標準互感器檢定系統能力提升項目可行性研究

范建勇

(山西省機電設計研究院有限公司，山西 太原 030009)

1 國內標準互感器檢定系統現狀

傳統標準互感器設備硬件自身承載能力接近最初設計上限，現有軟件、硬件都得不到更新，故障頻發，處理能力和運行速度嚴重不足，經常導致測試數據失準；同時原裝置為手動操作，人工記錄數據，人工計算誤差大，工作效率低，容易導致誤差計算錯誤。用作標準器的互感器，變比范圍廣，等級要求不同，在實際檢定中會出現接錯線的情況；而且對同一臺標準器不同變比的檢定過程中，因每次接線時操作人員不一定相同，接觸也不一定良好，可能會導致同一臺被檢互感器誤差測試不準確，例如可能會出現合格的互感器被檢為不合格的現象。采用標準互感器檢定系統可以提高工作效率，減小測量過程的不確定性，在同一條件下進行全面檢定，大大提高了互感器測試的準確性。

通過本項目的研究能夠對配電網中不同等級的電壓電流互感器開展校驗工作，保證現場電流/電壓互感器的準確度，確保變電站一次設備和二次設備的安全可靠運行。

2 國內標準互感器檢定系統理論研究現狀

早期,電磁式電壓互感器的檢定通常采用比較法。隨著電網建設的高速發展,電磁式電壓互感器現場運行規模不斷擴大,傳統比較法逐漸暴露出其局限性。鑒于此,20世紀80年代起,國內外開始了電磁式電壓互感器檢定新方法的研究。1985年趙修民[1]提出了一種根據低電壓參考點的誤差以及一次勵磁電流的變化曲線計算高壓電壓互感器誤差的方法,即“低校高”法。目前,基于不同原理的電磁式電壓互感器檢定裝置在國內互感器生產企業、電力部門和科研院所得到了一定的推廣和應用。

本項目依據互感器工作原理，應用間接法檢測互感器誤差，實現現場互感器向更高精度的溯源，整個系統校驗精度達到0.002級，并進行測量不確定度評定，研究多臺互感器同時校驗，并進行數據處理、運算及通信，實現互感器誤差及時顯示、智能診斷、故障預警等。

3 標準互感器檢定系統項目研究內容和實施方案

本項目主要針對準確等級為0.5級～0.01級的互感器，應用互感器信息采集技術對試品進行資產錄入、數據校驗與上傳，通過FPGA數控技術實現標準器和被試品接線的一次完成，及誤差校驗的自動測試與數據存儲上傳，即一鍵完成自動接線、自動校驗、數據管理，以及試品運行狀態和運行壽命的預測。該項目的完成可大大縮短互感器的測試時間，減少人工校驗的失誤，提高測試的準確度，完善送檢試品的檔案管理，能夠準確判斷試品數據的線性度和未來誤差數據的變化規律。

標準互感器檢定系統滿足采樣點1%之內工作點的捕捉精度要求，自動采集數據，并自動計算對應點的變差，自動完成誤差測試；采用Moute Carlo法對各種互感器的比例進行了統計，并形成自動接線的模型，變比切換、自動控制全程由上位機和控制接線裝置完成，減少了接錯率，提高了測試效率。考慮到系統自帶升流器與外置升流器及小變比雙級標準等多種情況，本系統升流方法可自由切換，基本涵蓋大部分升流情況和變比范圍。其自動接線部分操作簡單，無需對應銘牌核對變比，只需將一次接線端和二次接線端對應接到輔助接線臺接線面板即可。實現全自動接線后，所有變比都在統一的接線模式下完成，對同一測試點變比的穩定性有了保障；系統具有良好的擴展性，對于不同的互感器，接線方式具有唯一性，能夠針對不同被試品和多變比進行無限擴展；系統具有良好的經濟性和實用性，系統無需更換主標準器和原有校驗設備，在原有基礎上即可完成升級改造；充分考慮了接線裝置的機械振動、電磁干擾等外界因數對系統的影響，并做出相應處理，采取相應措施，大大提高了系統的穩定性和可靠性；系統校驗軟件和控制軟件采用G語言編程，人機對話和控制系統交互靈活，平臺開放。標準互感器校驗臺中的調壓器采用三個互感器協同工作，在保證容量的條件下增加其細度；可通過微機控制電流電壓輸出幅值、相位，能夠自動控制升流升壓速度，幅度調節；可程控自動調壓，并實時顯示輸出電壓、電流；采用工業級元器件，各功能模塊均采用冗余設計，且硬件設備實現數字化；可聯機控制，實現了電源的智能調節；具備在5%額定電流點判斷“極性反、變比錯、越限”等錯誤報警，并給出正確變比和誤差值。

4 結束語

標準互感器檢定系統項目的成果推廣，可以產生以下幾個方面的效益：

(1) 降低了互感器校驗的成本。

(2) 提高了現場校驗的工作效率，降低了工作人員的勞動強度。

(3) 現場工作的安全性大大提高。該系統只需在較低的電壓下運行，只要符合現場的安全操作規范即可安全運行，大大提高了工作的安全性。

(4) 全面提升了工作人員的現場檢測技術和水平。