CN103995165A - 多变比电流互感器自动调节装置及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了多变比电流互感器自动调节装置及调节方法,位于多变比电流互感器与计量电能表之间，包括电流判定模块与计量转换模块，所述电流判定模块包括采样电流互感器以及与之连接的静态电流继电器，所述计量转换模块包括计量电流互感器与中间继电器，所述电流判定模块与所述多变比电流互感器的一次侧串联，所述计量转换模块与所述计量电能表连接。本发明可以实现在低负荷、超负荷时，电流互感器计量精度不降低，无需手动调整CT变比，具有很高的实用价值，无须复杂昂贵的精密数字元件，便能够有效提高供电计量精度，减少电量损失，提高电力企业的经济效益。

Description

多变比电流互感器自动调节装置及调节方法

技术领域

本发明涉及电力参数调节控制技术领域，尤其涉及多变比电流互感器自动调节装置及调节方法。

背景技术

电能计量是电网经济、稳定运行的重要组成部分，是电力生产销售的重要环节。电能计量的准确性、可靠性受到供电企业的一贯重视，特别是在县级供电企业中，农村供电线路普遍存在负荷变化大，季节性负荷明显，日负荷峰谷差大等特点。

因为上述原因，计量用电流互感器便经常容易出现实际负载率超过120%或低于20%的极端情况，这两种情况会出现计量“死角”。现有的“S”级电流互感器普遍可以做到两种倍率的双绕组，但在负载变化时需手动调整变比，分别计算电度，造成频繁停电，给用户带来极大的经济损失和不便，也给供电企业的电费管理结算带来了较大麻烦。

申请号为201320728799.7的专利公开了一种电流互感器自动调节装置，包括控制器和与所述控制器连接的电流采集器和伺服驱动器，所述电流采集器与二次回路中的电流互感器连接，所述伺服驱动器连接有控制电机，所述控制电机通过执行机构与所述二次回路中电流互感器的分接开关连接。通过电流采集器采集二次回路中的电流强度值，传送至控制器，在控制器内采集值与设置值进行比较，当采集值达到设定值时，控制器通过控制伺服驱动器使控制电机动作，控制电机带动执行机构对分接开关进行切换，达到指定的档位，使电流互感器二次电流在规定的范围内，达到计量准确和运行可靠的目的，但是，该装置的实现需要增加伺服电机以及用于比较判断的数字控制器，不仅加大了负载，而且增加了成本，也不利于正常的生产与运行。

发明内容

本发明提供了多变比电流互感器自动调节装置及调节方法，可以保证在小电流和超负荷条件下，不需要人工倒换电流互感器的接线，就可以实现变比自动切换，增加了安全性，提高了可靠性，减少了劳动强度。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：多变比电流互感器自动调节装置，位于多变比电流互感器与计量电能表之间，包括电流判定模块与计量转换模块，所述电流判定模块包括采样电流互感器以及与之连接的静态电流继电器，所述计量转换模块包括计量电流互感器与中间继电器，所述电流判定模块与所述多变比电流互感器的一次侧串联，所述计量转换模块与所述计量电能表连接。

所述静态电流继电器包括一组常闭节点K11，所述常闭节点K11与中间继电器连接。

所述常闭节点K11与所述中间继电器均位于独立交流控制回路中。

所述中间继电器包括一组常闭节点K21与两组常开节点K22、K23，所述常闭节点K21位于所述多变比电流互感器二次侧绕组与所述计量电能表之间，所述常开接点K22一端连接所述多变比电流互感器二次侧，另一端连接所述计量电流互感器一次侧，所述常开接点K23一端连接所述计量电流互感器二次侧，另一端连接所述计量电能表。

多变比电流互感器自动调节方法，包括如下步骤：

1）将供电线路的一次侧电流分别引入采样电流互感器及多变比电流互感器的一次侧，将计量电流互感器的二次侧、常闭节点K21、常开节点K23连接至电能表的对应输入端；

2）将常闭节点K11与中间继电器引入单独的交流控制回路；

3）将采样电流互感器的二次侧连接静态电流继电器，并设定静态电流继电器的动作值，一般为额定电流超过120%或低于20%时动作；

4）静态电流继电器未动作时，其常闭节点K11闭合，与K11连接的中间继电器不动作，从而常闭节点K21不动作，各回路连接状态保持不变，从而使多变比电流互感器保持大绕组变比，电流互感器的综合变比保持不变；

5）静态电流继电器发生动作时，其常闭节点K11断开，与K11连接的中间继电器动作，从而常闭节点K21断开，常开节点K22、K23闭合，多变比电流互感器自动被切换为小绕组变比，但由于计量电流互感器被引入回路工作，从而使电流互感器的综合变比仍可以保持不变，达到调节目的。

本发明中所针对的多变比电流互感器，是包含两种倍率的双绕组型，根据倍率的大小，可分为大绕组与小绕组，其变比可分别为K与K/n(n大于1),其中常闭节点K21连接多变比电流互感器二次侧的大绕组端，常开节点K22连接多变比电流互感器二次侧的小绕组端，为保证综合变比不变，计量电流互感器的变比便需要取为n。

关于采样电流互感器的选取，由于其二次侧所连接的静态电流继电器所需电流负荷非常小，一般小于1VA，所以，采样电流互感器不仅可以采用单独的电流互感器，实现隔离采样，也可以直接利用电网系统中所自带的保护用互感器的剩余线圈，也就是将静态电流继电器直接连接到保护用电流互感器的二次侧，与其他设备共同使用，还可以直接采用多变比电流互感器的二次线圈。总之，其目的是为采集系统一次侧的电流状态，可根据现场情况灵活选择。

本发明提供了一种多变比电流互感器自动调节装置及调节方法，实现在低负荷、超负荷时，电流互感器计量精度不降低，无需手动调整CT变比。该装置及方法具有很高的实用价值，无须复杂昂贵的精密数字元件，便能够有效提高供电计量精度，减少电量损失，提高电力企业的经济效益。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

图2是本发明装置方法原理图。

图3是多变比电流互感器大变比线圈的误差极限表。

图4是多变比电流互感器小变比线圈与计量电流互感器综合变比误差极限表。

图5是计量系统综合误差测试表。

  具体实施方式

如图1、图2所示，多变比电流互感器自动调节装置，位于多变比电流互感器1与计量电能表2之间，包括电流判定模块3与计量转换模块4，电流判定模块3包括采样电流互感器5以及与之连接的静态电流继电器6，计量转换模块4包括计量电流互感器7与中间继电器8，电流判定模块3与多变比电流互感器1的一次侧串联，计量转换模块4与计量电能表2连接。

在方法原理图中，I1为一次侧电流，TA1为多变比电流互感器，TA2为计量电流互感器，TA3为采样电流互感器，K11为静态电流继电器K1的常闭节点，常闭节点K11与中间继电器K2连接，常闭节点K11与中间继电器K2均位于独立交流控制回路中，K21为继电器K2的常闭节点，K22、K23为继电器K2的常开节点，常闭节点K21位于多变比电流互感器二次侧绕组与计量电能表之间，常开接点K22一端连接多变比电流互感器二次侧，另一端连接计量电流互感器一次侧，常开接点K23一端连接计量电流互感器二次侧，另一端连接计量电能表。

实施例中，可选取TA1的大变比为K，小变比为K/5，即n为5，那么TA2的变比也应选择为5，即5A/1A。先将供电线路的一次侧电流分别引入采样电流互感器及多变比电流互感器的一次侧，将计量电流互感器的二次侧、常闭节点K21、常开节点K23连接至电能表的对应输入端；将常闭节点K11与中间继电器引入单独的交流控制回路；将采样电流互感器的二次侧连接静态电流继电器，并设定静态电流继电器的动作值，一般为额定电流超过120%或低于20%时动作。

当系统中电流大于额定电流的20%且小于额定电流的120%时，电流继电器K1动作，常闭节点K11断开，K2中间继电器失电，那么K21闭合，K22和K23断开，这样TA1大变比二次线圈工作，直接接入电能表，各回路连接状态保持不变，从而多变比电流互感器保持大绕组变比，接入到电能表中的互感器变比为K。

当电流小于额定电流的20%或大于额定电流的120%时，电流继电器K1返回，其常闭节点K11闭合，继电器K2得电，那么K21断开，K22和K23闭合，这样TA1小变比互感器工作，经互感器TA2接入电能表开展计量工作，此时电流互感器的综合变比为TA1工作变比为K/5与电流互感器TA2变比的乘积，则其接入电能表的互感器综合变比仍为K。这样，本发明装置使得系统工作时，在大变比和小变比之间转换都采用同一电能表进行计量，中间过程也避免了人工更换计量线圈和电能表。

本发明所提出的多变比电流互感器所在系统，也可以在1%到120％的宽负荷电流范围内保证测量准确度，并通过试验进行了验证。同时对在运行实践中的注意事项进行了总结。TA2选取为低压小电流小变比电流互感器，其准确度可以做到不低于0.2S级，TA1在实际中也普遍采用0.2S级互感器。在系统电流为额定电流20%－120%之间变比时，其工作电流互感器的误差极限为TA1大变比线圈误差极限，如图3所示。当系统负荷电流在额定电流1%到20%之间工作，TA1中的小变比电流线圈和电流互感器TA2工作，此时的综合误差为两者的误差极限之和，如图4所示。由以上推论可知，在20%以下低负荷下计量准确度有法可依，保证了计量精度。

为了验证本发明所衍生推论的正确性，可选用TA1电流互感器大变比为200/5，小变比为40/5，准确级为0.2S级，带负载能力为10VA。TA2为5A/1A的电流互感器，准确度为0.1级，带负载能力为10VA。静态电流继电器动作电流值设定为40A。依然按照图2所示的接线方式建立计量系统，并对接入电能表的互感器综合误差进行了测试。试验设备为HZDT-3A全自动互感器误差测试台，标准为带升流的0.02S级电流互感器。其实验结果如图5所示。

本发明中的计量元器件主要涉及表计、二次回路、电压互感器、电流互感器等，其中任何一种都应达到DL-488计量装置校验规程的要求，否则将直接影响计量准确度。

Claims (5)

1.多变比电流互感器自动调节装置，位于多变比电流互感器与计量电能表之间，其特征在于：包括电流判定模块与计量转换模块，所述电流判定模块包括采样电流互感器以及与之连接的静态电流继电器，所述计量转换模块包括计量电流互感器与中间继电器，所述电流判定模块与所述多变比电流互感器的一次侧串联，所述计量转换模块与所述计量电能表连接。

2.如权利要求1所述的多变比电流互感器自动调节装置，其特征在于：所述静态电流继电器包括一组常闭节点K11，所述常闭节点K11与中间继电器连接。

3.如权利要求2所述的多变比电流互感器自动调节装置，其特征在于：所述常闭节点K11与所述中间继电器均位于独立交流控制回路中。

4.如权利要求1所述的多变比电流互感器自动调节装置，其特征在于：所述中间继电器包括一组常闭节点K21与两组常开节点K22、K23，所述常闭节点K21位于所述多变比电流互感器二次侧绕组与所述计量电能表之间，所述常开接点K22一端连接所述多变比电流互感器二次侧，另一端连接所述计量电流互感器一次侧，所述常开接点K23一端连接所述计量电流互感器二次侧，另一端连接所述计量电能表。

5.多变比电流互感器自动调节方法，其特征在于：包括如下步骤：

将供电线路的一次侧电流分别引入采样电流互感器及多变比电流互感器的一次侧，将计量电流互感器的二次侧、常闭节点K21、常开节点K23连接至电能表的对应输入端；

将常闭节点K11与中间继电器引入单独的交流控制回路；

将采样电流互感器的二次侧连接静态电流继电器，并设定静态电流继电器的动作值，一般为额定电流超过120%或低于20%时动作；

静态电流继电器未动作时，其常闭节点K11闭合，与K11连接的中间继电器不动作，从而常闭节点K21不动作，各回路连接状态保持不变，从而使多变比电流互感器保持大绕组变比，电流互感器的综合变比保持不变；

静态电流继电器发生动作时，其常闭节点K11断开，与K11连接的中间继电器动作，从而常闭节点K21断开，常开节点K22、K23闭合，多变比电流互感器自动被切换为小绕组变比，但由于计量电流互感器被引入回路工作，从而使电流互感器的综合变比仍可以保持不变，达到调节目的。