CN103941146B - 一种不停电检测及区分10kV电流互感器各二次绕组准确等级的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不停电检测及区分10kV电流互感器各二次绕组准确等级的装置和方法，装置包括高频信号振荡器、选频电压表dBv1、选频电压表dBv2、高频信号注入及辅助测量装置；高频信号注入及辅助测量装置设有隔离变换器和分压器，选频电压表dBv1与分压器相连，高频信号振荡器与隔离变换器相连，高频信号注入及辅助测量装置与10kV电流互感器各二次绕组中的连接端子采用接线桩头相连接；选频电压表dBv2与10kV电流互感器各二次绕组相连。该装置可以不停电检测、区分同类型10kV电流互感器各绕组属于哪种准确等级的绕组。

Description

一种不停电检测及区分10kV电流互感器各二次绕组准确等级的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种不停电检测及区分10kV电流互感器各二次绕组准确等级的装置和方法,属电力系统继电保护技术领域。

背景技术

电流互感器的二次绕组按准确等级来分有计量、测量、保护三种，它们的用途不同，使用中不能互换，所以接线必须正确，但由于设计、施工、验收的原因保护装置用的电流互感器有时错误的接到了计量或测量用绕组上，而计量或测量绕组在生产厂家设计、生产时就考虑是给电度表或测量装置用的，在系统发生故障时不保证正确传变故障电流，甚至会因饱合而无输出，这必然引发10kV保护装置的误动或拒动。

与500kV、220kV或其它电压等级的电流互感器不同，10kV电流互感器体积较小且必须安装于密封的高压柜内运行，由于安全距离的原因专业人员无法对运行中的电流互感器查对二次接线。由于国内外都没有判断运行中的10kV电流互感器准确等级的方法，如果怀疑二次回路接线错误只有停电检测，影响了设备供电可靠性，特别是对无法转供的客户，还会造成负荷损失影响客户用电，损害电力企业社会形象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种不停电检测及区分10kV电流互感器各二次绕组准确等级的装置和方法，来准确区分电流互感器的二次绕组按准确等级。

本发明要解决的问题是通过如下技术方案来实现的。

一种不停电检测及区分10kV电流互感器各二次绕组准确等级的装置，本发明装置包括高频信号振荡器、选频电压表dBv1、选频电压表dBv2、高频信号注入及辅助测量装置；高频信号注入及辅助测量装置包括隔离变换器和分压器；其中，选频电压表dBv1与分压器相连，高频信号振荡器与隔离变换器相连，高频信号注入及辅助测量装置与被测的10kV电流互感器各二次绕组中的连接端子采用接线桩头相连接；选频电压表dBv2并接在被测的10kV电流互感器二次绕组上。

一种不停电检测及区分10kV电流互感器各二次绕组准确等级的方法，本发明特征在于：使用“高频信号注入及辅助测量装置”通过选频电压表dBv1测量不同频率的高频信号在分压器上的高频电压量，进而确保注入二次绕组的高频信号电流为1mA的情况下，使用选频电压表dBv2测量各频段高频信号在各绕组上的压降，进而做出每只电流互感器二次绕组的电压——频率特性曲线，利用该特性曲线不停电检测、区分同类型10kV电流互感器各绕组属于哪种准确等级的绕组。本发明所选择注入二次绕组的高频信号的频率为35kHz、75kHz、100kHz、200kHz、300kHz、400kHz、500kHz、600kHz。

本发明采用对多台电流互感器进行逐台通测方式，从中找出差异较大的互感器进行有针对性的停电检查接线、改正接线。

高频信号注入及辅助测量装置用于高频信号注入的安全、可控，同时配合完成测量工作。

该装置内隔离变换器变比Bbh=2.37/1，其工频（50Hz）阻抗为Zbh=0.146Ω；

该装置内设分压器是用于监视高频信号电流强度，其工频（50Hz）阻抗Zfy=0.070Ω。

可行性分析：

由于运行中的电流互感器不能开路，电流互感的负载不能超过额定值，同时注入的高频信号不能影响被测10kV电流互感器正常工作。

按目前电力系统常用电10kV系统电流互感器的额定容量15VA计算：

Se=UI=15VA，I=5A时达到额定输出，电流互感器二次绕组电压不能超过3V计算，此时电流互感器所能承受的二次回路总电阻为U/I=3V/5A=0.6Ω。高频信号注入及辅助测量装置总的工频（50Hz）阻抗Zz为隔离变换器的阻抗Zbh与分压器阻抗Zfy之和，Zz=Zbh+Zfy=0.146+0.07=0.216Ω远小于额定负载0.6Ω，即便是带上所有二次回路也不影响电流互感器正常工作。

由于1mA的高频信号电流对于额定电流5A的二次回路来说仅为其1/5000,对计量装置、测控装置、保护装置来说可忽略不计，特别是保护装置本身有强大滤波功能，因此高频信号的注入不对运行设备构成任何影响。

如何保证注入二次回路的高频信号电流为1mA：

高频信号及辅助测量装置中设有分压器，分压器本身是一个对工频50Hz电流压降很小，对高频信号压降很大的一个空心电感线圈。

这主要是解决监测注入的高频信号的电流强度的问题，由于是带负荷测量时分压器中流过的电流有工频50Hz的电流又有高频率的信号电流，我们没有可直接测量混合频率电流中高频信号电流强度的仪表，因此用此分压器把高频信号电流强度转换为电压量，用选频表把高频信号在分压器上的高频电压量选测出来，这是一般的选频电压表能够作到的。

为了监测注入信号的电流强度，我们首先考虑要测那几个频率下的高频信号电流强度，然后用高频信号电流表监测不同频率的高频信号在1mA时，对应的电压是多少并制作一张表用于测试。

下表为分压器在多个频率下电流、电压对应关系的测试数据：

表（1）

从表（1）中数据可见我们在现场进行测试时，注入某一频率的高频信号时，只需要监视选频电压表上的电压就可以达到监测二次绕组中的电流是否是1mA的目的。

实际测试方法：

先将变换器并接进入电流互感器电流回路连接端子两侧，然后再打开电流回路连接片，在电流互感器二次回路不开路的情况下调整高频信号源输入电压使高频信号注入到各二次绕组。首先调整高频信号源使输出频率为35kHz，根据表一调整高频信号源输出电压，监测选频dBV1到9.5mV,则此时二次绕组中流过的35kHz高频电流为1mA，记下此时选频表电压表dBV2显示数值。依据上述方法根据“表一”的数据依次改变频率，直到完成600kHz下的测试记录工作。

10kV电流互感器二次绕组在高频信号下的电压特性分析：

高频信号注入互感器二次绕组后，随着频率的改变，二次绕组的电容、电抗特性显现出来，这是因为电容元件的阻抗与作用在其两端的信号频率成反比，即信号频率越高其阻抗越小，越容易通过电容元件，而电感元件则与之相反，与作用在其两端的信号频率成正比，即信号频率越高其阻抗越大，越难通过。

各绕组的物理尺寸、铁芯大小及材质决定了该电流互感器的“频率——电压”特性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、针对无法在运行中确定10kV电流互感器各绕组的准确等级的问题，本发明找到了一种行之有效的方法，可以对运行中的10kV电流互感器各二次绕组进行测量、分析、比较达到区分、判断的目的。

二、本发明创造可广泛应用于供电企业的变电站、电力系统客户的变电站或配电室，可开展全面的普查或有针对性的检测，可发现严重的隐患。

附图说明

图1是本发明的系统框架图；

图2是常用10kV电流互感器单相接线原理图；

图3是不同频率下流过分压器“1mA”电流时高频信号压降测试接线图；

图4是第一只电流互感器带电运行无负载方式下的测试记录的数据表格；

图5是第一只电流互感器带电运行无负载方式下的测试记录的1mA下频率——电压曲线；

图6是第二只电流互感器带电运行无负载方式下的测试记录的数据表格；

图7是第二只电流互感器带电运行无负载方式下的测试记录的1mA下频率——电压曲线；

图8是第二只电流互感器带电运行一次电流36安，二次电流0.6A方式下的测试记录的数据表格；

图9是第二只电流互感器带电运行一次电流36安，二次电流0.6A方式下的测试记录的1mA下频率——电压曲线；

图10是第二只电流互感器在停电检修状态时的测试记录的数据表格；

图11是第二只电流互感器在停电检修状态时的测试记录的1mA下频率——电压曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。

一种不停电检测及区分10kV电流互感器各二次绕组准确等级的装置，本发明装置包括高频信号振荡器、选频电压表dBv1、选频电压表dBv2、高频信号注入及辅助测量措施；高频信号注入及辅助测量装置包括隔离变换器和分压器；其中，选频电压表dBv1与分压器相连，高频信号振荡器与隔离变换器相连，高频信号注入及辅助测量装置与被测的10kV电流互感器各二次绕组中的连接端子采用接线桩头相连接；选频电压表dBv2与10kV电流互感器各二次绕组相连。

一种不停电检测及区分10kV电流互感器各二次绕组准确等级的方法，本发明特征在于，在保证注入二次绕组的高频信号电流为1mA的情况下，通过选频电压表dBv1测量不同频率的高频信号在分压器上的高频电压量并记录，高频信号注入及辅助测量装置通过连接端子向电流互感器二次绕组回路中根据电压表dBv1的高频电压量注入电流为1mA的可改变频率和强度的高频率信号，然后使用选频电压表dBv2测量各频段高频信号在各绕组上的压降，进而做出每个电流互感器的电压——频率特性曲线，就可以利用该特性曲线不停电检测、区分同类型10kV电流互感器各绕组属于哪种准确等级的绕组。

本发明所选择注入二次绕组的高频信号的频率为35kHz、75kHz、100kHz、200kHz、300kHz、400kHz、500kHz、600kHz。

本发明采用对多台电流互感器进行逐台通测方式，从中找出差异较大的互感器进行有针对性的停电检查接线、改正接线。

图1中将高频信号注入及辅助测量装置串入0.2级绕组电流回路中，打开连接端子使负荷电流Ifh（50Hz）、可变频高频检测电流Ijc(40kHz—600kHz)混合流入10kV电流互感器的二次绕组，同时使用只反映高频信号的电压表dBv2，检测该二次绕组上的电压。

该图中虚线框内所示设备是制作的“高频信号注入及辅助测量装置”，用于高频信号注入的安全、可控，同时配合完成测量工作。

该装置内变换器变比Bbh=2.37/1，其工频（50Hz）阻抗为Zbh=0.146Ω；

该装置内设分压器是用于监视高频信号电流强度，其工频（50Hz）阻抗Zfy=0.070Ω；

信号注入时分别将“高频信号注入及辅助测量装置”C、D两接线桩头与10kV开关柜内“电流端子”并接以确保电流回路不开路，而后打开电流回路连接端子，使信号源串入电流互感器二次回路，按照这个方法则可实现各电流回路的信号注入，详见图2中1—2、3—4、5—6号电流回路试验端子。

具体实施例：

选用两只不同的电流互感器，参数分别为：电流互感器型号：LZZBJ9-12/175615G，变比300/5，各绕组额定输出15VA。图4——图11分别为电流互感器的空载、轻载、停电时的测试记录。

通过1mA下频率——电压曲线可看出被测电流互感器，无论是停电、空载、轻载都表现出一致的特点，运用“频率——电压”电压曲线可以直观的将它们区分开来。

通过5个变电站81只电流互感器的测试，我们发现同型号批次的电流互感器有相同的电压——频率特性曲线，只要测定了其中一台10kV电流互感器的特性曲线，就可以利用该特性曲线不停电检测、区分同类型10kV电流互感器各绕组属于那种准确等级的绕组，也可以对多台电流互感器进行逐台通测，找出差异较大的互感器进行有针对性的停电检查接线、改正接线，从而防范继电保护装置拒动于未然。

Claims (3)

1.一种不停电检测及区分10kV电流互感器各二次绕组准确等级的方法，其特征在于，使用“高频信号注入及辅助测量装置”通过选频电压表dBv1测量不同频率的高频信号在分压器上的高频电压量，进而确保注入二次绕组的高频信号电流为1mA的情况下，使用选频电压表dBv2测量各频段高频信号在各绕组上的压降，进而做出每只电流互感器二次绕组的电压——频率特性曲线，利用该特性曲线不停电检测、区分同类型10kV电流互感器各绕组属于哪种准确等级的绕组。

2.根据权利要求1所述的一种不停电检测及区分10kV电流互感器各二次绕组准确等级的方法，其特征在于，所选择注入二次绕组的高频信号的频率为35kHz、75kHz、100kHz、200kHz、300kHz、400kHz、500kHz、600kHz。

3.根据权利要求1所述的一种不停电检测及区分10kV电流互感器各二次绕组准确等级的方法，其特征在于，采用对多台电流互感器进行逐台通测方式，从中找出差异显著的互感器进行有针对性的停电检查接线、改正接线。