CN107677979A - 一种测试交流特高压电流互感器误差的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种测试交流特高压电流互感器误差的系统和方法，所述系统除电流升流单元和标准电流互感器单元外，还包括调压控制单元，其用于为电流升流单元提供电源电压以驱动升流器进行升流；无功补偿单元，其用于根据控制单元输出的控制信号投切无功补偿电容器组；电流互感器误差测试单元，其与标准电流互感器单元和待测电流互感器连接，用于测试待测电流互感器的误差；控制单元，其与所述调压控制单元、无功补偿单元、电流升流单元、标准电流互感器单元和电流互感器误差测试单元连接，用于设置试验参数，根据设置的参数在系统运行中采集所述系统中各单元的运行数据并进行调压控制单元的电压调节以及无功补偿单元无功补偿量的调节。
Description
技术领域
本发明涉及高压试验领域，并且更具体地，涉及一种测试交流特高压电流互感器误差的系统和方法。
背景技术
随着特高压电网的发展，为了节约土地资源，保证电网坚强可靠，具有安全稳定、集成度高、占地面积小等优点的高压全封闭组合电器(Gas Insulated Substation，GIS)被广泛应用到特高压变电站建设中。特高压GIS中电流互感器是电能计量重要组成部分，其准确性对于发供电企业的贸易结算起到重要作用，因此需要按照《JJG1021-2007电力互感器》检定规程要求进行特高压变电站电流互感器现场误差检定。特高压GIS电流互感器具有变比大、管道回路长、集成度高、全封闭性等特点，现场检定时不能把电流互感器独立出来，需要带上很长的管道母线和一些电气元件，试验回路阻抗大，如兰州东特高压变电站中GIS电流互感器试验回路长达390米，这样对于大变比、一次回路长的特高压GIS电流互感器现场检验时需要的试验电源和升流设备容量巨大，如对200米GIS回路中的一个4000A/1A的特高压电流互感器，在120％额定电流下需要电源容量为800kVA左右，其中有功分量约为200kVA左右，无功分量约为750kVA左右。如果采用传统升流器的方案，需要800kVA左右的电源容量和升流器容量，依靠传统升流器和现场试验电源的容量增加也难以满足检验要求，而且大容量的升流器体积大、重量重，现场操作难度极大。
发明内容
为了解决背景技术存在的传统交流特高压电流互感器校验中升流器现场操作难度大和现场试验电源难以满足检验要求的技术问题，本发明提供一种测试交流特高压电流互感器误差的系统，所述系统包括：
调压控制单元，其用于为电流升流单元提供电源电压以驱动升流器进行升流；
无功补偿单元，其与电流升流单元并联，所述无功补偿单元用于根据控制单元输出的控制信号投切无功补偿电容器组；
电流升流单元，其与标准电流互感器单元进行固定连接，所述电流升流单元用于生成测试待测电流互感器误差的一次侧电流信号，所述电流升流单元包括升流器；
标准电流互感器单元，其与电流升流单元连接，用于生成校验待测电流互感器误差的标准电流信号；
电流互感器误差测试单元，其与标准电流互感器单元和待测电流互感器连接，用于测试待测电流互感器的误差；
控制单元，其与所述调压控制单元、无功补偿单元、电流升流单元、标准电流互感器单元和电流互感器误差测试单元连接，用于设置试验参数，根据设置的参数在系统运行中采集所述系统中各单元的运行数据并进行调压控制单元的电压调节以及无功补偿单元无功补偿量的调节。
优选地，所述系统还包括环境监测单元，其用于检测测试现场的湿度和温度，以确定现场环境是否满足测试要求。
优选地，所述系统还包括容纳单元，其用于容纳所述系统中的其他单元。所述容纳单元采用箱式结构，将系统的其他单元合理布置在两侧。所述容纳单元采取高强度钢型材搭建，为三方开门的设计，便于出入及后期设备的维护检修。同时所述容纳单元底部带有滚轮，方便装载和卸载，从而使系统能够方便地从一个测试现场移动到别一个测试现场。
优选地，所述调压控制单元包括主调压器、辅助调压器、电动调节单元和保护单元，其中，所述电动调节单元用于根据控制单元发送的控制信号驱动主调压器和辅助调压器输出对应的电压。
优选地，所述调压控制单元采用倍压调节技术。
优选地，所述无功补偿单元包括主补偿单元和多台辅助补偿单元，且所述主补偿单元和辅助补偿单元并联。
优选地，所述电流升流单元采用母排式设计。
优选地，所述电流升流单元的升流器采用多股一次导体均匀缠绕技术。
优选地，所述标准电流互感器单元采用一次穿心一匝的设计方式与电流升流单元固定连接。
优选地，所述误差测试单元包括互感器校验仪和负载箱。
优选地，所述控制单元包括控制台和控制屏，其中，控制屏用于设置测试待测电流互感器误差的试验参数、实时显示所述系统中各单元的运行数据，以及发出控制信号驱动无功补偿单元进行无功补偿量的调节，并在系统控制方式为自动时，通过触屏实现校验的开始和结束，并根据设置的参数发出控制信号驱动调压控制单元进行输出电压的自动调节，当所述系统的控制方式为手动时，通过控制台上的按钮实现校验的开始和结束，并在控制台上手动进行调压控制单元的主调压器和辅助调压器的升降压控制。
优选地，所述控制单元设置的参数包括负载箱负荷值、待测试电流互感器额定电流值和电流取样点。
优选地，所述系统还包括上位机，其用于存储系统运行数据。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种测试交流特高压电流互感器的方法，所述方法包括：
步骤1、所述测试交流特高压电流互感器误差的系统与待测电流互感器连接完成后，将所述系统与变电站电源连接，并打开所述系统控制单元的电源开关；
步骤2、当所述环境监测单元检测到的试验环境满足试验需求时，准备试验；
步骤3、选择电流试验，在控制屏上设置试验参数后，开启试验开始开关；
步骤4、所述调压控制单元根据控制单元发出的控制信号进行升降压控制，输出电压信号；
步骤5、所述控制单元采集电流回路一次侧参数并计算进行测试所需的无功补偿电容量以及匹配测试所需的无功补偿电容组合方式，发出投切信号驱动无功补偿单元完成无功补偿电容器组的投切；
步骤6、电流升流单元在输出电压的驱动下进行升流，所述互感器校验仪采集标准电流互感器和待测电流互感器的电流信号，计算并记录待测互感器的比值差和相位差；
步骤7、上位机根据互感器校验仪的测试结果生成测试报告。
优选地，开启试验开始开关的方式包括自动和手动，其中自动在触摸屏上进行，手动在控制台上通过控制按钮实现。
本发明所提供的技术方案具有如下优点：所述系统采用箱式结构，方便移动，提高了系统测试的灵活性；采用双调压电工电源，波形畸变小，调节精度高，能实现小电流测量点的精准定位；电流升流单元的大容量升流器采用多股一次导体均匀缠绕技术，减少了升流器的阻抗，实现了升流器的小型化设计。所述系统可自动测量电流一次回路参数，计算试验升流所需的无功补偿电容量，自动匹配所需无功补偿电容器组并自动投切无功补偿电容；在升流试验过程中，适时测量和计算回路一次参数，适时跟踪系统当前的补偿情况并自动投切最佳补偿量，保证系统处于最佳补偿状态，达到精细化补偿。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1是本发明具体实施方式的测试交流特高压电流互感器的系统的结构图；
图2是本发明具体实施方式的测试交流特高压电流互感器的电流升流单元并联无功补偿单元的原理图；
图3是本发明具体实施方式的测试交流特高压电流互感器的系统的原理图；
图4是本发明具体实施方式的测试交流特高压电流互感器的方法的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1是本发明具体实施方式的测试交流特高压电流互感器的系统的结构图。如图1所示，本发明所述测试交流特高压电流互感器误差的系统包括调压控制单元101、无功补偿单元102、电流升流单元103、标准电流互感器单元104、电流互感器误差测试单元105、控制单元106、环境监测单元107、容纳单元108和上位机109，其中：
调压控制单元101，其用于为电流升流单元103提供电源电压以驱动升流器进行升流。
无功补偿单元102，其与电流升流单元103并联，所述无功补偿单元102用于根据控制单元106输出的控制信号投切无功补偿电容器组。
电流升流单元103，其与标准电流互感器单元104进行固定连接，所述电流升流单元103用于生成测试待测电流互感器误差的一次侧电流信号，所述电流升流单元103包括升流器。
图2是本发明具体实施方式的测试交流特高压电流互感器的电流升流单元并联无功补偿单元的原理图。如图2所示，调压控制单元101输出电源电压，无功补偿单元102根据系统测量的电流一次回路参数计算升流所需的无功补偿电容量并投切无功补偿电容器组，从而选择合理的补偿电容，使补偿电容的容性无功与回路的感性无功抵消，使得电源和调压器容量只需要提供回路的有功消耗以驱动电流升流单元103的升流器进行升流，大大减少了对试验电源和试验设备的容量需求。
标准电流互感器单元104，其与电流升流单元103连接，用于生成校验待测电流互感器误差的标准电流信号；
电流互感器误差测试单元105，其与标准电流互感器单元104和待测电流互感器连接，用于测试待测电流互感器的误差；
控制单元106，其与所述调压控制单元101、无功补偿单元102、电流升流单元103、标准电流互感器单元104和电流互感器误差测试单元105连接，用于设置试验参数，根据设置的参数在系统运行中采集所述系统中各单元的运行数据并进行调压控制单元101的电压调节以及无功补偿单元102无功补偿量的调节。
环境监测单元107，其用于检测测试现场的湿度和温度，以确定现场环境是否满足测试要求。
容纳单元108，其用于容纳所述系统中的其他单元。所述容纳单元采用箱式结构，将系统的其他单元合理布置在两侧。所述容纳单元采取高强度钢型材搭建，为三方开门的设计，便于出入及后期设备的维护检修。同时所述容纳单元底部带有滚轮，方便装载和卸载，从而使系统能够方便地从一个测试现场移动到别一个测试现场。
上位机109，其用于存储系统运行数据。
图3是本发明具体实施方式的测试交流特高压电流互感器的系统的原理图。如如图2所示，调压控制单元101为电流升流单元103提供电源电压以驱动升流器进行升流，无功补偿单元102与电流升流单元103并联，通过投切无功补偿电容器组消除系统无功消耗，电流升流单元103标准电流互感器单元104进行固定连接，标准电流互感器单元104与电流互感器误差测试单元105的互感器校验仪连接，待测电流互感器与电流互感器误差测试单元105的负荷箱以及互感器校验仪连接以形成闭环回路，从而完成待测电流互感器误差的测试。
优选地，所述调压控制单元101包括主调压器、辅助调压器、电动调节单元和保护单元，其中，所述电动调节单元用于根据控制单元发送的控制信号驱动主调压器和辅助调压器输出对应的电压。所述保护单元用于在主调压器和辅助调压器的调节值超出阈值时，控制电动调节单元发出控制信号以保护主调压器和辅助调压器。
优选地，所述调压控制单元101采用倍压调节技术。
优选地，所述无功补偿单元102包括主补偿单元和多台辅助补偿单元，且所述主补偿单元和辅助补偿单元并联。
优选地，所述电流升流单元103采用母排式设计。
优选地，所述电流升流单元103的升流器采用多股一次导体均匀缠绕技术。
优选地，所述标准电流互感器单元104采用一次穿心一匝的设计方式与电流升流单元固定连接。
优选地，所述误差测试单元105包括互感器校验仪和负载箱。
优选地，所述控制单元106包括控制台和控制屏，其中，控制屏用于设置测试待测电流互感器误差的试验参数、实时显示所述系统中各单元的运行数据，以及发出控制信号驱动无功补偿单元进行无功补偿量的调节，并在系统控制方式为自动时，通过触屏实现校验的开始和结束，并根据设置的参数发出控制信号驱动调压控制单元进行输出电压的自动调节，当所述系统的控制方式为手动时，通过控制台上的按钮实现校验的开始和结束，并在控制台上手动进行调压控制单元的主调压器和辅助调压器的升降压控制。
优选地，所述控制单元106设置的参数包括负载箱负荷值、待测试电流互感器额定电流值和电流取样点。
此外，为了系统运行时工作人员操作的舒适性，所述系统还配置了场地照明灯、灭火器、顶式冷暖空调、办公椅等。
图4是本发明具体实施方式的测试交流特高压电流互感器的方法的流程图。如图4所示，本发明所述的测试交流特高压电流互感器的方法从步骤401开始。
在步骤401，所述测试交流特高压电流互感器误差的系统与待测电流互感器连接完成后，将所述系统与变电站电源连接，并打开所述系统控制单元的电源开关；
在步骤402，当所述环境监测单元检测到的试验环境满足试验需求时，准备试验；
在步骤403，选择电流试验，在控制屏上设置试验参数后，开启试验开始开关；
在步骤404，所述调压控制单元根据控制单元发出的控制信号进行升降压控制，输出电压信号；
在步骤405，所述控制单元采集电流回路一次侧参数并计算进行测试所需的无功补偿电容量以及匹配测试所需的无功补偿电容组合方式，发出投切信号驱动无功补偿单元完成无功补偿电容器组的投切；
在步骤406，电流升流单元在输出电压的驱动下进行升流，所述互感器校验仪采集标准电流互感器和待测电流互感器的电流信号，计算并记录待测互感器的比值差和相位差；
在步骤407，上位机根据互感器校验仪的测试结果生成测试报告。
优选地，开启试验开始开关的方式包括自动和手动，其中自动在触摸屏上进行，手动在控制台上通过控制按钮实现。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该【装置、组件等】”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (15)
1.一种测试交流特高压电流互感器误差的系统，其特征在于，所述系统包括：
调压控制单元，其用于为电流升流单元提供电源电压以驱动升流器进行升流；
无功补偿单元，其与电流升流单元并联，所述无功补偿单元用于根据控制单元输出的控制信号投切无功补偿电容器组；
电流升流单元，其与标准电流互感器单元进行固定连接，所述电流升流单元用于生成测试待测电流互感器误差的一次侧电流信号，所述电流升流单元包括升流器；
标准电流互感器单元，其与电流升流单元连接，用于生成校验待测电流互感器误差的标准电流信号；
电流互感器误差测试单元，其与标准电流互感器单元和待测电流互感器连接，用于测试待测电流互感器的误差；
控制单元，其与所述调压控制单元、无功补偿单元、电流升流单元、标准电流互感器单元和电流互感器误差测试单元连接，用于设置试验参数，根据设置的参数在系统运行中采集所述系统中各单元的运行数据并进行调压控制单元的电压调节以及无功补偿单元无功补偿量的调节。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括环境监测单元，其用于检测测试现场的湿度和温度，以确定现场环境是否满足测试要求。
3.根据权利要求1或者2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括容纳单元，其用于容纳所述系统中的其他单元。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调压控制单元包括主调压器、辅助调压器、电动调节单元和保护单元，其中，所述电动调节单元用于根据控制单元发送的控制信号驱动主调压器和辅助调压器输出对应的电压。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述调压控制单元采用倍压调节技术。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无功补偿单元包括主补偿单元和多台辅助补偿单元，且所述主补偿单元和辅助补偿单元并联。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电流升流单元采用母排式设计。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电流升流单元的升流器采用多股一次导体均匀缠绕技术。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述标准电流互感器单元采用一次穿心一匝的设计方式与电流升流单元固定连接。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述误差测试单元包括互感器校验仪和负载箱。
11.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制单元包括控制台和控制屏，其中，控制屏用于设置测试待测电流互感器误差的试验参数、实时显示所述系统中各单元的运行数据，以及发出控制信号驱动无功补偿单元进行无功补偿量的调节，并在系统控制方式为自动时，通过触屏实现校验的开始和结束，并根据设置的参数发出控制信号驱动调压控制单元进行输出电压的自动调节，当所述系统的控制方式为手动时，通过控制台上的按钮实现校验的开始和结束，并在控制台上手动进行调压控制单元的主调压器和辅助调压器的升降压控制。
12.根据权利要求10或者11所述的系统，其特征在于，所述控制单元设置的参数包括负载箱负荷值、待测试电流互感器额定电流值和电流取样点。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括上位机，其用于存储系统运行数据。
14.一种测试交流特高压电流互感器误差的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、所述测试交流特高压电流互感器误差的系统与待测电流互感器连接完成后，将所述系统与变电站电源连接，并打开所述系统控制单元的电源开关；
步骤2、当所述环境监测单元检测到的试验环境满足试验需求时，准备试验；
步骤3、选择电流试验，在控制屏上设置试验参数后，开启试验开始开关；
步骤4、所述调压控制单元根据控制单元发出的控制信号进行升降压控制，输出电压信号；
步骤5、所述控制单元采集电流回路一次侧参数并计算进行测试所需的无功补偿电容量以及匹配测试所需的无功补偿电容组合方式，发出投切信号驱动无功补偿单元完成无功补偿电容器组的投切；
步骤6、电流升流单元在输出电压的驱动下进行升流，所述互感器校验仪采集标准电流互感器和待测电流互感器的电流信号，计算并记录待测互感器的比值差和相位差；
步骤7、上位机根据互感器校验仪的测试结果生成测试报告。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，开启试验开始开关的方式包括自动和手动，其中自动在触摸屏上进行，手动在控制台上通过控制按钮实现。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180209 |