器的电流比为200/1；N1绕组与N2绕组的匝数比值为10/1；N1绕组与N3绕组的匝数比为10/1。

5.如权利要求4所述一种低负荷运行条件下电流互感器现场准确度校验电路，其特征在于：所述比较式电流互感器校验仪为HEG型比较式电流互感器校验仪。