CN102621407A - 一种停电状态测算互感器变比的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种停电状态测算互感器变比的方法涉及一种测算互感器变比的方法，特别是在停电状态下测算互感器变比的方法，属于电气测量的技术领域。包括针对电流互感器和电压互感器两种互感器进行测试；包括如下步骤：1）信号发生电路的输出端与互感器以及第二采样显示元件相连接，互感器和第一采样显示元件相连；2）互感器通过第一采样显示元件和第二采样显示元件读取电压值；3）如2）中采用单片机计算互感器变比，由单片机将计算结果输出到显示屏。一种停电状态测算互感器变比的方法设计合理，结构简单，形式多样。该方法和单片机结合，制作成专业仪器。是电力行业计量和继电保护用于核查变比的可靠辅助方法。
Description
技术领域
本发明一种停电状态测算互感器变比的方法涉及一种测算互感器变比的方法，特别是在停电状态下测算互感器变比的方法，属于电气测量的技术领域。
背景技术
互感器是极其重要的电能计量设备，其变比的准确性直接关系到电能计量的公平公正。现场属于检查性质的变比测算工作（即不考虑互感器比角差而重点检查匝数比）是非常必要的，对于电力系统很多岗位都是必不可少的重要工作。目前现场测量电流互感器变比的几种方法：一是采用笨重的升流设备，测量一、二次电流计算得来；二是实际带负荷测量一、二次电流计算得来。这两种方法都存在一定的缺点：升流法不利于现场工作的便捷，并且造价高、大电流难以实现升流；实测法在带电环境下受负荷影响非常大，因负荷不停波动带来较大的测量误差，并且安全性欠佳。
此外使用“电压法”测量方式，使用市电接入调压器，产生几伏的小电压输入被试互感器绕组多的一侧，使用电压表测量输入电压，同时使用毫伏表测量互感器另一侧的感应电压，计算电压比值得出互感器变比。“电压法”测量方式从实验来看是完全可以保证变比测算精度的，但存在以下缺点：
1、现场工作仍需外接电源并且所需设备仍然比较繁重，在停电状态下测试必须准备备用电源，并且使用市电存在安全上的隐患。
2、电压法测电流互感器变比时，一次线圈开路，铁心磁密很高，极易饱和，会对互感器造成危害以及对测量误差产生影响。故尔对输入电压的控制要求比较高，输入电压稍高就会出现磁饱和，空载电流I0就会增大很多。例如实测LMZJ1-0.5 75/5的互感器当二次输入电压为6.36V时, 空载电流I0为0.13A，而当输入电压为6.89V时, I0急剧上升到1.15A，同时相对误差也由-1.85%上升到-5.45%。
3、较大变比以及较小变比都不易测准，因为保证不出现磁饱和的前提下输入电压很小，较大变比互感器感应电压会非常小，取样误差就会比较大。而较小变比因为线圈匝数少、阻抗小、空载电流大而更容易磁饱和，不得不采用更小的输入电压，对测量仪表的要求也特别高。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种停电状态测算互感器变比的方法，采用由电池供电的较高频率的电压信号源作为互感器输入电压，使用“电压法”测算互感器变比。
一种停电状态测算互感器变比的方法是采取以下技术方案实现的：一种停电状态测算互感器变比的方法，包括针对电流互感器和电压互感器两种互感器进行测试；
对于电流互感器进行测量时，包括如下步骤：
1）信号发生电路由电源供电，信号发生电路的输出端与电流互感器的二次侧以及第二采样显示元件相连接，电流互感器的一次侧和第一采样显示元件相连；
2）电流互感器的一、二次侧同时通过第一采样显示元件和第二采样显示元件读取电压值，所述电压值经人工计算或采样后经单片机计算出电流互感器的变比；
3）如果步骤2）中采用单片机计算电流互感器的变比，则由单片机将计算结果输出到显示屏显示步骤2）中计算出的电流互感器的变比。
所述的信号发生电路产生500Hz-5 KHz 、5V左右的电压。
所述的人工计算为人工将电流互感器的一、二次侧同时通过第一采样显示元件和第二采样显示元件读取的电压值直接相除得到电压比也即互感器的变比。
对于电压互感器进行测量时，包括如下步骤：
1）信号发生电路的输出端与电压互感器的一次侧以及第二采样显示元件相连接，电压互感器的二次侧和第一采样显示元件相连；
2）电压互感器的一、二次侧同时通过第二采样显示元件和第一采样显示元件同时读取电压值，所述电压值经人工计算或采样后经单片机计算出电压互感器的变比；
3）如果步骤2）中采用单片机计算电压互感器的变比，则由单片机将计算结果输出到显示屏显示步骤2）中计算出的电压互感器的变比。
所述的电源采用叠层电池、干电池或锂电池等，电池容量尽可能大一点，有利于测试过程采样值的稳定。
所述的信号发生电路采用正弦波或方波波形信号发生电路，采用500Hz-5 KHz的频率，用来增大互感器的感抗，减小互感器空载电流，避免磁饱和。同时可以降低信号发生电路输出压降损失，使测量电压值更稳定、失真更小、从而减少测量误差。
所述的信号发生电路采用5V左右的低电压输出，用于多绕组的电流互感器时，其它绕组开路或短路都不影响测试结果，对采用短路匝补偿的电流互感器也同样适用。这样在实际现场测试时就可以不考虑其它绕组的情况，使操作过程大大简化。
所述的第一采样显示元件和第二采样显示元件包括可以读取500Hz-5 KHz频率段电压值的数字电压表即万用表、示波器或组合电路，所述的组合电路由采样电路、A/D转换电路、单片机和显示屏组成，采样显示元件采用数字电压表或示波器时，由人工进行计算电压比值；当采样显示元件采用由采样电路、A/D转换电路、单片机、显示屏组成的组合电路时，采样电路将采样到的模拟电压信号传输至A/D转换电路转化为数字信号；再将数字信号传输给单片机，由单片机计算出电压比值，并将比值传输给显示屏显示。所述显示屏采用液晶显示屏。
本发明的优点：一种停电状态测算互感器变比的方法设计合理，结构简单，形式多样。所述信号发生电路可以减少电池的功耗，对电池容量的大小要求较低。所述信号发生电路可以降低信号源压降损失，使测量电压值更稳定，减少测量误差。所述信号发生电路可以提高输入电压幅值，利于测量较大及较小变比的电流互感器。所述较高频率信号发生电路可以有效减轻了感应电压出现波形畸变的可能，从而不需要整形电路，提高了测算的精度。该方法用于多绕组的电流互感器时，其它绕组开路或短路都不影响测试结果，对采用短路匝补偿的电流互感器也同样适用。这样在实际现场测试时就可以不考虑其它绕组的情况，使操作过程大大简化。所述一种停电状态测算互感器变比的方法可以完美和单片机结合，制作成专业仪器。是电力行业计量和继电保护用于核查变比的可靠辅助方法。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明一种停电状态测算互感器变比的方法用于电流互感器变比测算的基本原理图。
图2是本发明一种停电状态测算互感器变比的方法用于电压互感器变比测算的基本原理图。
图3是本发明一种停电状态测算互感器变比的方法采样显示元件使用数字电压表或示波器的基本结构图。
图4是本发明一种停电状态测算互感器变比的方法使用单片机做为采样显示核心的原理框图。
图中：1、信号发生电路，2、第二采样显示元件，3、电流互感器，4、第一采样显示元件，5、电压互感器。
图1~3中，以电压表和毫伏表表示交流电压表或示波器作为第二采样显示元件和第一采样显示元件。
具体实施方式
参照附图1~4，一种停电状态测算互感器变比的方法，包括针对电流互感器和电压互感器两种互感器进行测试；
对于电流互感器进行测量时，包括如下步骤：
1）信号发生电路1由电源供电，信号发生电路1的输出端与电流互感器3的二次侧以及第二采样显示元件2相连接，电流互感器3的一次侧和第一采样显示元件4相连；
2）电流互感器3的一、二次侧同时通过第一采样显示元件4和第二采样显示元件2读取电压值，所述电压值经人工计算或采样后经单片机计算出电流互感器3的变比；
3）如果步骤2）中采用单片机计算电流互感器3的变比，则由单片机将计算结果输出到显示屏显示步骤2）中计算出的电流互感器3的变比。
所述的信号发生电路1产生500Hz-5 KHz 、5V左右的电压。
所述的人工计算为人工将电流互感器3的一、二次侧同时通过第一采样显示元件4和第二采样显示元件2读取的电压值直接相除得到电压比也即互感器的变比。
对于电压互感器进行测量时，包括如下步骤：
1）信号发生电路1的输出端与电压互感器5的一次侧和第二采样显示元件2相连接，电压互感器5的二次侧和第一采样显示元件4相连；
2）电压互感器5的一、二次侧同时通过第二采样显示元件2和第一采样显示元件4同时读取电压值，所述电压值经人工计算或采样后经单片机计算出电压互感器5的变比；
3）如果步骤2）中采用单片机计算电压互感器5的变比，则由单片机将计算结果输出到显示屏显示步骤2）中计算出的电压互感器5的变比。
所述的电源采用叠层电池、干电池或锂电池等，电池容量尽可能大一点，有利于测试过程采样值的稳定。
所述的信号发生电路1采用正弦波或方波波形信号发生电路，采用500Hz-5 KHz的频率，用来增大互感器的感抗，减小互感器空载电流，避免磁饱和。同时可以降低信号发生电路输出压降损失，使测量电压值更稳定、失真更小、从而减少测量误差。
所述的信号发生电路1采用5V左右的低电压输出，用于多绕组的电流互感器时，其它绕组开路或短路都不影响测试结果，对采用短路匝补偿的电流互感器也同样适用。这样在实际现场测试时就可以不考虑其它绕组的情况，使操作过程大大简化。
所述的第一采样显示元件4和第二采样显示元件2包括可以读取500Hz-5 KHz频率段电压值的数字电压表即万用表、示波器或组合电路，所述的组合电路由采样电路、A/D转换电路、单片机和显示屏组成，采样显示元件采用数字电压表或示波器时，由人工进行计算电压比值；当采样显示元件采用由采样电路、A/D转换电路、单片机、显示屏组成的组合电路时，采样电路将采样到的模拟电压信号传输至A/D转换电路转化为数字信号；再将数字信号传输给单片机，由单片机计算出电压比值，并将比值传输给显示屏显示。所述显示屏采用液晶显示屏。
在上述两种测量过程中，接通电池的同时信号发生电路产生交流电压，互感器通过励磁电流在次级感应出电压，通过电压表或示波器读取互感器两侧电压值人工计算变比值或将互感器两侧电压通过采样、A/D转换和单片机计算得到电压比值也就是互感器的变比值并在显示屏上直接显示。
Claims (7)
1.一种停电状态测算互感器变比的方法，其特征在于：包括针对电流互感器和电压互感器两种互感器进行测试；
对于电流互感器进行测量时，包括如下步骤：
1）信号发生电路由电源供电，信号发生电路的输出端与电流互感器的二次侧以及第二采样显示元件相连接，电流互感器的一次侧和第一采样显示元件相连；
2）电流互感器的一、二次侧同时通过第一采样显示元件和第二采样显示元件读取电压值，所述电压值经人工计算或采样后经单片机计算出电流互感器的变比；
3）如果步骤2）中采用单片机计算电流互感器的变比，则由单片机将计算结果输出到显示屏显示步骤2）中计算出的电流互感器的变比；
对于电压互感器进行测量时，包括如下步骤：
1）信号发生电路的输出端与电压互感器的一次侧和第二采样显示元件相连接，电压互感器的二次侧和第一采样显示元件相连；
2）电压互感器的一、二次侧同时通过第二采样显示元件和第一采样显示元件同时读取电压值，所述电压值经人工计算或采样后经单片机计算出电压互感器的变比；
3）如果步骤2）中采用单片机计算电压互感器的变比，则由单片机将计算结果输出到显示屏显示步骤2）中计算出的电压互感器的变比。
2.根据权利要求1所述的一种停电状态测算互感器变比的方法，其特征在于：所述的信号发生电路采用正弦波或方波波形信号发生电路，产生500Hz-5 KHz频率、5V左右的电压。
3.根据权利要求1所述的一种停电状态测算互感器变比的方法，其特征在于：所述的人工计算为人工将电流互感器的一、二次侧同时通过第一采样显示元件和第二采样显示元件读取的电压值直接相除得到电压比也即互感器的变比。
4.根据权利要求1所述的一种停电状态测算互感器变比的方法，其特征在于：所述的电源采用叠层电池、干电池或锂电池。
5.根据权利要求1所述的一种停电状态测算互感器变比的方法，其特征在于：所述的第一采样显示元件和第二采样显示元件包括读取500Hz-5 KHz频率段电压值的数字电压表即万用表、示波器或组合电路。
6.根据权利要求5所述的一种停电状态测算互感器变比的方法，其特征在于：所述的组合电路由采样电路、A/D转换电路、单片机和显示屏组成，采样显示元件采用数字电压表或示波器时，由人工进行计算电压比值；当采样显示元件采用由采样电路、A/D转换电路、单片机、显示屏组成的组合电路时，采样电路将采样到的模拟电压信号传输至A/D转换电路转化为数字信号；再将数字信号传输给单片机，由单片机计算出电压比值，并将比值传输给显示屏显示。
7.根据权利要求6所述的一种停电状态测算互感器变比的方法，其特征在于：所述显示屏采用液晶显示屏。
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