CN201740862U - 便携式三相电压互感器智能检定装置 - Google Patents
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Abstract
一种便携式三相电压互感器智能检定装置，该装置是一个可便携的箱式结构，所述装置包括三相程控高效功率源(1)、三相升压器同步升压模块、微处理器(2)、三相电压互感器校验模块、三相程控负荷模块，所述这些模块由微处理器分别通过RS232串行通信接口(3)为电压互感器提供的二次负荷(4)进行通信指令控制；三相程控高效功率源驱动三相同步升压模块给外接三相升压器(5)供给可控的三相电压；三相电压互感器校验模块是一个由测差电路构成的校验模块，它分别与外部标准三相电压互感器(6)被试三相电压互感器(7)的二次对应端子连接；三相程控负荷模块是由无感电阻组合而成的程控负荷箱。本实用新型适用于现场及实验室检定三相电压互感器。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种便携式三相电压互感器智能检定装置，属电力计量技术领域。
背景技术
2007年5月28日开始实施的JJG1021-2007《电力互感器》检定规程中规定：“检定三相五柱电压互感器，应施加三相高压电源，在被测相与地间接入标准电压互感器，被测相二次绕组接入电压负荷箱，用比较法测量误差。”
从原理上讲，三相三柱型、抗铁磁谐振型、经消弧线圈接地型电压互感器检定时都应施加三相高压电源进行误差测定，现场检定三相电压互感器检定时需要①设备：一台三相自偶调压器、2台单相自偶调压器、6台电压互感器负荷箱、一台互感器校验仪、电压相序表；②人员：经验丰富的专业人员来完成大量设备间的连接线；③环境条件：需要三相电源。由于上述对设备、人员及环境条件的要求难以满足，上述设备多数为铜、铁构成的电磁类笨重设备难以组合，由于上述原因，到目前为止，我国几乎所有的电能计量检定机构几乎都没有三相电压互感器检定装置，更没有适合现场使用的便携式三相电压互感器现场检定装置，致使几乎所有计量用三相五柱型、三相三柱型、抗铁磁谐振型、经消弧线圈接地型电压互感器在未按规程要求检定的情况下投入运行，而计量用互感器是《计量法》规定的强制性检定计量器具。因此，研究开发便携式三相电压互感器现场检定装置对改变上述局面，具有重要意义。
现有三相电压互感器检定方法主要存在以下不足：1)采用单相法检定，不能满足规程：“应施加三相高压电源”的要求；2)由单相设备构成，需用设备多(1台三相自偶调压器、2台单相自偶调压器、六台负荷箱)，设备笨重，设 备连接线多，易出现错误接线，劳动强度大，效率低；3)现场检定时很难找到三相电源，即使有也很难满足三相电压的平衡对称，还要对三相电压进行核相以确保电源电压的相序应和被校互感器标明的相序一致；4)由单相设备构成，无法实现检定过程的自动化，检定数据无法上传。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有三相电压互感器检定方法存在的诸多不足，提出一种便携式三相电压互感器智能检定装置，以解决采用施加三相高压电源检定电压互感器的问题，并且实现设备简单、接线方便等要求。
本实用新型的技术方案是，应用基于数字合成程控高效功率源驱动三相升压器同步升压模块、基于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相程控负荷模块、基于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相电压互感器校验模块集成技术，构建一种能满足现场检定要求，能按现行规程要求对三相电压互感器进行自动化检定，实现对关键参数自动数据采集、处理和存储。
所述装置是一个可便携的箱式结构，所述装置内部的硬件包括三相程控高效功率源、三相升压器同步升压模块、微处理器、三相电压互感器校验模块、三相程控负荷模块，所述这些模块由微处理器分别通过RS232串行通信接口进行通信指令控制；三相程控高效功率源驱动三相同步升压模块给外接的三相升压器供给可控的三相电压；三相电压互感器校验模块是一个由测差电路构成的校验模块，它分别与外部标准三相电压互感器、被试三相电压互感器的二次对应端子连接；三相程控负荷模块是由无感电阻组合而成的程控负荷箱，与被测的电压互感器绕组相连接。
本实用新型一种便携式三相电压互感器智能检定装置是一个可便携的箱式结构，所述装置外部面板上设置有：可供使用者操作的键盘，能显示所述装置工作状态的显示屏，与外部升压变压器连接的电压接线端子，与外部标准三相 互感器连接的标准电压接线端子，与被试三相电压互感器连接的试品电压接线端子，与被试三相电压互感器连接测量绕组接线接线端子，给所述装置供电的电源开关，用于处置装置特殊情况的急停按钮。
所述装置内部的硬件包括三相程控高效功率源、三相升压器同步升压模块、微处理器、三相电压互感器校验模块、三相程控负荷模块，这些模块由微处理器分别通过RS232串行通信接口进行通信指令控制；三相程控高效功率源驱动三相同步升压模块给外接的三相升压器供给可控的三相电压；三相电压互感器校验模块是一个由测差电路构成的校验模块，它分别与外部标准三相电压互感器和被试三相电压互感器的二次对应端子连接；三相程控负荷模块是由无感电阻组合而成的程控负荷箱，与被测的电压互感器绕组相连接。
本实用新型装置由外接单相220V供电，装置工作时，基于数字合成程控的三相程控高效功率源驱动三相同步升压模块，采用基于三相交流信号数字合成及高效功率源技术实现驱动三相升压器同步升压，可获得三相电压失真度≤5％，不对称度≤1％，输出具有明确的相序标识的电压输出，电压由所述装置面板的“电压输出”端子通过导线与外部三相升压器对应端子连接，向三相升压变压器送出可控的三相电压。
三相电压互感器校验模块由测差电路构成，在微处理器控制下，能按设定的程序测试三种状态负荷下电压互感器的误差后，计算出被测各相电压互感器的cosφ＝0.8额定负荷及下限负荷误差；还可以根据设置计算出任意功率因数、0VA≤S≤90VA范围内任意负荷的被测各相电压互感器误差。三种状态负荷分别指的是，①各个二次绕组均空载；②测量二次绕组空载和主二次带功率因数为1的设定负荷；③主二次空载和测量二次绕组带功率因数为1的设定负荷。
三相电压互感器校验模块能实现三相电压互感器三种负荷状态下的的误差值同步采样测量，发布基于数字合成程控高效功率源驱动三相升压器同步升压 模块、基于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相程控负荷模块的控制命令，按电压互感器负荷误差曲线外推法数学模型计算出各相电压互感器在额定负荷及下限负荷下的误差值。
三相电压互感器校验模块由所述装置的“标准电压”输入端子，经导线与外部三相标准电压互感器的二次对应端子连接，接受三相标准电压互感器的二次绕组送出的三相电压；并由所述装置的“试品电压”输入端子，经导线与被试电压互感器的二次对应端子连接，接受试品电压互感器送出的三相电压。
三相程控负荷模块是由无感电阻组合而成的程控负荷箱，使用0.3级的无感纯电阻为电压互感器二次负荷，与被测的电压互感器绕组相联。
本实用新型便携式三相电压互感器智能检定装置工作过程如下：
将本实用新型便携式三相电压互感器智能检定装置的“电压输出”三相四线端子通过导线外接三相升压变压器对应端子；将所述检定装置的“标准电压”的三相四线端子通过导线与外部标准三相电压互感器二次对应端子连接；将所述检定装置的“试品电压”三相四线端子经导线分别与被试电压互感器的二次对应端子连接；将所述检定装置的“测量绕组电压”三相四线端子通过导线与外部试品三相电压互感器测量绕组的二次对应端子连接。开启便携式三相电压互感器智能检定装置的电源，便可对三相电压互感器进行自动检定。
本实用新型的三相程控负荷模块电阻接线方式原理如图3、图4、图5所示。图5为无感电阻制作原理图，采用锰铜漆包线双线并绕，骨架宜采用耐高温不易燃的材料制作，中间有对抽头；继电器J仅负责改变其阻值为1kΩ或1/3kΩ。即J3释放时，PQ之间的电阻为1kΩ；J3闭合时，PQ之间的电阻为1/3kΩ。
图3为三角形型接线方式，当将三个无感电阻连接成三角形时，各电阻器二端的电压为线电压，即100V；
图4为星型接线方式，当将三个无感电阻连接成星形时，各电阻器二端的 电压为相电压，即100/3-2V。电压互感器二次负荷：S＝U2/Z，当Z＝333.33Ω时，则同一个电阻在不同的接线方式下表征的电压互感器二次负荷分别为30VA和10VA，图5为电阻器的扩展负荷量程示意图，控制接点J即可完成负荷量程的扩展，由此，在不增加电阻器的情况下，可形成3.33VA，10VA，15VA，30VA，45VA负荷量程的组合。
本实用新型与现有的技术比较的有益效果是，本实用新型具有如下优点：①使用单相电源实现了三相电压互感器同步升压，且确保三相电压的平衡对称，相序和被校互感器标明的相序一致；②基于电压互感器负荷误差曲线外推法可提供被测各相电压互感器的cosφ＝0.8额定负荷及下限负荷误差；还可以根据设置计算出任意功率因数、0VA≤S≤90VA范围内任意负荷的被测各相电压互感器误差；③有效降低了设备的重量和体积，降低了劳动强度，提高了检定效率；④装置集成度高，成功实现三相电压互感器现场检定过程的自动化。依据本实用新型装置能够实现三相电压互感器同步升压、自动完成三相电压互感器的检定过程，可提供被测各相电压互感器的cosφ＝0.8额定负荷及下限负荷误差；还可以根据设置计算出任意功率因数、0VA≤S≤90VA范围内任意负荷的被测各相电压互感器误差，便于检定人员现场进行三相电压互感器的检定。
本实用新型适用于现场及实验室检定各类三相电压互感器。
附图说明
图1为本实用新型的外形示意图；
图2为本实用新型的接线方式示意图；
图3为程控负荷箱的星形接法负载；
图4为程控负荷箱的三角形接法负载；
图5为程控负载箱无感电阻制作原理图；
图中图号：(1)三相程控高效功率源；(2)微处理器及三相电压互感器校 验模块；(3)程控负荷箱；(4)RS232串行通信接口；(5)升压变压器；(6)标准三相电压互感器；(7)被试三相电压互感器；(8)电阻抽头处。
具体实施方式
本实用新型实施例如图2所示，本实施例便携式三相电压互感器智能检定装置包括三相程控高效功率源、三相升压器同步升压模块、微处理器、三相电压互感器校验模块、三相程控负荷模块，这些模块由微处理器分别通过RS232串行通信接口进行通信指令控制。三相程控高效功率源驱动三相同步升压模块给外接的三相升压器供给程控的三相电源；三相电压互感器校验模块是一个由测差电路构成的校验模块，它分别与外部标准三相电压互感器、被试三相电压互感器的二次对应端子连接；三相程控负荷模块是由无感电阻组合而成的程控负荷箱，与被测的电压互感器绕组相连接。
本实施例便携式三相电压互感器智能检定装置工作过程如下：
将本实施例便携式三相电压互感器智能检定装置的“电压输出”三相四线端子通过导线外接三相升压变压器对应端子；
将所述检定装置的“标准电压”的三相四线端子通过导线与外部标准三相电压互感器的二次对应端子连接；
将所述检定装置三相电压互感器校验模块的“试品电压”三相四线端子经导线分别与被试电压互感器的二次对应端子连接；
将所述检定装置三相程控负荷模块的“试品电压”三相四线端子与外部试品三相电压互感器二次对应端子连接。
将所述检定装置的“测量绕组电压”三相四线端子通过导线与外部试品三相电压互感器测量绕组的二次对应端子连接。
开启便携式三相电压互感器智能检定装置的电源，便可对三相电压互感器进行检定。
基于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相电压互感器检定方法，检定过程为：①在各二次绕组均空载下，负荷状态为00；②在其他二次空载和主二次带功率因数为1的设定负荷，负荷状态为10；③在主二次空载和继电保护用二次绕组带功率因数为1的设定负荷下，负荷状态为01。因此，只需将上述一套程控负荷装置按要求时序切换至“计量绕组”或“测量绕组”回路即可满足要求。
Claims (2)
1.一种便携式三相电压互感器智能检定装置，其特征是，所述装置是一个可便携的箱式结构，所述装置内部的硬件包括三相程控高效功率源、三相升压器同步升压模块、微处理器、三相电压互感器校验模块、三相程控负荷模块，所述这些模块由微处理器分别通过RS232串行通信接口进行通信指令控制；三相程控高效功率源驱动三相同步升压模块给外接的三相升压器供给可控的三相电压；三相电压互感器校验模块是一个由测差电路构成的校验模块，它分别与外部标准三相电压互感器、被试三相电压互感器的二次对应端子连接；三相程控负荷模块是由无感电阻组合而成的程控负荷箱，与被测的电压互感器绕组相连接。
2.根据权利要求1所述的便携式三相电压互感器智能检定装置，其特征是，所述三相程控负荷模块使用0.3级的无感纯电阻为电压互感器二次负荷。
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