CN113805136B - 一种用于电流互感器外置电力仪表的校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电流互感器外置电力仪表的校准方法，包括以下步骤：选取N个不同型号的电流互感器；将N个电流互感器与同一个电力仪表进行校准，得到N个校准误差值；将N个初步校准误差值进行两两对比，得到不同电流互感器之间的误差偏差值；确定其中一种电流互感器为校准互感器，作为电力仪表调试基准，电力仪表保存记录该校准互感器，并写入该校准互感器对应的校准误差值；采用不同型号电流互感器与电力仪表校正时，以选取设定的校准互感器为基准，根据将要替换的电流互感器与校准互感器之间的偏差值进行修正，在电力仪表中设置写入对应的偏差值，即完成电流互感器的更换，不需要再次校准。本发明解决了外置电流互感器电力仪表校表操作困难，效率低问题，提高校表效率。

Description

一种用于电流互感器外置电力仪表的校准方法

技术领域

本发明涉及一种电力仪表校准方法，尤其是一种电流互感器外置电力仪表的校准方法。

背景技术

随着电力仪表的发展及更新及应用场合需求变化，电力仪表结构及接线衍生出多种类型方式。直通式电力仪表电流互感器一般内置安装在电表内部，外置电流互感器可以减小电力仪表体积及可配置更大量程更大体积电流互感器，由于电流互感器间的误差，包括比差及角差，无法达到任意配置及互换，通常校准时采用一对一配置校准。

电力仪表校表主要分为功率增益误差校准与相角误差校准，功率增益校准主要消除的是采样电阻误差、互感器比差、电能计量芯片偏差，相角误差校准主要消除的是采样电容网络误差，电流互感器角差。器件之间的误差都是叠加的，如果只是改变其中一个器件，理论上是只需要再次校准变化器件带来的部分偏差。

电力仪表校表主要是消除电能计量芯片测量偏差、互感器偏差、电阻电容偏差，一般都是通过软件来修正。电表硬件电能计量芯片及电阻电容网络是固定的，精度误差也是固定的，由于电流互感器为外置，可能会配置不同类型互感器，不同类型互感器之间误差存在较大差别，尤其是开口式电流互感器差别较大。为保证电力仪表精度，通常是每个电力仪表固定配置一组电流互感器，一对一校准，使用时一对一配置使用，互换性差，导致生产、施工效率低，且极易安装配置错误，不能保证电力仪表使用精度。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种电流互感器外置电力仪表的校准方法。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种电流互感器外置电力仪表的校准方法，包括以下步骤：

选取N个不同型号的电流互感器；

将N个电流互感器与同一个电力仪表进行校准，得到N个校准误差值；

将N个初步校准误差值进行两两对比，得到不同电流互感器之间的误差偏差值；

确定其中一种电流互感器为校准互感器，作为电力仪表调试基准，电力仪表保存记录该校准互感器，并写入该校准互感器对应的校准误差值；

采用不同型号电流互感器与电力仪表校正时，以选取设定的校准互感器为基准，根据将要替换的电流互感器与校准互感器之间的偏差值进行修正，在电力仪表中设置写入对应的偏差值，即完成电流互感器的更换，不需要再次校准。

所述确定校准互感器时，将N个不同电流互感器之间的校准差值中的中间值所对应的一个电流互感器选为校准互感器。

所述电流互感器类型是闭口式或开口式结构类型，所述电流互感器为交流电流互感器。

所述偏差值包括比差和角差的偏差值。

所述采用电流互感器与电力仪表校正时，包括功率校正和角差校正。

所述N个电流互感器为具有相同的匝比及输出参数的互感器。

所述电流互感器角差为多个测量点的角差。

所述选取电流互感器时，具体包括以下步骤：

确定初步校准方案；

确定电流互感器角差测量点；

测量及记录N个电流互感器的角差数据；

按照初步校准方案对N个电流互感器进行校准，是否在设定的标准要求内，若不是，重新设置校准方案，若是，按照角差分布情况选取不同电流互感器检验；

确定角差符合范围；

确定校准互感器。

本发明具有以下有益效果：

1)提高效率、操作方便，采用固定标准互感器工装调试，减少了调试时安装拆卸接线时间；实际调试时校准一个1级精度三相电力仪表，一般需要3～5分钟，尤其是配置外置开合式电流互感器，由于角差需要分段校准，采用此方法校准效率5倍于一对一校准方法生产效率。

2)标注化生产，通过标准互感器硬件调试，不同配置采用软件设置即可，无需重新校准；

3)维护方便，实际使用时，维护更换不良互感器或更换不同尺寸互感器时，只需更换互感器即可，电力仪表无需重新更换和校准，节约了时间和成本。

附图说明

附图1为本发明流程示意图；

附图2为校准互感器选取方法示意图；

附图3是互感器校准偏差系数确定实施方法步骤流程；

附图4是电力仪表校正流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如附图1所示，本发明揭示了一种电流互感器外置电力仪表的校准方法，包括以下步骤：

选取N个不同型号的电流互感器，比如为10个，5个，或者其他数量。

将N个电流互感器与同一个电力仪表进行校准，得到N个校准误差值。

将N个初步校准误差值进行两两对比，得到不同电流互感器之间的误差偏差值。

确定其中一种电流互感器为校准互感器，作为电力仪表调试基准，电力仪表保存记录该校准互感器，并写入该校准互感器对应的校准误差值。

采用不同型号电流互感器与电力仪表校正时，以选取设定的校准互感器为基准，根据将要替换的电流互感器与校准互感器之间的偏差值进行修正，在电力仪表中设置写入对应的偏差值，即完成电流互感器的更换，就能实现其他电流互感器直接互换使用，不需要再次校准。从而降低换表难度，提高效率。也就是说，后续电力仪表只需要按照其中一种标准互感器校准，通过直接修改写入对应配置型号互感器偏差值，即可完成匹配。

使用该组标准比差和角差参数电流互感器校正后，任意互换比差、角差值在范围内的该型号其他电流互感器，能保证电力仪表精度在标准范围内。

所述确定校准互感器时，将N个不同电流互感器之间的校准差值中的中间值所对应的一个电流互感器选为校准互感器。将N个不同电流互感器的校准误差值进行比较后得出的结果，从多个结果中选取处于一个中间的值。

所述电流互感器类型是闭口式或开口式结构类型，所述电流互感器为交流电流互感器。通常优先选取闭口式，线性较好的互感器，各校准点之间校准系数相差较小。

所述偏差值包括比差和角差的偏差值。所述采用电流互感器与电力仪表校正时，包括功率校正和角差校正。

所述N个电流互感器为具有相同的匝比及输出参数的互感器。

所述电流互感器角差为多个测量点的角差。

对电流互感器的具体选取，如附图2所示，具体包括以下步骤：

1)选取一个硬件系列的电力仪表，按照电力仪表硬件校准方法及根据互感器线性及一致性，确定初步校准方案及校准点。

2)实际电流互感器比差线性基本一致，误差较小，选取标准互感器时可忽略此差异，根据校准方案及相角校准点，确定互感器角差测量点，一般互感器角差测量点不少于相角校准点。

3)选取N个电流互感器，对每个电流互感器都测试出各测量点角差数据，根据各测量点角差数据分布，选取一组角差中间值作为标准互感器参数；4)按照选取的中间值互感器配合电力仪表校准，按照初步校准方案进行电力仪表精度校准，按照电能计量芯片分段校准，进行相角校准，校准完成后，按照电力仪表检定要求检验，确定是否符合标准要求。

5)如果不符合要求，调整校表方案，重复步骤4。

6)对已校准电力仪表，分别配置其他角差值电流互感器进行检验，看是否符合标准要求范围。

7)重复步骤6，确定符合要求的电流互感器角差值范围，尽量使绝大多数互感器能在范围内，通过调整不同调试方案及标准互感器角差值，重复步骤4～6，最终确定标准电流互感器角差值，从而得到作为电力仪表调试基准的校准电流互感器。

电力仪表校准参数调节方法，是通过校正各个电流互感器校准电力仪表基准误差，再通过调节其他型号电流互感器与校准电流互感器间的偏差值来实现校准，具体实现方法步骤如下：

步骤1：按照要求分别选取出各型号电流互感器。

步骤2：分别使用各个电流互感器校准同一电力仪表，按照电力仪表校准方法校准电力仪表，并记录各校准点写入误差值；电力仪表校准计量芯片参数的计算步骤需由电力仪表完成，校准后最后通过平台软件读出电力仪表记录误差累计值，并记录。

步骤3：对比各标准互感器各校准点，计算出校准差值，计算如下：

假设两组标准互感器分别为CT1、CT2，电力仪表硬件误差值分别为a1、a2，电力仪表硬件误差为电力仪表内部硬件误差，包括计量芯片、电容电阻网络、电压互感器误差；标准互感器误差值分别为b1、b2；CT1标准互感器校准后从电力仪表寄存器读出累计误差值为err1，CT2标准互感器校准后从电力仪表寄存器读出累计误差值为err2；

err1＝a1+b1；

err2＝a2+b2；

标准偏差值Δ＝err1-err2＝(a1+b1)-(a2+b2)；

由于为同一电力仪表硬件，a1＝a2，标准偏差值Δ＝b1-b2。

按照上述方法计算出两组标准互感器比差和各角差点偏差值，以此计算值为标准偏差值，即为不同互感器配置电力仪表时的调节值，电力仪表根据校准保存的基准值，再累计偏差值计算出实际校准系数值。

步骤4：确认选取其中一种标准互感器为校准电流互感器，校准电力仪表硬件固定误差；校准互感器选取原则为，一般选闭口式，线性较好的互感器，各校准点之间校准系数相差较小。

步骤5：配置不同电流互感器时，通过软件设置各电流互感器与校准互感器间的偏差差值来修正电流互感器误差，完成电力仪表校准。只需要根据电流互感器与设定的校准电流互感器之间的偏差值进行调整，即可快速的完成校准。

如附图3所示，进一步详述如下：

1)准备两组标准电流互感器，分别为CT1、CT2，使用同一个电力仪表硬件，按照电力仪表校准方法及方案，附图4为电力仪表电能计量芯片校正流程图，需分别进行功率校正、角差校正。一般为了更好的满足外部互感器特性，角差校正相位补偿可分段补偿，根据不同电能计量芯片通常可分为2段或3段，按照电流点分段，角差校正误差值分别写入及存储。

2)分别使用CT1、CT2标准电流互感器配合电力仪表使用同一方案校正，分别记录各组功率校正点及相角校正点初始误差值，按照初始记录误差值分别计算出各校正点累计写入校正误差值，将写入值读取记录。

3)分别对比两组功率校正点校正误差值差值，及角差校正点校正误差值差值，此差值即为两组标准互感器在各校正点的调节偏差值，同时也可计算出在不同分段区角差校正点的误差偏差值，都为一个固定值。

4)如果使用CT1标准互感器配合电力仪表调试好后，需要互换为CT2电流互感器，只需要通过软件分别对电力仪表校正数据保存区重新设置，分别设置写入各校正点标准偏差值，电力仪表在已保存的CT1标准互感器校正误差值基础上分别各点累加保存计算，电力仪表校正值即为配合CT2标准互感器校正值。

从上可看出，本发明只需要预先设定一个标准的校准电流互感器，根据其他电流互感器与校准互感器之间的偏差值，进行相应的调整，即可快速的完成电力仪表的校准，而不需要再次对电流互感器与电力仪表重新进行一一校准。

需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电流互感器外置电力仪表的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

选取N个不同型号的电流互感器；

将N个电流互感器与同一个电力仪表进行校准，得到N个校准误差值；

将N个初步校准误差值进行两两对比，得到不同电流互感器之间的误差偏差值；

确定其中一种电流互感器为校准互感器，作为电力仪表调试基准，电力仪表保存记录该校准互感器，并写入该校准互感器对应的校准误差值；

采用不同型号电流互感器与电力仪表校正时，以选取设定的校准互感器为基准，根据将要替换的电流互感器与校准互感器之间的偏差值进行修正，在电力仪表中设置写入对应的偏差值，即完成电流互感器的更换，不需要再次校准。

2.根据权利要求1所述的电流互感器外置电力仪表的校准方法，其特征在于，所述确定校准互感器时，将N个不同电流互感器之间的校准差值中的中间值所对应的一个电流互感器选为校准互感器。

3.根据权利要求2所述的电流互感器外置电力仪表的校准方法，其特征在于，所述电流互感器类型是闭口式或开口式结构类型，所述电流互感器为交流电流互感器。

4.根据权利要求3所述的电流互感器外置电力仪表的校准方法，其特征在于，所述偏差值包括比差和角差的偏差值。

5.根据权利要求4所述的电流互感器外置电力仪表的校准方法，其特征在于，所述采用电流互感器与电力仪表校正时，包括功率校正和角差校正。

6.根据权利要求5所述的电流互感器外置电力仪表的校准方法，其特征在于，所述N个电流互感器为具有相同的匝比及输出参数的互感器。

7.根据权利要求6所述的电流互感器外置电力仪表的校准方法，其特征在于，所述电流互感器角差为多个测量点的角差。

8.根据权利要求7所述的电流互感器外置电力仪表的校准方法，其特征在于，所述选取电流互感器时，具体包括以下步骤：

确定初步校准方案；

确定电流互感器角差测量点；

测量及记录N个电流互感器的角差数据；

按照初步校准方案对N个电流互感器进行校准，是否在设定的标准要求内，若不是，重新设置校准方案，若是，按照角差分布情况选取不同电流互感器检验；

确定角差符合范围；

确定校准互感器。