電壓互感器誤差現場檢定裝置

趙 昕

(山西省機電設計研究院有限公司，山西 太原 030009)

0 引言

電壓互感器是發電廠、變電所等輸電、供電系統中不可缺少的一種電器。根據變換電壓時所產生的誤差確定電壓互感器的準確等級。精度高的電壓互感器，主要用于實驗室，配合標準表擴大量限，進行電壓、功率和電能的精密測量；或者作為標準，用來檢驗低標準、低準確度的電壓互感器，也可以與標準表配合，用來檢驗相應的儀表。

電壓互感器誤差檢定通常采用測差法，即被檢電壓互感器二次接有負荷(由電壓負荷箱提供)，與同電壓比的標準電壓互感器進行比較，由升壓器給二者提供一次電壓，二者的二次差壓輸入校驗儀，校驗儀測出被檢電壓互感器相對于標準電壓互感器的誤差，根據誤差數據確定被檢電壓互感器的準確度。采用這種檢定方法，需要有高壓電源設備、相同電壓比的標準電壓互感器和電壓負荷箱。當一次電壓大于6 kV時，所需高壓電源設備和標準電壓互感器體積較大，一次接線也比較繁瑣且有一定危險性，在現場檢定高壓電壓互感器有很大困難,本文介紹的一種電壓互感器誤差現場檢定裝置就是為解決這一問題開發的。

1 電壓互感器誤差現場檢定裝置工作原理

電壓互感器現場檢定裝置是基于趙修民教授級高級工程師于20世紀80年代提出的利用低壓標準電壓互感器測定高壓電壓互感器即“高壓外推法”的理論[1-3]，將外推點電壓(即低壓標準的電壓)由20%額定電壓降低為16.2%～0.9%額定電壓(相應于6 kV～110 kV)，并通過微機式校驗儀和相應的軟硬件研制而成[4]。這種新原理電壓互感器檢定裝置，通過在低壓狀態下測量被檢電壓互感器外推點的誤差和相關參數，只要在其二次端輸入相應的電壓，就可直接外推并測試和顯示被檢電壓互感器在20%額定電壓或80%～120%額定電壓和在額定負荷以及下限負荷狀態下的誤差，這種電壓互感器現場檢定裝置特別適用于高壓電壓互感器誤差的現場檢定。

電壓互感器現場檢定裝置采用“高壓外推法”在低電壓狀態下測量電壓互感器的誤差及有關參數，通過微機控制和一系列運算，達到與原先所使用互感器校驗儀一樣的效果，可以直接顯示被檢電壓互感器誤差，從而使現場電壓互感器的誤差檢定無需有關設備以及高壓連接導線(只有被檢電壓互感器的高壓端處于高壓)，而只需要帶上一臺這種輕便的電壓互感器現場檢定裝置就可實現，使得電壓互感器現場檢定更加方便、快捷和安全。

2 電壓互感器現場檢定裝置主要組成和用途

電壓互感器現場檢定裝置由標準電壓互感器、調壓器、升壓器、電壓負荷箱和微機式互感器校驗儀組成。1 kVA電子源調壓器和0.05級標準電壓互感器用來提供合適的電源電壓和電壓標準，微機式校驗儀可以輸入二次負荷容量及功率因數，并在低壓或低壓側測量電壓互感器誤差及其有關參數，經過微機運算，直接顯示被檢電壓互感器在額定負荷下的誤差，并在20%、50%、80%、100%和120%額定電壓下，列表顯示額定負荷和下限負荷的誤差讀數。

3 測試流程

3.1 測試接線

圖1為測量互感器誤差和相關參數接線示意圖，圖2為檢定互感器誤差接線示意圖[5]，在進行測試前，務必按接線圖正確接線。

圖1 測量互感器誤差和相關參數線路

圖2 檢定互感器誤差線路

3.2 選擇參數

如果屏幕顯示的參數不是當前可用參數，可以選擇相應的參數框進行修改，點擊相應參數框，這時原有的數值反色顯示，通過屏幕“↑”或“↓”鍵，選擇所需參數值。參數選擇完畢，按“確定”鍵，屏幕顯示回到初始狀態。如果屏幕顯示不在初始狀態，按“復位”鍵。修改完畢點擊“確定”進行下一項。

3.3 測量誤差和參數

3.3.1 啟動測試

按圖1確保接線正確后，按“啟動”按鈕，接通線路電源，點擊“測量”鍵，進入程序1“測量”。屏幕顯示測量數值比值差f(%)、相位差δ(′)值；百分表(%)顯示被檢電壓互感器在該電壓百分數下相對于標準電壓互感器的空載誤差。

3.3.2 判斷互感器變比和接線正確性

裝置自動升電壓，屏幕顯示二次電壓與一次電壓的比值百分數：f(%)和δ(′)。在2%Un(額定電壓)下，算出電壓比，與被檢電壓互感器相比較。同時開始自動判斷接線是否正確，如被檢電壓互感器接線錯誤或變比選擇設置錯誤，則裝置鳴笛提醒，裝置停止工作，調壓器自動退回零位。錯誤提示有以下4種:

(1) 當設定選擇參數與被試電壓互感器變比不同時，屏幕提示：“變比錯”。

(2) 當被檢電壓互感器極性接反時，屏幕提示：“極性反”。

(3) 當被檢電壓互感器一次或二次開路(包括二次短路)時，屏幕提示：“開路或變比錯”。

(4) 其他錯誤(包括接線錯誤或局部短路)，屏幕提示：“變比錯”。

3.3.3 測試工作

如接線和電壓比正確，裝置正常工作，屏幕顯示被檢電壓互感器的誤差數值：f(%)和δ(′)。升電壓至50%Un和100%Un時，裝置分別發出“嘟”聲，并記下所測電壓互感器的誤差值。測試完畢后，裝置自動降電壓，裝置仍然顯示被檢電壓互感器的誤差數值：f(%)和δ(′)，并對測試結果進行判斷和提示。如果測試的參數正確，則提示：“按圖2方式接線……” 。

3.4 檢定電壓互感器誤差

3.4.1 接線

按裝置“停止”按鈕，切斷電源后，按圖2(如有其他二次繞組接電壓負荷箱的，應將負荷箱切除)改接線路。

3.4.2 測試工作

3.4.3 重新測試

如果需要重復程序2檢定，按“測量”鍵，表格中的原始數據仍然存在。再次開始程序2檢定時，測試結果將原有數據覆蓋，保留新數據。 如果需要重新測量，按“復位”鍵，按圖1接線，確認接線無誤后，按“測量”鍵，重新按上述步驟操作。

3.5 數據處理

3.5.1 數據保存

每測完一組數據，如需要保存，點擊“保存”鍵，屏幕彈出小鍵盤，鍵入需保存的編號、序號，再次點擊“保存”鍵，數據即存入相應的表格中。

3.5.2 查詢和通訊

按“查詢”鍵，進入測量數據查詢，鍵入相應序號，可將已儲存的數據調出。若想將查到的數據傳給計算機，則按“通訊”鍵，在計算機連接好并啟動了專用軟件時，數據傳輸完成。

3.5.3 清除

在查詢過程中，如需要清除某組數據，按“刪除”鍵，表格中的數據清空成為空白表格。

3.6 注意事項

(1) 被檢電壓互感器的高壓側X端鈕和外殼接地端鈕一定要絕對可靠接地。

(2) 由圖1接線方式改接為圖2接線方式時，一定要切斷總電源后進行；檢查線路接線正確后才可以按“檢定”鍵，以確保人身安全。

(3) 裝置應保持常溫，不受烘烤、冷凍或陽光直射，以免影響液晶屏幕顯示。

(4) 嚴禁將裝置的A、X端鈕接被檢電壓互感器的二次端，否則高壓端將產生5倍～10倍的高電壓，危及人身和設備的安全。

(5) 禁止帶電插拔裝置與計算機之間的通訊線，裝置用三芯電源線接地或后面板接地柱直接接地。

(6) 裝置保險絲為4 A，當裝置的容量超過800 VA，將自動切斷電源。

4 結論

通過大量實驗和檢定工作，結果表明利用此裝置檢定電壓互感器的綜合誤差小于被檢互感器誤差限值的1/3，滿足檢定電壓互感器的相關規定和要求。該裝置確實簡化了工作現場大電流導線的聯接困難，可以減少大容量電流標準的使用，減輕測試人員的勞動強度，提高檢定工作效率，消除諸多安全隱患，將繁瑣復雜的現場測試工作變得簡便快捷準確，填補了行業空白，得到了專家、學者、同行和客戶的廣泛好評。