CN203365667U - 一种互感器在线带电校准装置 - Google Patents

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李鹤
胡浩亮
王勤
周峰
李前
熊前柱
袁建平
陈松
李明
周喻
胡宗泉
杜百稳
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Abstract

本实用新型提供一种互感器在线带电校准装置，包括电流标准装置、电压标准装置、电流标准装置二次数据采集及发送装置、电压标准装置二次数据采集及发送装置、操作台和数据处理系统、开关设备、阻尼电阻、升降平台、左右微调装置以及移动平台，除操作台和数据处理系统外，其他设备都安装于移动平台上；整套装置配备灵活的机械结构，便于准确控制接入电力系统，同时控制为远程控制，保障操作人员安全。本实用新型特别适用于电力系统内关键、重要变电站内互感器的在线带电校准。

Description

一种互感器在线带电校准装置
技术领域
本实用新型涉及一种互感器在线带电校准装置，特别适用于电力系统内关键、重要变电站内互感器的在线带电校准，属于高电压、大电流测量领域。
背景技术
互感器作为电能计量装置的重要组成部分，是发电公司与电网公司、电网公司与供电公司、供电公司与电力用户之间进行公平公正贸易结算，正确计算、考核电力系统内部技术经济指标的法定计量器具。根据现行国家检定规程，电网中用互感器（包括电压互感器，电流互感器）必须定期进行误差特性检测。根据常规检测方法，需要将运行的互感器离线才能进行误差特性检测。然而在实际检定中发现，有的线路互感器根本无法停电检测，否则要影响区域的生产和生活；有的线路尽管可以停电，但是将互感器离线测量误差的工作量大、检测周期长，甚至有的线路很难进行互感器离线处理。
欧美发达国家在互感器在线带电校准领域远远领先于我国。1998年开始，美国及西欧几家大型电气公司开始进行变电站在线带电校准及状态维修系统的商品化工作。加拿大、德国、意大利都先后研制出了用于在线带电校准的互感器标准设备，而我国目前尚无互感器在线带电校准的先例，相关的技术研究也很少。我国电力系统有数量庞大的电力互感器，停电测试它们的误差性能工作量庞大，费时费力，而且不能获得三相带电状态下的真实数据。开展互感器在线带电校准技术研究可以克服上述离线校准的缺点，提高互感器误差特性测量不确定度水平，为实现电能计量装置的整体在线带电校准打下坚实基础，提高电能计量的准确度。
现有技术涉及到的互感器在线校准装置，例如专利号为200910172275.2的发明专利《一种电压互感器在线精度检测方法和系统》，公开了一种电压互感器在线精度检测方法和系统，其特征在于：包括电容分压回路、信号采集处理器和数据处理系统，电容分压回路的输出端与第一信号采集处理器的输入端连接，被测电压互感器的输出端与第二信号采集装置的输入端连接，第一信号采集处理器与第二信号采集处理器的输出端与数据处理系统连接，输电导线上的电压信号和被测互感器的电压信号均由各自的信号采集处理系统采集并进行计算处理，得出被测电压互感器的误差情况。然而，该专利仅仅涉及到在带电运行情况下对被测电压互感器进行精度评估，其并不能实现在带电状态下对互感器进行校准。
有鉴于此，本实用新型提出一种互感器在线带电校准装置，以解决上述问题。
发明内容
本实用新型的目的是：提供一种互感器在线带电校准装置，用于互感器的在线带电校准工作，减少由于停电检测带来的损失，同时可获得互感器在线带电条件下的误差数据，提高互感器误差特性测量不确定度水平，为实现电能计量装置的整体在线带电校准打下坚实基础，提高电能计量的准确度。
本实用新型所采用的技术方案是：一种互感器在线带电校准装置，包括电流标准装置、电压标准装置、电流标准装置二次数据采集及发送装置、电压标准装置二次数据采集及发送装置、操作台和数据处理系统、开关设备、阻尼电阻、升降平台、左右微调装置以及移动平台，其特征在于：
除操作台和数据处理系统外，其他设备都安装于移动平台上； 
电流标准装置通过光纤绝缘子支撑柱安装在左右微调装置上，左右微调装置安装在升降平台上，便于调整电流标准装置接入电网系统；电流标准装置的金属外壳或设置的簧片作为电压标准装置的电压接入点；
电压标准装置直接安装于移动平台上，用于校准被测电压互感器；
开关设备借助支架安装于移动平台上，连接电压接入点与电压标准装置，用于控制电压标准装置的接入和断开；
阻尼电阻并联在开关设备两端，当电流标准装置上的电压接入点接入电网系统时，开关设备处于开断状态，阻尼电阻能够限制电压标准装置接入过程中产生的冲击和振荡电流，电压标准装置通过阻尼电阻接入后，开关设备闭合，将阻尼电阻短路；
左右微调装置和升降平台实现对电流标准装置左右和上下位置的控制，均采用有线遥控的方式；
电流标准装置二次数据采集及发送装置安装在电流标准装置下方，完成电流标准装置的二次数据采集及发送，电压标准装置二次数据采集及发送装置放置于电压标准装置旁侧，完成电压标准装置的二次数据采集及发送，数据处理系统内部安装了数据接收装置，负责接收电压标准装置、电流标准装置以及被测互感器的二次数据，通过数据接收装置传输至数据处理系统，由数据处理系统得到相应的校准结果。
如上所述的互感器在线带电校准装置，其特征在于，所述电压标准装置为标准电容分压器、光电互感器或其他能直接接入标准装置。
如上所述的互感器在线带电校准装置，其特征在于，所述电流标准装置为开口电流互感器、纯光纤电流互感器或开口罗氏线圈。
如上所述的互感器在线带电校准装置，其特征在于，所述移动平台为具有动力的移动车辆如改装车、电动车、或需拖拽车厢或骨架。
如上所述的互感器在线带电校准装置，其特征在于，所述左右微调装置为伺服步进电机控制的水平移动平台或直线电机构成的移动平台。
如上所述的互感器在线带电校准装置，其特征在于，所述开关设备为高压隔离开关、高压断路器、高压交流接触器或其他高压开关设备。
如上所述的互感器在线带电校准装置，其特征在于，所述阻尼电阻为高压电阻、高压大容量无感电阻、具有足够绝缘强度的自制水电阻。
如上所述的互感器在线带电校准装置，其特征在于，所述数据接收装置采用基于光纤通信、基于GPRS的无线数据通信、WIFI无线数据传输原理的数据接收装置。
本实用新型的有益效果是：本实用新型相比于现有互感器校准装置及方案的优点是：（1）无需停电即可完成对待测互感器的校准工作；（2）可以得到被测互感器的在线带电误差数据，提高互感器误差特性测量不确定度水平；（3）整套装置配备灵活的机械结构，便于准确控制接入电力系统，同时控制为远程控制，保障操作人员安全。本实用新型特别适用于电力系统内关键、重要变电站内互感器的在线带电校准。
附图说明
图1是本实用新型实施例的互感器在线带电校准装置的结构示意图。
图2是本实用新型实施例的互感器在线带电校准装置的原理示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。
图中标记说明：1－电流标准装置，2－电压标准装置，3－开关设备，4－阻尼电阻，5－电流标准装置二次数据采集及发送装置，6－电压标准装置二次数据采集及发送装置，7－操作台和数据处理系统，8－光纤绝缘子，9－机械操作控制柜，10－左右微调装置，11－升降平台，12－移动平台，13－操作台控制电缆，14-数据接收装置，15－导线，16－被测电流互感器二次数据采集及发送装置，17－被测电压互感器二次数据采集及发送装置。
本实用新型提供的一种互感器在线带电校准装置，包括电流标准装置1、电压标准装置2、电流标准装置二次数据采集及发送装置5、电压标准装置二次数据采集及发送装置6、操作台和数据处理系统7、开关设备3、阻尼电阻4、升降平台11、左右微调装置10以及移动平台12，其特征是：
(1)  除操作台和数据处理系统外，其他设备都安装于移动平台12上，方便灵活，便于变电站内使用。
(2)  电流标准装置1通过光纤绝缘子8支撑柱安装在左右微调装置10上，左右微调装置10安装在升降平台11上，便于调整电流标准装置1接入电网系统。
(3)  电流标准装置1安装于带电导线上的同时，其金属外壳或特殊接触结构作为电压标准装置2的电压接入点。
(4)  电压标准装置2直接安装于移动平台12上，用于校准被测电压互感器。
(5)  开关设备3借助支架安装于移动平台12上，连接电压接入点与电压标准装置2，用于控制电压标准装置2的接入和断开。
(6)  阻尼电阻4并联在开关设备3两端，当电流标准装置1上的电压接入点接入电网系统时，开关设备3处于开断状态，阻尼电阻4可以限制电压标准装置2接入过程中产生的冲击和振荡电流。电压标准装置2通过阻尼电阻4接入后，开关设备3闭合，将阻尼电阻4短路。
(7)  左右微调装置10和升降平台11可实现左右和上下位置的控制，均采用有线遥控的方式，保证操作可靠性及人员安全。
(8)  电压标准装置2、电流标准装置1以及被测的电压、电流互感器的二次数据由二次数据采集及发送装置采集并发送，并通过数据接收装置14传输至数据处理系统，由数据处理系统得到相应的校准结果。
所述电压标准装置2可以为标准电容分压器，光电互感器以及其他可直接接入标准装置。
所述电流标准装置1可以为开口电流互感器，纯光纤电流互感器，开口罗氏线圈等。
所述移动平台12可以为具有动力的移动车辆如改装车，电动车，或需拖拽车厢或骨架。
所述左右微调装置10可以为伺服，步进电机电机控制的水平移动平台、直线电机构成的移动平台等。
所述开关设备3可以为高压隔离开关，高压断路器，高压交流接触器以及其他高压开关设备。
所述阻尼电阻4可以为高压电阻，高压大容量无感电阻，具有足够绝缘强度的自制水电阻等。
所述数据发送和接收装置可以为光纤通信、基于GPRS的无线数据通信、WIFI无线数据传输等原理的数据发送和接收装置。
如图1所示，以110kV电力互感器在线带电校准系统为例，介绍本实用新型实施例的主要装置及设备。
图1为本实用新型的实施案例主要设备简图，在本实施例中，电流标准装置1采用的是开口式标准电流互感器，电压标准装置2采用的是具有110kV电力系统要求绝缘水平的标准电容分压器，开关设备3选用的是110kV高压隔离开关，阻尼电阻4选用的是大阻值的高压电阻，并联在高压隔离开关两端。电流标准装置二次数据采集及发送装置5安装在电流标准装置1下方，完成电流标准装置1的二次数据采集及发送。电压标准装置二次数据采集及发送装置6放置于电压标准装置2旁侧，完成电压标准装置2的二次数据采集及发送。操作台和数据处理系统7内部安装了无线数据接收装置14（图1）。光纤绝缘子8用于支撑电流标准装置1。左右微调装置10采用的是步进电机控制的左右移动平台。升降平台11采用的是固定式液压升降平台，机械操作控制柜9为固定式液压升降平台的液压操控装置。除操作台和数据处理系统7外，所有设备安装在移动平台12上，移动平台选用的是电动拖车。操作台和数据处理系统7通过操作台控制电缆13与移动平台12上的设备相连。在进行相关的检测工作前，根据变电站的实际环境设计整套装置的进站路线及其他实验方案。为保证电动拖车驾驶员的安全。操作台和数据处理系统7需要布置在与电动拖车有足够安全距离的位置，在标准电容分压器接入系统前，数据处理系统需处于关机状态，断开电源。作为接入点的开口式标准电流互感器放置在电动拖车尾端，将电动拖车倒行至接入导线15（图2）下方，通过左右移动平台对标准电流互感器的位置进行微调，使其开口部分对准导线15。之后操作固定式液压升降平台，缓慢将开口式标准电流互感器升高，直至与导线位于电流互感器中心卡口内，同时标准电流互感器外壳设置的簧片与导线接触，通过电动操作机构使开口电流互感器闭合。闭合后，操纵隔离开关闭合，将阻尼电阻4短路，标准电容分压器接入电网系统。在标准电容分压器接入系统后，数据处理系统接通电源，开机。开口式标准电流互感器、标准电容分压器、待测电压互感器和待测电流互感器的二次数据便通过WIFI无线数据传输方式传输到数据处理系统，经数据处理后便可得到相应的校准结果。整套装置退出过程与上述刚好相反，不再赘述，同时被测互感器的二次数据采集、发送装置在图1中并未给出。
图2为互感器在线带电校准装置的原理图。如图，电压标准装置2的输入端通过开关设备3以及与其并联的阻尼电阻4与电流标准装置1的金属外壳连接，电流标准装置1为开口式标准电流互感器，在其中心上升至导线15位置时，控制开口式标准电流互感器闭合，同时标准电流互感器外壳上设置与导线15接触的簧片，在其闭合的同时，电压标准装置2便通过阻尼电阻4接入系统，阻尼电阻4的作用为限制接入过程中的瞬间电流，同时减小电容接入引起的系统过电压。暂态过后闭合开关设备3，即可开始相应的校准工作，电流标准装置、电压标准装置以及被测互感器的二次数据通过光纤或者无线将数据传输到数据处理系统，通过相应的处理，即可得到校准数据。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种互感器在线带电校准装置，包括电流标准装置、电压标准装置、电流标准装置二次数据采集及发送装置、电压标准装置二次数据采集及发送装置、操作台和数据处理系统、开关设备、阻尼电阻、升降平台、左右微调装置以及移动平台，其特征在于：
除操作台和数据处理系统外，其他设备都安装于移动平台上； 
电流标准装置通过光纤绝缘子支撑柱安装在左右微调装置上，左右微调装置安装在升降平台上，便于调整电流标准装置接入电网系统；电流标准装置的金属外壳或设置的簧片作为电压标准装置的电压接入点；
电压标准装置直接安装于移动平台上，用于校准被测电压互感器；
开关设备借助支架安装于移动平台上，连接电压接入点与电压标准装置，用于控制电压标准装置的接入和断开；
阻尼电阻并联在开关设备两端，当电流标准装置上的电压接入点接入电网系统时，开关设备处于开断状态，阻尼电阻能够限制电压标准装置接入过程中产生的冲击和振荡电流，电压标准装置通过阻尼电阻接入后，开关设备闭合，将阻尼电阻短路；
左右微调装置和升降平台实现对电流标准装置左右和上下位置的控制，均采用有线遥控的方式；
电流标准装置二次数据采集及发送装置安装在电流标准装置下方，完成电流标准装置的二次数据采集及发送，电压标准装置二次数据采集及发送装置放置于电压标准装置旁侧，完成电压标准装置的二次数据采集及发送，数据处理系统内部安装了数据接收装置，负责接收电压标准装置、电流标准装置以及被测互感器的二次数据，通过数据接收装置传输至数据处理系统，由数据处理系统得到相应的校准结果。
2.根据权利要求1所述的互感器在线带电校准装置，其特征在于，所述电压标准装置为标准电容分压器或光电互感器。
3.根据权利要求1所述的互感器在线带电校准装置，其特征在于，所述电流标准装置为开口电流互感器、纯光纤电流互感器或开口罗氏线圈。
4.根据权利要求1所述的互感器在线带电校准装置，其特征在于，所述移动平台为具有动力的移动车辆如改装车、电动车、或需拖拽车厢或骨架。
5.根据权利要求1所述的互感器在线带电校准装置，其特征在于，所述左右微调装置为伺服步进电机控制的水平移动平台或直线电机构成的移动平台。
6.根据权利要求1所述的互感器在线带电校准装置，其特征在于，所述开关设备为高压隔离开关、高压断路器或高压交流接触器。
7.根据权利要求1所述的互感器在线带电校准装置，其特征在于，所述阻尼电阻为高压电阻、高压大容量无感电阻、具有足够绝缘强度的自制水电阻。
8.根据权利要求1所述的互感器在线带电校准装置，其特征在于，所述数据接收装置采用基于光纤通信、基于GPRS的无线数据通信、WIFI无线数据传输原理的数据接收装置。
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