互感器極性智能檢測系統設計

李曉青 孫志強 王小會 李慧玲

摘? 要：互感器可以實現大電壓、大電流信號向小電壓、小電流信號的轉換。互感器接線是否正確，對電力系統實現可靠監控、保護有十分重要的意義。文章針對目前應用直流法進行互感器極性檢測時實施過程繁瑣、勞動強度大、工作效率低，容易產生誤判等問題，提出了一種基于單片機的互感器極性智能檢測方法，該方法通過對激勵電源及互感器二次側數據的快速、高精度處理，實現對互感器極性的初步檢測，單片機根據極性檢測電路輸出的結果，判定電流互感器的極性，對檢測結果進行語音、LCD提示，并可通過網絡進行遠距離傳輸。實驗表明：該方法可以準確、快速、便捷的檢測互感器的極性。

關鍵詞：互感器;極性檢測;硬件設計;軟件設計;樣機研制

中圖分類號：TM451 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）11-0034-02

Abstract： The transformer can realize the conversion from high voltage and high current signal to small voltage and small current signal. Whether the transformer connection is correct or not is of great significance to the realization of reliable monitoring and protection of power system. In order to solve the problems of tedious implementation process， high labor intensity， low working efficiency and easy misjudgment in the application of DC method to transformer polarity detection， an intelligent transformer polarity detection method based on single chip microcomputer is proposed in this paper. In this method， the polarity of the transformer is preliminarily detected by fast and high precision processing of the data of the excitation power supply and the secondary side of the transformer， and the polarity of the current transformer is determined by the single chip microcomputer according to the output result of the polarity detection circuit. The detection results are prompted by voice and LCD， and can be transmitted over a long distance through the network. The experimental results show that this method can detect the polarity of transformer accurately， quickly and conveniently.

Keywords： transformer; polarity detection; hardware design; software design; prototype development

1 概述

互感器可以實現大電壓、大電流信號向小電壓、小電流信號的轉換?；ジ衅鹘泳€是否正確，對電力系統實現可靠監控、保護有十分重要的意義[1，2]。特別地，電流互感器用于繼電保護裝置時，要求電流互感器有“+”、“-”兩種不同的極性配置，以保證繼電保護裝置正確動作。變電所繼保裝置新安裝、對互感器實行大修或更換后，都需要對互感器極性進行檢測，如果極性有誤，會出現保護裝置誤動作或拒動作，造成嚴重后果。

為避免互感器的極性接反，提高電力系統可靠性，就需要確定互感器一次繞組和二次繞組的同名端。傳統互感器極性通常采用萬用表“點極性”來確定。傳統的這種檢驗方法，存在如下缺點：（1）肉眼觀察指針存在誤差：傳統方法通過肉眼觀察表的指針，以判斷電流互感器極性，由于存在指針動作不明顯或指針變化過大的情況，因此容易造成誤判斷;（2）傳統方法使用元器件較多且接線復雜，工作效率低下。傳統方法判斷電流互感器極性使用的元器件有：指針式萬用表、干電池、二次線等，由于元器件較多和體積較大，會消耗較多的人力、時間。（3）“點極性”法對現場檢測人員專業素質有較高要求，必須具備一定的電氣知識。該方法不夠智能，檢測人員如果溝通有誤，會影響檢測結果。為此，本文提出了一種基于單片機的互感器極性智能檢測方法，該方法以單片機為核心，通過極性測量電路、語音提示電路和LCD顯示電路與單片機之間的互相配合可以準確、快速、便捷的檢測互感器的極性。

2 系統總體方案設計

變電站互感器極性智能檢測系統的整體結構如圖1所示：該系統主要由單片機、電源電路、晶振電路、復位電路、極性測量電路、語音提示電路、LCD顯示電路和串口WIFI電路組成。極性測量電路主要由一次側激勵電源電路和二次側極性檢測電路組成。互感器極性檢測的結果由語音提示電路和LCD顯示電路在測試現場直觀的輸出，也可以通過串口WIFI電路，借助于網路傳送到遠距離的手機上。