淺析適用于變電站微小二次電流測量的輔助工具

鐘寶華

（廣東電網有限責任公司河源供電局，廣東河源517000）

0 引言

繼電保護專業是變電站二次設備運維的主體，擔負著快速隔離電網故障、保證電網穩定的責任。而對于電流回路的帶負荷測試作為繼電保護專業班組驗收的重要步驟，亦是測試電流回路正確性、完整性的主要測試手段，對于保證繼電保護裝置正確動作至關重要。基于電網運行方式的影響，轉供能力有限，一次負荷電流小導致二次電流也很小，從而無法進行準確地幅值相位核對。該問題長期困擾著繼電保護從業人員，亟待解決。故本文擬利用電磁感應原理，發明了一個適用于變電站微小二次電流測量的輔助工具，有望大大改善這種困境，提高電網的運維水平。

1 制作原理

鉗形相位表是二次回路帶負荷測試的常用工具，其主要由一只電磁式電流表和穿心式電流互感器組成，當穿過鉗型鐵芯的導線有交流電流通過時，這一匝線圈產生了交變磁場，在二次回路中產生了感應電流，電流的大小和一次電流的比例，相當于電流互感器一次和二次線圈的匝數的反比。通過測量二次電流的大小，同時與基準二次電壓比較來確定相位，判斷電流回路的幅值相位是否準確。

基于此測量原理，本文運用在電流回路串入繞線的方式增加電磁感應的倍數，即在用鉗型電流表測量時增加載流導線匝數，從而成倍地放大感應磁場，此時鉗型電流表測量的電流值除以匝數就是載流導線的實際電流。

2 實物介紹

為了實現上述目的，本文采用的技術方案是：研制一種適用于變電站微小二次電流測量的輔助工具，工具的結構示意如圖1所示，包括固定支架以及設于固定支架上的具有固定匝數的絕緣線圈，固定支架上還設有固定插頭，絕緣線圈設有第一端頭以及第二端頭，分別與固定支架一頭連接，而固定支架的另一頭與移動插頭跟固定插頭連接。

詳細結構介紹：絕緣線圈由絕緣導線繞制而成，絕緣線圈與固定支架的連接處澆注有環氧樹脂。環氧樹脂的設置可以保護以及加固絕緣線圈，防止測量輔助工具在使用或者搬運的過程中，絕緣線圈出現變形或者位移，引起測量誤差。固定插頭通過螺紋結構與固定支架相連。固定插頭與固定支架相連，可以根據測量需要快速更換不同規格尺寸的固定插頭。固定插頭與固定支架的連接處為第一連接點、第二連接點。第二連接點與第一端頭連接，保證了絕緣線圈與固定插頭之間的可靠連接。導線的一端與活動插頭相連，導線的另一端通過螺紋結構固定在固定支架上并與第二端頭相連。這種設置保證了活動插頭、導線以及絕緣線圈之間的可靠連接，防止在使用過程中，導線與絕緣線圈的第二端頭脫離。固定插頭以及活動插頭上均設置有保護套，防止在不使用時，固定插頭、絕緣插頭被空氣氧化或者在運輸過程中磨損而引起導電性能下降。

圖1 工具結構示意圖

3 具體實施方法

圖2是簡單描繪的變電站保護屏的電流回路原理圖。

圖2 保護屏電流回路示意圖

下面筆者結合圖1和圖2對該工具的使用進行詳細說明。繞制的固定匝數的線圈固定于支架上，并采用環氧樹脂澆注，環氧樹脂起到固定及保護線圈的作用，線圈的一端連接于活動插頭上，另一端連接于固定插頭上，固定插頭通過螺絲固定于支架上，活動插頭通過軟線與線圈連接，插頭可以直接插于繼電保護屏的端子排連接插孔上。

本工具的具體應用過程如下：

（1）用萬用表的“歐姆檔”檢查工具的固定插頭和活動插頭的導通性良好，確認不會造成電流互感器二次開路；

（2）先將線圈的固定插頭插接在端子排連接孔1上，再將活動插頭插接在端子排的連接孔2上，可靠連接并保證二次電流回路不會開路，即可將端子排的連接片拉開，這樣二次電流就經線圈再進入保護裝置；

（3）通過鉗形電流表可以方便地測量出總的線圈流過電流的大小，實際的電流大小為測量出的總電流大小除以線圈的匝數，這樣就可以測量出準確的微小二次電流；

（4）測量結束后，恢復端子排的連接片，先拔出活動插頭，再拔出固定插頭。

4 技術關鍵點和創新點

本文研究的適用于微小二次電流測量的輔助工具在應用上相比于以往無此工具時的測量情況，共有3個技術關鍵點和創新點，具體如下：

（1）通過在二次電流回路串入設計好的固定匝數線圈，鉗型電流表測量流過線圈的電流，達到測量微小二次電流的目的；

（2）通過合理設計連接端子，實現在保證二次電流回路不開路的情況下，可靠地接入固定匝數的線圈；

（3）為了適用于測量不同大小的二次電流，可設計出一套具有不同匝數的標準線圈。

5 結語

本文筆者針對變電站繼電保護從業人員在電流回路驗收工作中遇到的問題，發明了一種變電站微小二次電流測量的輔助工具，可以在電力系統一次負荷電流很小的情況下，通過該工具能夠準確測量出微小的二次電流，極大地提高了工作效率，避免了主網轉供電的長時間等待。下一步將會繼續完善該工具，研制出微小二次電流測量成套輔助工具，在成套輔助工具中配備不同匝數的多型號電流線圈，以適用于不同需求的微小二次電流測量，成為變電站繼保班組的標準化作業工具。