标准互感器检定系统能力提升项目可行性研究

时间：2024-08-31

范建勇

(山西省机电设计研究院有限公司，山西太原 030009)

1 国内标准互感器检定系统现状

传统标准互感器设备硬件自身承载能力接近最初设计上限，现有软件、硬件都得不到更新，故障频发，处理能力和运行速度严重不足，经常导致测试数据失准；同时原装置为手动操作，人工记录数据，人工计算误差大，工作效率低，容易导致误差计算错误。用作标准器的互感器，变比范围广，等级要求不同，在实际检定中会出现接错线的情况；而且对同一台标准器不同变比的检定过程中，因每次接线时操作人员不一定相同，接触也不一定良好，可能会导致同一台被检互感器误差测试不准确，例如可能会出现合格的互感器被检为不合格的现象。采用标准互感器检定系统可以提高工作效率，减小测量过程的不确定性，在同一条件下进行全面检定，大大提高了互感器测试的准确性。

通过本项目的研究能够对配电网中不同等级的电压电流互感器开展校验工作，保证现场电流/电压互感器的准确度，确保变电站一次设备和二次设备的安全可靠运行。

2 国内标准互感器检定系统理论研究现状

早期,电磁式电压互感器的检定通常采用比较法。随着电网建设的高速发展,电磁式电压互感器现场运行规模不断扩大,传统比较法逐渐暴露出其局限性。鉴于此,20世纪80年代起,国内外开始了电磁式电压互感器检定新方法的研究。1985年赵修民[1]提出了一种根据低电压参考点的误差以及一次励磁电流的变化曲线计算高压电压互感器误差的方法,即“低校高”法。目前,基于不同原理的电磁式电压互感器检定装置在国内互感器生产企业、电力部门和科研院所得到了一定的推广和应用。

本项目依据互感器工作原理，应用间接法检测互感器误差，实现现场互感器向更高精度的溯源，整个系统校验精度达到0.002级，并进行测量不确定度评定，研究多台互感器同时校验，并进行数据处理、运算及通信，实现互感器误差及时显示、智能诊断、故障预警等。

3 标准互感器检定系统项目研究内容和实施方案

本项目主要针对准确等级为0.5级～0.01级的互感器，应用互感器信息采集技术对试品进行资产录入、数据校验与上传，通过FPGA数控技术实现标准器和被试品接线的一次完成，及误差校验的自动测试与数据存储上传，即一键完成自动接线、自动校验、数据管理，以及试品运行状态和运行寿命的预测。该项目的完成可大大缩短互感器的测试时间，减少人工校验的失误，提高测试的准确度，完善送检试品的档案管理，能够准确判断试品数据的线性度和未来误差数据的变化规律。

标准互感器检定系统满足采样点1%之内工作点的捕捉精度要求，自动采集数据，并自动计算对应点的变差，自动完成误差测试；采用Moute Carlo法对各种互感器的比例进行了统计，并形成自动接线的模型，变比切换、自动控制全程由上位机和控制接线装置完成，减少了接错率，提高了测试效率。考虑到系统自带升流器与外置升流器及小变比双级标准等多种情况，本系统升流方法可自由切换，基本涵盖大部分升流情况和变比范围。其自动接线部分操作简单，无需对应铭牌核对变比，只需将一次接线端和二次接线端对应接到辅助接线台接线面板即可。实现全自动接线后，所有变比都在统一的接线模式下完成，对同一测试点变比的稳定性有了保障；系统具有良好的扩展性，对于不同的互感器，接线方式具有唯一性，能够针对不同被试品和多变比进行无限扩展；系统具有良好的经济性和实用性，系统无需更换主标准器和原有校验设备，在原有基础上即可完成升级改造；充分考虑了接线装置的机械振动、电磁干扰等外界因数对系统的影响，并做出相应处理，采取相应措施，大大提高了系统的稳定性和可靠性；系统校验软件和控制软件采用G语言编程，人机对话和控制系统交互灵活，平台开放。标准互感器校验台中的调压器采用三个互感器协同工作，在保证容量的条件下增加其细度；可通过微机控制电流电压输出幅值、相位，能够自动控制升流升压速度，幅度调节；可程控自动调压，并实时显示输出电压、电流；采用工业级元器件，各功能模块均采用冗余设计，且硬件设备实现数字化；可联机控制，实现了电源的智能调节；具备在5%额定电流点判断“极性反、变比错、越限”等错误报警，并给出正确变比和误差值。