CN102540128B - 组合式三相电流互感器误差自动检定方法 - Google Patents

Abstract

一种组合式三相电流互感器误差自动检定方法，其特征在于，所述方法使用工作电流大于6A的继电器，与标准电流互感器、互感器校验仪和电流负荷箱组成一个组合式三相电流互感器误差及磁饱和裕度自动检测线路，根据所述检测线路对组合式三相电流互感器误差及磁饱和裕度自动检测。本发明方法可实现对组合式三相电流互感器误差及磁饱和裕度检测过程的自动化，简化了检定操作流程，大幅缩短了检定时间，提高了检定效率，降低了劳动强度。具有方法简洁、经济、科学、实用、可操作性强、成本低等优点。本发明适用于组合式三相互感器（计量箱）检定。

Description

组合式三相电流互感器误差自动检定方法

技术领域

本发明涉及一种组合式三相电流互感器误差自动检定方法，属电力计量电流互感器检测技术领域。

背景技术

组合式三相互感器（计量箱）常用于电力用户的高供高计或低供高计电能计量装置，组合式三相互感器将三相电流互感器和三相电压互感器组合为一体，按接线方式可分为三相三元件和三相二元件组合式三相互感器。传统组合式三相电流互感器检定方法是按单相法逐相进行检定的，其步骤为：

（1）按电流比K连接A相一次导线；

（2）连接A相二次导线；

（3）选择上限负荷；

（4）按规程要求升流，分别在额定电流的1%、5%、20%、100%、120%点测试电流互感器的上限负荷误差；

（5）将电流降至0；

（6）选择下限负荷；

（7）按规程要求升流，分别在额定电流的1%、5%、20%、100%点测试电流互感器的下限负荷误差；

（8）将电流降至0；

（9）拆除一次及二次导线，完成该相电流互感器的检定；

（10）换至B相电流互感器，重复上述步骤1～10进行操作测试；

（11）换至C相电流互感器，重复上述步骤1～10进行操作测试，检定流程（见图4）。

JJG1021-2007《电力互感器检定规程》新增了“磁饱和裕度”检测项目，要求“电流互感器铁芯磁通密度在相当于额定电流和额定负荷状态下的1.5倍时，误差应不大于额定电流和额定负荷下误差限值的1.5倍。”电流互感器的磁饱和裕度需要在150%额定电流下测量，通常使用的标准电流互感器、互感器校验仪和负荷箱一般不能过载到150%。规程推荐了一种基于负荷误差外推法的间接测量方法。

JJG1021-2007《电力互感器检定规程》规定：间接测量电流互感器时，“如果不具备在150%额定电流点测量误差的标准装置，可以通过增加二次负荷的方法间接测量，测量时选定的电流不小于额定电流的20%。设选定的电流百分点为m%，电流互感器的额定二次负荷为Z_B，二次绕组电阻的漏电抗为Z₂，分别在二次负荷Z_B，电流百分点m%以及二次负荷2Z_B+Z₂，电流百分点0.5m%下测量电流互感器的误差，得到f₁、δ₁和f₂、δ₂。然后在二次负荷(150m/Z_B)+(15m-0/₂Z，1电)流百分点m%下测量电流互感器的误差，得到f₃、δ₃。被检电流互感器150%电流百分点下的误差按下式计算：

$f=({2f}_1-f_2)(1-\frac{m}{150})+\frac{m}{150}{f}_3---\left(5\right)$

$\mathrm{\δ}=({2\mathrm{\δ}}_1-{\mathrm{\δ}}_2)(1-\frac{m}{150})+\frac{m}{150}{\mathrm{\δ}}_3---\left(6\right)\text{'}\text{'}$

式中f为互感器误差的同相分量，即比值差；δ为互感器误差的正交分量，即相位差；磁饱和裕度可由比差值f和相位差δ来表征。

JJG1021-2007《电力互感器检定规程》条文解释还规定，“间接测量法需要测量二次绕组阻抗。具有环形铁芯电流互感器，二次绕组的漏电抗通常可以忽略，这样就可以用二次绕组的直流电阻作为二次绕组阻抗进行计算。实际使用效果表明这种近似也能达到满意的测量结果。”

依据上述技术条款要求并考虑到间接测量法计算结果的准确性，m值越接近150计算结果越准确。所以，将m选定为120。

则计算额定二次负荷Z_B磁饱和裕度时，可将式（5）、（6）化简为：

$f=\frac{1}{5}({2f}_1-f_2+4f_3)---\left(7\right)$

$\mathrm{\δ}=\frac{1}{5}({2\mathrm{\δ}}_1-{\mathrm{\δ}}_2+4{\mathrm{\δ}}_3)---\left(8\right)$

式中：f₁、δ₁为额定二次负荷阻抗Z_B，电流100%I_n的误差；

f₂、δ₂为二次负荷阻抗（2Z_B+Z₂），电流50%I_n的误差；

f₃、δ₃为二次负荷阻抗（1.25Z_B+0.25Z₂），电流120%I_n的误差。

依据上述磁饱和裕度间接测量法需要测量二次绕组直流电阻的要求，在常规检测电路中增设直流电阻测量装置及电路，由于二次绕组直流电阻值很小，必须采用四端法进行测量。考虑到同一台组合式三相互感器各相电流变比相等即二次绕组匝数相等则各相电流互感器二次绕组直流电阻相等。因此，只要在检定前测量任意一相电流互感器二次绕组直流电阻作为磁饱和裕度间接测量法数学模型中的“Z₂”即可。

传统组合式三相电流互感器检定方法消耗时间长，接线过程繁琐，效率低，劳动强度大，无法实现磁饱和裕度的检测。研究一种组合式三相电流互感器误差自动检测方法对改变上述局面，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是，为了解决目前传统组合式三相电流互感器检定方法消耗时间长，接线及重复缓慢升、降电流过程繁琐，效率低，劳动强度大，无法进行磁饱和裕度测试的问题，本发明提供了一种组合式三相电流互感器误差及磁饱和裕度自动检测方法。

本发明的方案是，在《电力互感器检定规程》的检定线路图基础上，使用工作电流大于6A的继电器，与标准电流互感器、互感器校验仪和电流负荷箱组成一个组合式三相电流互感器误差及磁饱和裕度自动检测线路，根据所述检测线路对组合式三相电流互感器误差及磁饱和裕度自动检测。

由于相关规程规定禁止电流互感器二次回路开路，因此继电器接点J_a1、J_b1、J_c1分别用于将未处于测试状态的电流互感器二次短路；继电器接点J_a2、J_b2、J_c2分别用于将需要进入测试状态的电流互感器二次接入测试回路；分别将A相、B相、C相三台电流互感器的一次回路用二条大电流导线进行串联；以及继电器接点J_r1、J_r2用于控制测量二次绕组直流电阻值；具体连接方式如图2所示。

组合式三相电流互感器误差及磁饱和裕度自动检测方法的步骤如下：

（1）本方法采用的主要设备：

一台标准电流互感器（0.02级）、一台互感器校验仪（2级）、一台电流负荷箱（3级）、一台组合式三相电流互感器误差自动检测控制装置。

（2）接线方式

如图2所示，按电流比K连接A相、B相、C相一次导线；连接A相、B相、C相二次导线；A相的二次导线接继电器接点J_a1、J_a2；B相的二次导线接继电器接点J_b1、J_b2；C相的二次导线接继电器接点J_c1、J_c2；J_a2、J_b2、J_c2的公共接点通过电流互感器负荷箱Z接互感器校验仪T_X测试端子；J_a1、J_b1、J_c1的公共接点分别接标准电流互感器CT₀二次导线一端和互感器校验仪K测试端子；标准电流互感器CT₀二次导线另一端接互感器校验仪T₀测试端子；继电器一对接点J_r1、J_r2分别接C相二次导线用于C相二次绕组直流电阻检测。

（3）采用四端法检测控制二次绕组直流电阻值Z₂

将继电器接点J_a1、J_b1、J_c1、J_a2、J_b2、J_c2断开；J_r1、J_r2闭合。C（或A相、或B相）相电流互感器处于二次绕组直流电阻被检定状态。

（3.1）给二次绕组注入直流电流I，同时测量二次绕组两端的电压U；

（3.2）计算二次绕组直流电阻值Z₂，二次绕组直流电阻

存储值Z₂；

（3.3）断开J_r1、J_r2，二次绕组直流电阻值Z₂测量完毕。

（4）选择上限负荷；控制J_a1断开；J_b1、J_c1闭合；J_a2闭合、J_b2、J_c2断开。A相电流互感器处于被检定状态，B相、C相二次处于短路状态。

（5）按规程要求升流，在额定电流的1%点测试A相电流互感器的上限负荷误差；

（5.1）在步骤5开关状态下，先控制J_a1、J_b2闭合、再控制J_a2、J_b1断开,J_c1、J_c2状态保持不变；B相电流互感器处于被检定状态，A相、C相二次处于短路状态。

（5.2）在此状态下测试B相电流互感器在额定电流的1%点的上限负荷误差；

（5.3）在步骤5.2开关状态下，先控制J_b1、J_c2闭合、再控制J_b2、J_c1断开,J_c1、J_c2状态保持不变；C相电流互感器处于被检定状态，A相、B相二次处于短路状态。

（5.4）在此状态下测试C相电流互感器在额定电流的1%点的上限负荷误差；

（5.5）在开关不变状态下，升流至额定电流的5%点测试C相电流互感器的上限负荷误差；

依此类推，可完成A相、B相、C相电流互感器分别在额定电流的1%、5%、20%、100%、120%点测试电流互感器的额定二次负荷误差，检定流程如图3所示。将电流降至0，完成电流互感器的额定二次负荷误差测试。

（5.6）参照电流互感器的额定二次负荷误差，检定流程如图3所示。在额定电流的1%、5%、20%、100%点测试电流互感器的下限负荷误差。

（6）间接测量法测量磁饱和裕度

（6.1）选择（2Z_B+Z₂）为二次负荷阻抗，电流升至50%I_n；按照上述步骤（4）～（5.6）进行操作分别测量A相、B相、C相电流互感器的误差f₂、δ₂；

（6.2）选择（（1.25Z_B+0.25Z₂）为二次负荷阻抗，电流升至120%I_n；按照上述步骤（5）～（5.6）进行操作分别测量A相、B相、C相电流互感器的误差f₃、δ₃；

（6.3）将已检测额定二次负荷，电流为100%I_n的误差f₁、δ₁，以及f₂、δ₂、f₃、δ₃，将它们代入式

和式中，可计算出表征额定二次负荷磁饱和裕度的f、δ值。

本发明的有益效果是，可实现对组合式三相电流互感器误差及磁饱和裕度检测过程的自动化，简化了检定操作流程，大幅缩短了检定时间，提高了检定效率，降低了劳动强度。具有方法简洁、经济、科学、实用、可操作性强、成本低等优点。

本发明适用于组合式三相互感器（计量箱）检定。

附图说明

图1是常规电流互感器检测接线图；

图2是组合式三相互感器（计量箱）检定接线图；

图3是组合式三相互感器（计量箱）检定流程图；

图4是组合式三相互感器（计量箱）传统方法检定流程图；

图中符号：CT₀是标准电流互感器；CT_a、CT_b、CT_c分别是被试品A、B、C相电流互感器；A、B、C分别为被试品A、B、C相电流互感器一次导线；Z是电流互感器负荷箱；J_a1、J_b1、J_c1、J_a2、J_b2、J_c2为检定过程控制继电器接点；J_r1、J_r2为二次绕组直流电阻检测控制继电器接点；T₀、T_X是互感器校验仪工作电流测试端；K、D是互感器校验仪差值电流测试端。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

第一步：按图2所示的接线方式进行接线；

按电流比K连接A相、B相、C相一次导线；连接A相、B相、C相二次导线；A相的二次导线接继电器接点J_a1、J_a2；B相的二次导线接继电器接点J_b1、J_b2；C相的二次导线接继电器接点J_c1、J_c2；J_a2、J_b2、J_c2的公共接点通过电流互感器负荷箱Z接互感器校验仪T_X测试端子；J_a1、J_b1、J_c1的公共接点分别接标准电流互感器CT₀二次导线一端和互感器校验仪K测试端子；标准电流互感器CT₀二次导线另一端接互感器校验仪T₀测试端子；继电器一对接点J_r1、J_r2分别接C相二次导线用于C相二次绕组直流电阻检测。

第二步：采用四端法检测二次绕组直流电阻值Z₂；

将继电器接点J_a1、J_b1、J_c1、J_a2、J_b2、J_c2断开；J_r1、J_r2闭合。C（或A相、或B相）相电流互感器处于二次绕组直流电阻被检定状态；

给二次绕组注入直流电流I，同时测量二次绕组2端的电压U；

计算二次绕组直流电阻值Z2，二次绕组直流电阻

存储值Z2；

断开J_r1、J_r2，二次绕组直流电阻值Z₂测量完毕。

第三步：按JJG1021-2007《电流互感器检定规程》的要求及检定流程见（图3）。进行检定；

选择上限负荷；控制J_a1断开；J_b1、J_c1闭合；J_a2闭合、J_b2、J_c2断开。A相电流互感器处于被检定状态，B相、C相二次处于短路状态。

按规程要求升流，在额定电流的1%点测试A相电流互感器的上限负荷误差；

在步骤5开关状态下，先控制J_a1、J_b2闭合、再控制J_a2、J_b1断开,J_c1、J_c2状态保持不变；B相电流互感器处于被检定状态，A相、C相二次处于短路状态。

在此状态下测试B相电流互感器在额定电流的1%点的上限负荷误差；

在步骤5.2开关状态下，先控制J_b1、J_c2闭合、再控制J_b2、J_c1断开,J_c1、J_c2状态保持不变；C相电流互感器处于被检定状态，A相、B相二次处于短路状态。

在此状态下测试C相电流互感器在额定电流的1%点的上限负荷误差；

在开关不变状态下，升流至额定电流的5%点测试C相电流互感器的上限负荷误差；

依此类推，可完成A相、B相、C相电流互感器分别在额定电流的1%、5%、20%、100%、120%点测试电流互感器的额定二次负荷误差，检定流程如图3所示。将电流降至0，完成电流互感器的额定二次负荷误差测试。

参照电流互感器的额定二次负荷误差，检定流程如图3所示。在额定电流的1%、5%、20%、100%点测试电流互感器的下限负荷误差。

第四步：采用间接测量法测量磁饱和裕度。

选择（2Z_B+Z₂）为二次负荷阻抗，电流升至50%I_n；安装上述步骤4～5.6进行操作分别测量A相、B相、C相电流互感器的误差f₂、δ₂；

选择（（1.25Z_B+0.25Z₂）为二次负荷阻抗，电流升至120%I_n；安装上述步骤5～6.6进行操作分别测量A相、B相、C相电流互感器的误差f₃、δ₃；

将已检测额定二次负荷，电流为100%I_n的误差f₁、δ₁，以及f₂、δ₂、f₃、δ₃，将它们代入式

和式

中，可计算出额定二次负荷磁饱和裕度f、δ。

Claims (1)

1.一种组合式三相电流互感器误差自动检定方法，其特征在于，所述方法使用工作电流大于6A的继电器，与标准电流互感器、互感器校验仪和电流负荷箱组成一个组合式三相电流互感器误差及磁饱和裕度自动检测线路，根据所述检测线路对组合式三相电流互感器误差及磁饱和裕度自动检测；

所述组合式三相电流互感器误差及磁饱和裕度自动检测方法的步骤如下：

（1）所述方法采用的主要设备：

一台标准电流互感器（0.02级）、一台互感器校验仪（2级）、一台电流负荷箱（3级）、一台组合式三相电流互感器误差自动检测控制装置；

（2）所述方法采用的接线方式

按电流比K连接A相、B相、C相一次导线；连接A相、B相、C相二次导线；A相的二次导线接继电器接点J_a1、J_a2；B相的二次导线接继电器接点J_b1、J_b2；C相的二次导线接继电器接点J_c1、J_c2；J_a2、J_b2、J_c2的公共接点通过电流互感器负荷箱Z接互感器校验仪T_X测试端子；J_a1、J_b1、J_c1的公共接点分别接标准电流互感器CT₀二次导线一端和互感器校验仪K测试端子；标准电流互感器CT₀二次导线另一端接互感器校验仪T₀测试端子；继电器一对接点J_r1、J_r2分别接C相二次导线用于C相二次绕组直流电阻检测；

（3）所述方法采用四端法检测控制二次绕组直流电阻值Z₂

将继电器接点J_a1、J_b1、J_c1、J_a2、J_b2、J_c2断开；J_r1、J_r2闭合；C（或A相、或B相）相电流互感器处于二次绕组直流电阻被检定状态；

（3.1）给二次绕组注入直流电流I，同时测量二次绕组两端的电压U；

（3.2）计算二次绕组直流电阻值Z₂，二次绕组直流电阻

存储值Z₂；

（3.3）断开J_r1、J_r2，二次绕组直流电阻值Z₂测量完毕；

（4）选择上限负荷；控制J_a1断开；J_b1、J_c1闭合；J_a2闭合、J_b2、J_c2断开；A相电流互感器处于被检定状态，B相、C相二次处于短路状态；

（5）按规程要求升流，在额定电流的1%点测试A相电流互感器的上限负荷误差；

（5.1）在步骤5开关状态下，先控制J_a1、J_b2闭合、再控制J_a2、J_b1断开,J_c1、J_c2状态保持不变；B相电流互感器处于被检定状态，A相、C相二次处于短路状态；

（5.2）在此状态下测试B相电流互感器在额定电流的1%点的上限负荷误差；

（5.3）在步骤5.2开关状态下，先控制J_b1、J_c2闭合、再控制J_b2、J_c1断开,J_c1、J_c2状态保持不变；C相电流互感器处于被检定状态，A相、B相二次处于短路状态；

（5.4）在此状态下测试C相电流互感器在额定电流的1%点的上限负荷误差；

（5.5）在开关不变状态下，升流至额定电流的5%点测试C相电流互感器的上限负荷误差；

依此类推，可完成A相、B相、C相电流互感器分别在额定电流的1%、5%、20%、100%、120%点测试电流互感器的额定二次负荷误差，将电流降至0，完成电流互感器的额定二次负荷误差测试；

（5.6）参照电流互感器的额定二次负荷误差，在额定电流的1%、5%、20%、100%点测试电流互感器的下限负荷误差；

（6）间接测量法测量磁饱和裕度

（6.1）选择（2Z_B+Z₂）为二次负荷阻抗，电流升至50%I_n；按照上述步骤（4）～（5.6）进行操作分别测量A相、B相、C相电流互感器的误差f₂、δ₂；

（6.2）选择（（1.25Z_B+0.25Z₂）为二次负荷阻抗，电流升至120%I_n；按照上述步骤（5）～（5.6）进行操作分别测量A相、B相、C相电流互感器的误差f₃、δ₃；其中Z_B表示电流互感器的额定二次负荷；

（6.3）将已检测额定二次负荷，电流为100%I_n的误差f₁、δ₁，以及f₂、δ₂、f₃、δ₃，将它们代入式和式

中，可计算出表征额定二次负荷磁饱和裕度的f、δ值；f表示互感器误差的同相分量，即比值差；δ表示互感器误差的正交分量，即相位差。

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