CN102590781A - 通用无级自动调节电流互感器二次负荷构成方法 - Google Patents

通用无级自动调节电流互感器二次负荷构成方法 Download PDF

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张春强
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Abstract

通用无级自动调节电流互感器二次负荷构成方法，该构成方法将cosφ=0.8的阻抗Z1～Z15及继电器JZ1～JZ15依次连接成并联阻抗网络；将cosφ=1.0的电阻R1～R15及继电器JR1～JR15依次连接成并联电阻网络；将并联阻抗网络与并联电阻网络串联，并联阻抗端接电流输入端I+，继电器JZ并联端接并联电阻端，继电器JR并联端接电流输出端I-；所述方法可准确输出cosφ=0.8的阻抗0.1Ω～200Ω和cosφ=1的电阻0.1Ω～200Ω。本发明采用并联电阻、电抗网络实现了对电流互感器二次负荷无级全量程的自动调节；可满足电流互感器检定对二次负荷的技术要求。本发明适用于电流互感器检定。

Description

通用无级自动调节电流互感器二次负荷构成方法
 
技术领域
本发明涉及通用无级自动调节电流互感器二次负荷构成方法，属电力计量电流互感器检测技术领域。
背景技术
GB1208-2006《电流互感器》规定：
额定二次电流的标准值为1、2和5A；
额定输出的标准值为：2.5、5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA。
JJG313-2010《测量用电流互感器检定规程》规定：
测量用电流互感器的基本误差，在环境温度0℃～40℃，相对湿度不大于80%，环境电磁干扰和机械振动可忽略时，测量用电流互感器在额定频率、额定功率因数及二次负荷为额定二次负荷25%～100%之间的任一数值时，各准确度等级的误差不得超过表1的限值。
《国家电网公司输变电工程通用设计》（10kV～220 kV电能计量装置分册）中，对电流互感器二次负荷有下列规定：电流互感器额定二次电流有1A和5A两种规格；电流互感器的额定二次负荷宜不大于10VA，优先选用2.5、5、7.5、10VA等规格，特殊情况下也可选用更大的额定值（如15、20、25、30、40、50VA等规格）。按上述要求有下列阻抗（见表1）。 
表1 
Figure 2012100533261100002DEST_PATH_IMAGE002
由表1可见，额定输出标准值阻抗0.1Ω～100Ω有40档，而传统电流互感器二次负荷箱采用标准值阻抗串联方式输出如图2所示，由于受体积、旋转开关档位限制，只能采取按额定二次电流分类设计二次负荷箱，这样就缺乏通用性。
采用传统电流互感器二次负荷箱设计思路无法实现二次无级全量程自动调节负荷。研究一种通用无级自动调节电流互感器二次负荷构成方法，对改变上述局面，具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是，为了解决目前采用传统电流互感器二次负荷箱设计思路无法实现二次无级全量程自动调节负荷的问题，本发明提供通用无级自动调节电流互感器二次负荷构成方法。
本发明的技术方案是，由cosφ=0.8的阻抗Z1～Z15（0.1×21、0.1×22、………0.1×214、0.1×215Ω）及继电器JZ1～JZ15构成并联阻抗网络，具有215种组合方式，可准确输出0.1Ω～200Ω的阻抗；由cosφ=1.0的电阻R1～R15（0.1×21、0.1×22、………0.1×214、0.1×215Ω）及继电器JR1～JR15形成并联电阻网络，具有215种组合方式，可准确输出0.1Ω～200Ω的电阻。将上述并联阻抗网络与并联电阻网络串联可满足规程对电流互感器二次负荷准确度等级的要求。
cosφ=0.8的阻抗Z1～Z15的阻抗及导纳值和cosφ=1.0的电阻R1～R15的电阻及电导值如表2所示。
表2
符号 阻抗(Ω) 导纳(S) 符号 电阻(Ω) 电导(S)
Z1 0.2 5 R1 0.2 5
Z2 0.4 2.5 R2 0.4 2.5
Z3 0.8 1.25 R3 0.8 1.25
Z4 1.6 0.625 R4 1.6 0.625
Z5 3.2 0.3125 R5 3.2 0.3125
Z6 6.4 0.15625 R6 6.4 0.15625
Z7 12.8 0.078125 R7 12.8 0.078125
Z8 25.6 0.0390625 R8 25.6 0.0390625
Z9 51.2 0.01953125 R9 51.2 0.01953125
Z10 102.4 0.009765625 R10 102.4 0.009765625
Z11 204.8 0.00488281250 R11 204.8 0.00488281250
Z12 409.6 0.00244140625 R12 409.6 0.00244140625
Z13 819.2 0.00122070313 R13 819.2 0.00122070313
Z14 1638.4 0.00061035156 R14 1638.4 0.00061035156
Z15 3276.8 0.00030517578 R15 3276.8 0.00030517578
考虑到本发明的通用性将负荷阻抗有功和无功分量相对误差均≤±3%，可满足JJG1021-2007《电力互感器检定规程》和JJG313-2010《测量用电流互感器检定规程》的相关要求。
通用无级自动调节电流互感器二次负荷的实现方法如下：
（1）本方法采用的主要设备：
可准确输出cosφ=0.8、0.1Ω～200Ω的并联阻抗网络（3级）；可准确输出cosφ=1.0、0.1Ω～200Ω的并联电阻网络（3级）；额定电流＞6A的继电器JK1、JK2、JZ1～JZ15、JR1～JR15；单片机控制电路。
（2）接线方式
如图1所示，将cosφ=0.8的阻抗Z1～Z15（0.1×21、0.1×22、………0.1×214、0.1×215Ω）及继电器JZ1～JZ15依次连接成并联阻抗网络；将cosφ=1.0的电阻R1～R15（0.1×21、0.1×22、………0.1×214、0.1×215Ω）及继电器JR1～JR15依次连接成并联电阻网络；将并联阻抗网络与并联电阻网络串联，并联阻抗端接电流输入端I+，继电器JZ并联端接并联电阻端，继电器JR并联端接电流输出端I-。
（3）阻抗输出方式：
接点JK2闭合、JK1开路；根据计算选择JZ1～JZ15中对应接点闭合可准确输出cosφ=0.8的阻抗0.1Ω～200Ω。
例如：
Figure 2012100533261100002DEST_PATH_IMAGE004
需要输出阻抗为0.1Ω时，选择闭合JZ1～JZ15所有接点，则：
Figure 2012100533261100002DEST_PATH_IMAGE006
        
=9.9997 S
Z=0.1Ω
Figure 2012100533261100002DEST_PATH_IMAGE008
需要输出阻抗为200Ω时，选择闭合JZ11接点，则：
Z 11：=204.8Ω
其误差为+2.4%，优于±3%的要求；
Figure 2012100533261100002DEST_PATH_IMAGE010
需要输出阻抗为120Ω时，选择闭合JZ11、JZ12、JZ14、JZ15接点，则：
Figure 2012100533261100002DEST_PATH_IMAGE012
        
=0.00824 S
Z=121.36Ω
其误差为+1.14%，优于±3%的要求；
（4）电阻输出方式：
接点JK1闭合、JK2开路；根据计算选择JR1～JR15中对应接点闭合可准确输出cosφ=0.8、0.1Ω～200Ω电抗加cosφ=1、0.1Ω～200Ω的电阻。
其输出方式与（3）相同。
（5）电抗串联电阻输出方式：
接点JK1、JK2开路；根据计算选择JZ1～JZ15、JR1～JR15中对应接点闭合可准确输出cosφ=1、0.1Ω～200Ω的电阻。
其输出方式与（3）、（4）相同 
本发明的有益效果是，采用并联电阻、电抗网络实现了对电流互感器二次负荷无级全量程的自动调节；可满足电流互感器检定对二次负荷的技术要求；可实现控制过程自动化；大幅压缩负荷箱体积；提高了负荷箱的通用性，降低了负荷箱制造成本。具有方法简洁、经济、科学、实用、可操作性强、成本低等优点。
本发明适用于电流互感器检定技术领域。
附图说明
图1是通用无级自动调节电流互感器二次负荷构成方法原理接线图；
图中符号：JK1、JK2是二次负荷输出方式控制继电器接点；JZ1～JZ15是并联电抗网络调节控制继电器的各接点；JR1～JR15是并联电阻网络调节控制继电器各接点；Z1～Z15是cosφ=0.8的阻抗，其阻抗值分别为0.1×21、0.1×22……0.1×214、0.1×215Ω；R1～R15是cosφ=1的电阻，其阻值分别为0.1×21、0.1×22……0.1×214、0.1×215Ω；I+、I-分别为电流流入、流出端子；
图2是传统负荷箱原理接线图；
图中符号：Z1～Z13是cosφ=0.8的阻抗，当额定电流为5A时，对应的电阻值分别为0.1；0.15；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.8；1.0；1.2；1.6；2.0；2.4Ω；当额定电流为1A时，对应的电阻值分别为0.15；0.2；0.6；1.25；2.5；3.75；5；10；15；20；30；40Ω；R1～R8是cosφ=1的电阻，当额定电流为5A时，对应的电阻值分别为0.1；0.15；0.2；0.4；0.6；0.8；1.0；1.2Ω；当额定电流为1A时，对应的电阻值分别为0.15；0.2；0.6；1.25；2.5；5；10；15；20Ω；T0～T22 是多触点转换开关接点；I+、I-分别为电流流入、流出端子；
图3是通用无级自动调节电流互感器二次负荷自动控制软件框图；
图中符号：Re是期望合成电阻值；Yd是中间变量，期望合成导纳与已选择导纳之和的差值；Ys是已选择导纳之和；Erot是期望合成导纳与已选择导纳之和的误差；Erotb是Erot的绝对值；Erotb1是Erotb前一次判断值；Yn[15]是电阻网络中各电阻的导纳，按导纳大小顺序排列；Yt,Rt是尝试选择下一个电阻的中间变量。
具体实施方式
本发明具体实施方式如图1所示。
如图1所示，将cosφ=0.8的阻抗Z1～Z15（0.1×21、0.1×22、………0.1×214、0.1×215Ω）及继电器JZ1～JZ15依次连接成并联阻抗网络；将cosφ=1.0的电阻R1～R15（0.1×21、0.1×22、………0.1×214、0.1×215Ω）及继电器JR1～JR15依次连接成并联电阻网络；将并联阻抗网络与并联电阻网络串联，并联阻抗端接电流输入端I+，继电器JZ并联端接并联电阻端，继电器JR并联端接电流输出端I-。
（1）阻抗输出方式：
接点JK2闭合、JK1开路；根据计算选择JZ1～JZ15中对应接点闭合可输出可准确输出cosφ=0.8、0.1Ω～200Ω的阻抗。
（2）电阻输出方式：
接点JK1闭合、JK2开路；根据计算选择JR1～JR15中对应接点闭合可输出可准确输出cosφ=0.8、0.1Ω～200Ω电抗加cosφ=1、0.1Ω～200Ω的电阻。
其输出方式与（1）相同。
（3）电抗串联电阻输出方式：
接点JK1、JK2开路；根据计算选择JZ1～JZ15、JR1～JR15中对应接点闭合可输出可准确输出cosφ=1、0.1Ω～200Ω的电阻。
其输出方式与（1）、（2）相同。

Claims (2)

1.通用无级自动调节电流互感器二次负荷构成方法，其特征在于，所述构成方法将cosφ=0.8的阻抗Z1～Z15及继电器JZ1～JZ15依次连接成并联阻抗网络；将cosφ=1.0的电阻R1～R15及继电器JR1～JR15依次连接成并联电阻网络；将并联阻抗网络与并联电阻网络串联，并联阻抗端接电流输入端I+，继电器JZ并联端接并联电阻端，继电器JR并联端接电流输出端I-；
所述方法的阻抗输出方式是将接点JK2闭合、JK1开路；根据计算选择JZ1～JZ15中对应接点闭合，可准确输出cosφ=0.8的阻抗0.1Ω～200Ω；
所述方法的电阻输出方式是将接点JK1闭合、JK2开路；根据计算选择JR1～JR15中对应接点闭合，可准确输出cosφ=1的电阻0.1Ω～200Ω；
所述方法的电抗串联电阻输出方式是将接点JK1、JK2开路；根据计算选择JZ1～JZ15、JR1～JR15中对应接点闭合，可准确输出cosφ=0.8的电抗0.1Ω～200Ω电抗和cosφ=1的电阻0.1Ω～200Ω。
2.根据权利要求1所述的通用无级自动调节电流互感器二次负荷构成方法，其特征在于，所述阻抗Z1～Z15的电抗值分别为0.1×21、0.1×22、………0.1×214、0.1×215Ω；所述电阻R1～R15的阻值分别为0.1×21、0.1×22、………0.1×214、0.1×215Ω。
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