CN105353332B - 一种电子式互感器长期带电性能考核方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子式互感器长期带电性能考核方法及系统，该方法标定并记录电子式互感器在全量程内的误差值；测量误差值；实时检测电子式互感器的输出数据，并设置启动条件；检测电子式互感器运行状态并根据其当前运行时段进行不同操作。该系统包括相互连接的接入模块和检测分析模块；接入模块中设有连接至检测分析模块的电子式互感器工位；检测分析模块包括多通道实时校验单元、网络分析与故障录波装置、电能计量分析单元和状态监测装置。本发明提出的方法及系统，准确且有效的实现了在实验室中考核电子式互感器的长期稳定性与可靠性，有效降低了电子式互感器在智能变电站的故障率，进而提高了安装有电子式互感器的智能变电站的运行可靠性。

Description

一种电子式互感器长期带电性能考核方法及系统

技术领域

本发明涉及电力设备带电考核技术领域，具体涉及一种电子式互感器长期带电性能考核方法及系统。

背景技术

电子式互感器作为一次采集设备，为电力系统电能计量、继电保护以及测控装置提供电流、电压信号，其工作稳定性和可靠性直接影响电力系统的安全、可靠、经济运行。电子式互感器作为新型互感器，其传感原理和结构都很大区别于传统电磁互感器，增加了电子电路技术、光学技术、通信技术，因此，相应测试技术需重新探究，以实现较全面地认知电子式互感器的工作特性。

目前，已经有申请号为2015100305023名称为“一种适用于GIS电子式互感器带电考核平台”对电子式互感器的长期带电性能的考核进行研究，但在当前电子式互感器技术不成熟、运行时间不长、经验不足的状况下，该项研究尚无法准确、全面且有效的实现对全部类型的电子式互感器长期带电性能进行一次接线或二次接线考核的方法。

因此，如何设计一种能够实现对电子式互感器的长期带电性能的准确、全面评价及考核的方案，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的一种电子式互感器长期带电性能考核方法及系统，该方法及系统全面、准确且有效的实现了在实验室中考核各种类型组合的电子式互感器的长期稳定性与可靠性，同时其考核的接线方式包含了一次接线及二次接线的多种方式；有效降低了电子式互感器在智能变电站的故障率，进而提高了安装有电子式互感器的智能变电站的运行可靠性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电子式互感器长期带电性能考核方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1.所述电子式互感器在带电考核平台上运行；

步骤2.标定所述电子式互感器，并记录其在全量程内的误差值；

步骤3.测量所述电子式互感器在不同状态下全量程内的误差值；

步骤4.实时检测所述电子式互感器的输出误差数据、电能计量数据及关键状态量，并设置启动条件；所述启动条件包括突变量、高越限、低越限、电流变差、单点跳变及谐波含量录波；

步骤5.操作隔离开关，用网络分析与录波装置及状态监测装置检测所述电子式互感器的运行状态；

步骤6.判断所述电子式互感器在当前周期内的运行时段：

若所述电子式互感器运行至第一时段后，重新进行步骤2的操作；

若所述电子式互感器运行至第二时段后，重新进行步骤2和5的操作；

若所述电子式互感器运行至第三时段后，重新进行步骤2的操作；

若所述电子式互感器运行至第四时段后，重新进行步骤2、3和5的操作；并补充进行温度循环试验与复合误差试验。

优选的，所述步骤1包括：

1-1.根据每个所述电子式互感器的类型，将其分别安装于带电考核平台上的不同位置处；

1-2.在带电考核平台上运行所述电子式互感器。

优选的，所述步骤2包括：

2-1.误差校验仪标定所述电子式互感器；

2-2.记录所述电子式互感器在全量程内的误差。

优选的，所述步骤3包括：

3-1.依次判断各个所述电子式互感器的类型；

若所述电子式互感器为电子式电流互感器，则进入3-2；

若所述电子式互感器为电子式电压互感器，则进入3-3；

3-2.变压器从小到大逐级施加电压，分别测量得到所述电子式电流互感器在全量程内的误差值，并绘制所述电子式电流互感器在不同电压干扰下的测量准确度曲线图；

3-3.升流器从小到大逐级施加电流，分别测量得到所述电子式电压互感器在全量程内的误差值，并绘制所述电子式电压互感器在不同电流干扰下的测量准确度曲线图。

优选的，所述步骤4包括：

4-1.网络分析与录波装置检测所述电子式互感器的输出数据，并用网络分析与故障录波装置设置突变量录波及高越限录波；

4-2.状态监测装置检测所述电子式互感器的关键状态，所述关键状态包括传感器温度状态、采集单元温度状态、相位调制器半波电压及光源光功率；

4-3.误差校验仪实时检测电子式互感器的输出误差数据；

4-4.电能计量分析装置检测电子式互感器电能计量值。

一种电子式互感器长期带电性能二次接线考核系统，所述考核系统包括相互连接的接入模块和监测分析单元；

所述接入模块设有安装被测电子式互感器的电子式互感器工位，所述电子式互感器工位连接至所述监测分析单元；

所述电子式互感器工位与合并单元连接；所述合并单元连接至所述监测分析单元。

优选的，所述监测分析单元为多通道实时校验单元，所述多通道实时校验单元包括相互连接的时间同步装置及多通道实时电子式互感器校验仪；

所述时间同步装置分别连接每个所述合并单元；

所述多通道实时电子式互感器校验仪分别连接标准电压互感器、标准电流互感器及每一个所述合并单元。

优选的，所述监测分析单元为网络分析与故障录波装置；

所述网络分析与故障录波装置与所述合并单元连接。

优选的，所述监测分析单元为电能计量分析单元；所述电能计量分析单元包括相互连接的时间同步装置及电能计量分析装置；

所述时间同步装置与电能计量分析装置均与全部的所述合并单元连接；

所述电能计量分析装置上连接有标准电压互感器和标准电流互感器。

优选的，所述监测分析单元为状态检测装置；

所述状态检测装置与所述合并单元连接。

一种电子式互感器长期带电性能一次接线考核系统，所述系统包括两个对称设置的考核线路；

所述考核线路包括设置在所述考核线路中心处的升流器、分别设置在所述升流器两侧的考核工位组件和接地开关；

所述考核工位组件包括在所述考核线路上相互连接的电子式电流互感器考核工位和电子式电压互感器考核工位，且每个所述考核工位组件中的所述电子式电压互感器考核工位均设置在靠近所述升流器的位置上；

所述考核线路的每个器件之间均设有盆式绝缘子；

所述考核线路单独运行或2个所述考核线路对称设置且连接为回路运行；

若所述考核线路单独运行，则所述升流器的两侧分别设有电压互感器和电流互感器；

若2个所述考核线路对称设置且连接为回路运行；则所述回路上的2个所述考核线路之间分别设有隔离开关。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种电子式互感器长期带电性能考核方法及系统，该方法标定并记录电子式互感器在全量程内的误差值；测量误差值；实时检测电子式互感器的输出数据，并设置启动条件；检测电子式互感器运行状态并根据其当前运行时段进行不同操作。该系统包括相互连接的接入模块和检测分析模块；接入模块中设有连接至检测分析模块的电子式互感器；检测分析模块包括多通道实时校验单元、网络分析与故障录波装置、电能计量分析单元和状态监测装置。本发明提出的方法及系统，准确且有效的实现了在实验室中考核电子式互感器的长期稳定性与可靠性，有效降低了电子式互感器在智能变电站的故障率，进而提高了安装有电子式互感器的智能变电站的运行可靠性。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：

1、本发明所提供的技术方案，方法准确且有效的实现了在实验室中考核电子式互感器的长期稳定性与可靠性，有效降低了电子式互感器在智能变电站的故障率，进而提高了安装有电子式互感器的智能变电站的运行可靠性。

2、本发明所提供的技术方案，系统全面、准确且有效的实现了在实验室中考核各种类型组合的电子式互感器的长期稳定性与可靠性，同时其考核的接线方式包含了一次接线及二次接线的多种方式；有效降低了电子式互感器在智能变电站的故障率，进而提高了安装有电子式互感器的智能变电站的运行可靠性。

3、本发明提供的技术方案，在智能电网中应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。

附图说明

图1是本发明的一种电子式互感器长期带电性能考核方法的流程图；

图2是本发明的一种电子式互感器长期带电性能二次接线考核系统的多通道实时校验单元的接线示意图；

图3是本发明的二次接线考核系统的网络分析与故障录波装置的接线示意图；

图4是本发明的二次接线考核系统的电能计量分析单元的接线示意图；

图5是本发明的二次接线考核系统的状态监测装置的接线示意图；

图6是本发明的一种电子式互感器长期带电性能一次接线考核系统的接线示意图。

其中，1-接入模块；101-电子式互感器工位；102-合并单元；2-检测分析模块；201-多通道实时校验单元；202-网络分析与故障录波装置；203-电能计量分析单元；204-状态监测装置；3-时间同步装置；4-多通道实时电子式互感器校验仪；401-标准电压互感器；402-标准电流互感器；5-电能计量分析装置；6-接地开关；7-升流器；8-考核工位组件；801-电子式电流互感器考核工位；802-电子式电压互感器考核工位；9-隔离开关；10-盆式绝缘子。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种电子式互感器长期带电性能考核方法，包括如下步骤：

步骤1.在带电考核平台上运行电子式互感器101；

步骤2.标定电子式互感器101，并记录其在全量程内的误差值；

步骤3.测量得到全部的电子式互感器在不同状态下全量程内的误差值；

步骤4.实时检测电子式互感器101的输出误差数据、电能计量数据及关键状态量，并设置启动条件；启动条件包括突变量、高越限、低越限、电流变差、单点跳变及谐波含量录波；

步骤5.操作隔离开关9，用网络分析与录波装置及状态监测装置204检测电子式互感器101的运行状态；

步骤6.判断电子式互感器101在当前周期内的运行时段：

若电子式互感器101运行至第一时段后，重新进行步骤2的操作；

若电子式互感器101运行至第二时段后，重新进行步骤2和5的操作；

若电子式互感器101运行至第三时段后，重新进行步骤2的操作；

若电子式互感器101运行至第四时段后，重新进行步骤2、3和5的操作；并补充进行温度循环试验与复合误差试验。

其中，步骤1包括：

1-1.根据每个电子式互感器101的类型，将其分别安装于带电考核平台上的不同位置处；

1-2.在带电考核平台上运行电子式互感器101。

其中，步骤2包括：

2-1.误差校验仪标定电子式互感器101；

2-2.记录电子式互感器101在全量程内的误差。

其中，步骤3包括：

3-1.依次判断各个电子式互感器101的类型；

若电子式互感器101为电子式电流互感器，则进入3-2；

若电子式互感器101为电子式电压互感器，则进入3-3；

3-2.变压器从小到大逐级施加电压，分别测量得到电子式电流互感器在全量程内的误差值，并绘制电子式电流互感器在不同电压干扰下的测量准确度曲线图；

3-3.升流器7从小到大逐级施加电流，分别测量得到电子式电压互感器在全量程内的误差值，并绘制电子式电压互感器在不同电流干扰下的测量准确度曲线图。

其中，步骤4包括：

4-1.网络分析与录波装置检测电子式互感器101的输出数据，并用网络分析与故障录波装置202设置突变量录波及高越限录波；

4-2.状态监测装置204检测电子式互感器101的关键状态，关键状态包括传感器温度状态、采集单元温度状态、相位调制器半波电压及光源光功率；

4-3.误差校验仪实时检测电子式互感器的输出误差数据；

4-4.电能计量分析装置5检测电子式互感器电能计量值。

如图2至5所示，本发明提供一种电子式互感器长期带电性能二次接线考核系统，考核系统包括相互连接的接入模块1和监测分析单元2；

接入模块1中设有用于安装被测电子式互感器的电子式互感器工位101，被测电子式互感器101均连接至监测分析单元2；

监测分析单元2为多通道实时校验单元201、网络分析与故障录波装置202、电能计量分析单元203或状态监测装置204；

且多通道实时校验单元201、网络分析与故障录波装置202、电能计量分析单元203和状态监测装置204均与接入模块1连接。

其中，接入模块1包括电子式互感器工位101及合并单元102；

每个合并单元102分别连接有一个或多个被测电子式互感器101；

全部的合并单元102均连接至监测分析单元2。

如图2所示，若监测分析单元为多通道实时校验单元，多通道实时校验单元201包括相互连接的时间同步装置3及多通道实时电子式互感器校验仪4；

时间同步装置3与多通道实时电子式互感器校验仪4均与全部的合并单元102连接；

多通道实时电子式互感器校验仪4上连接有标准电压互感器401和标准电流互感器402，即待试品一个或多个电子式电流/电压互感器(EC/VT)连接到一个合并单元102(如PCS-221C-H3)，一个或多个合并单元102同时连接至多通道实时校验仪(支持通道数不小于6个)，时间同步装置3同时给校验仪及所有的合并单元102授时，标准电流互感器402(CT)与标准电压互感器401(PT)同时接入校验仪，作为误差校验标准信号。

如图3所示，监测分析单元为网络分析与故障录波装置202；

网络分析与故障录波装置202与接入模块1连接，即待试品一个或多个电子式电流/电压互感器(EC/VT)同时连接到一个合并单元102(如PCS-221C-H3)，一个或多个合并单元102同时连接至网络分析与故障录波装置202。

如图4所示，监测分析单元为电能计量分析单元203，电能计量分析单元203包括相互连接的时间同步装置3及电能计量分析装置5；

时间同步装置3与电能计量分析装置5均与全部的合并单元102连接；

电能计量分析装置5上连接有标准电压互感器401和标准电流互感器402，即待试品一个或多个电子式电流/电压互感器(EC/VT)连接到一个合并单元102(如PCS-221C-H3)，一个或多个合并单元102同时连接至电能计量分析装置5，时间同步装置3同时给校验仪及所有的合并单元102授时，标准电流互感器402(CT)与标准电压互感器401(PT)同时接入校验仪，作为电能计量标准信号。

如图5所示，监测分析单元为状态检测装置204，状态监测装置204与接入模块1连接，即待试品一个或多个电子式电流/电压互感器(EC/VT)同时连接到一个合并单元102(如PCS-221C-H3)，一个或多个合并单元102同时连接至状态监测装置204。

如图6所示，本发明提供一种电子式互感器长期带电性能一次接线考核系统，其特征在于，系统包括两个对称设置的考核线路；

考核线路包括设置在考核线路中心处的升流器7、分别设置在升流器7两侧的考核工位组件8和接地开关6；

考核工位组件8包括在考核线路上相互连接的电子式电流互感器考核工位801和电子式电压互感器考核工位802，且每个考核工位组件8中的电子式电压互感器考核工位802均设置在靠近升流器7的位置上；

考核线路的每个器件之间均设有盆式绝缘子10；

考核线路单独运行或2个考核线路对称设置且连接为回路运行；

若考核线路单独运行，则升流器7的两侧分别设有电压互感器和电流互感器；

若2个考核线路对称设置且连接为回路运行；则回路上的2个考核线路之间分别设有隔离开关9。

本发明提供一种电子式互感器长期带电性能考核方法的具体应用例，包括：

1)根据电子式互感器不同结构原理，可分为GIS用EC/VT、GIS用EVT、AIS或DCB用EC/VT、AIS或DCB用EVT、外卡式ECT，按实际结构安装于带电考核平台的不同位置，考核平台可考核目前智能变电站用的所有电子式互感器类型。

2)安装完成后，通过误差校验仪对待试的EC/VT进行标定，并记录电子式互感器在合量程内的误差。

3)通过平台分别施加5％、80％、100％、120％和150％的额定电压，分别测量电子式电流互感器的全量程内误差，可考核电子式电流互感器在不同电压干扰下测量准确度的变化。

4)通过平台分别施加5％、20％、80％、100％与150％的额定电流，分别测量电压互感器的基本准确度，可考核电子式电压互感器在不同电压干扰下测量准确度的变化。

5)通过网络分析与录波装置监测所有待试EC/VT的输出数据，设置突变量录波、高越限录波等功能，可全面监测电子式互感器在长期运行过程中二次输出数据是否异常。

6)通过状态监测装置204监测所有待试EC/VT的关键状态，如传感器温度状态、采集单元温度状态、相位调制器半波电压、光源光功率等，可全面考核电子式互感器在长期运行过程中是否异常。

7)通过电能计量装置监测电子式互感器电能计量与传感电流、电压互感器的差异，可考核电子式互感器对电能计量可靠性的影响。

8)分别操作考核平台的四个隔离开关9，每个开关分合操作各3次，通过网络分析与录波装置、状态监测装置204监测电子式互感器是否正常工作。可全面考核不同位置开关操作时，产生不同的过电压等电磁干扰对电子式互感器的影响。

9)带电考核平台通过变压器连续施加100％额定电压，升流器7以8小时100％额定电流和16小时5％额定电流循环施加，电子式互感器校验仪、网络分析与故障录波装置202、状态监测装置204与电能计量实时监测待试电子式互感器状态，考核周期不低于1年。可模拟不同负荷时、不同温度、不同湿度及长期运行过程中电子式互感器的稳定性与可靠性。

10)运行3个月后，重复步骤2)。

11)运行6个月后，重复步骤2)、8)。

12)运行9个月后、重复步骤2)。

13)运行12个月后，重复步骤2)、3)、4)、8)，且补充进行温度循环试验与复合误差试验，要求测试结构满足相应准确级要求，可考核电子式互感器在长期运行后基本性能的稳定性。

14)考核结束。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电子式互感器长期带电性能考核方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1. 所述电子式互感器在带电考核平台上运行；

步骤2. 标定所述电子式互感器，并记录其在全量程内的误差值；

步骤3. 测量所述电子式互感器在不同状态下全量程内的误差值；

步骤4. 实时检测所述电子式互感器的输出误差数据、电能计量数据及关键状态量，并设置启动条件；所述启动条件包括突变量、高越限、低越限、电流变差、单点跳变及谐波含量录波；

步骤5. 操作隔离开关，用网络分析与故障录波装置及状态监测装置检测所述电子式互感器的运行状态；

步骤6. 判断所述电子式互感器在当前周期内的运行时段：

若所述电子式互感器运行至第一时段后，重新进行步骤2的操作；

若所述电子式互感器运行至第二时段后，重新进行步骤2和5的操作；

若所述电子式互感器运行至第三时段后，重新进行步骤2的操作；

若所述电子式互感器运行至第四时段后，重新进行步骤2、3和5的操作；并补充进行温度循环试验与复合误差试验；

所述步骤3包括：

3-1. 依次判断各个所述电子式互感器的类型；

若所述电子式互感器为电子式电流互感器，则进入3-2；

若所述电子式互感器为电子式电压互感器，则进入3-3；

3-2. 变压器从小到大逐级施加电压，分别测量得到所述电子式电流互感器在全量程内的误差值，并绘制所述电子式电流互感器在不同电压干扰下的测量准确度曲线图；

3-3. 升流器从小到大逐级施加电流，分别测量得到所述电子式电压互感器在全量程内的误差值，并绘制所述电子式电压互感器在不同电流干扰下的测量准确度曲线图；

所述步骤4包括：

4-1. 网络分析与故障录波装置检测所述电子式互感器的输出数据，并用网络分析与故障录波装置设置突变量录波及高越限录波；

4-2. 状态监测装置检测所述电子式互感器的关键状态，所述关键状态包括传感器温度状态、采集单元温度状态、相位调制器半波电压及光源光功率；

4-3. 误差校验仪实时检测电子式互感器的输出误差数据；

4-4. 电能计量分析装置检测电子式互感器电能计量值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括：

1-1. 根据每个所述电子式互感器的类型，将其分别安装于带电考核平台上的不同位置处；

1-2. 在带电考核平台上运行所述电子式互感器。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括：

2-1. 误差校验仪标定所述电子式互感器；

2-2. 记录所述电子式互感器在全量程内的误差。

4.一种电子式互感器长期带电性能二次接线考核系统，用于实现如权利要求1所述的一种电子式互感器长期带电性能考核方法，其特征在于，所述考核系统包括相互连接的接入模块和监测分析单元；

所述接入模块设有安装被测电子式互感器的电子式互感器工位，所述电子式互感器工位连接至所述监测分析单元；

所述电子式互感器工位与合并单元连接；所述合并单元连接至所述监测分析单元；

所述监测分析单元为多通道实时校验单元，所述多通道实时校验单元包括相互连接的时间同步装置及多通道实时电子式互感器校验仪；

所述时间同步装置分别连接每个所述合并单元；

所述多通道实时电子式互感器校验仪分别连接标准电压互感器、标准电流互感器及每一个所述合并单元；

所述监测分析单元为网络分析与故障录波装置；

所述网络分析与故障录波装置与所述合并单元连接；

所述监测分析单元为状态检测装置；

所述状态检测装置与所述合并单元连接。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述监测分析单元为电能计量分析单元；所述电能计量分析单元包括相互连接的时间同步装置及电能计量分析装置；

所述时间同步装置与电能计量分析装置均与全部的所述合并单元连接；

所述电能计量分析装置上连接有标准电压互感器和标准电流互感器。

6.一种电子式互感器长期带电性能一次接线考核系统，用于实现如权利要求1所述的一种电子式互感器长期带电性能考核方法，其特征在于，所述系统包括两个对称设置的考核线路；

所述考核线路包括设置在所述考核线路中心处的升流器、分别设置在所述升流器两侧的考核工位组件和接地开关；

所述考核工位组件包括在所述考核线路上相互连接的电子式电流互感器考核工位和电子式电压互感器考核工位，且每个所述考核工位组件中的所述电子式电压互感器考核工位均设置在靠近所述升流器的位置上；

所述考核线路的每个器件之间均设有盆式绝缘子；

所述考核线路单独运行或2个所述考核线路对称设置且连接为回路运行；

若所述考核线路单独运行，则所述升流器的两侧分别设有电压互感器和电流互感器；

若2个所述考核线路对称设置且连接为回路运行；则所述回路上的2个所述考核线路之间分别设有隔离开关。