電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及誤差的研究

【摘要】電子式互感器是應(yīng)電力行業(yè)發(fā)展而產(chǎn)生的一種非常規(guī)設(shè)備，為了使其更好地服務(wù)于電力行業(yè)在其使用前對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的調(diào)試是非常必要的。文章就其調(diào)試的原理、設(shè)備以及在調(diào)試中遇到的問題進(jìn)行了分析與研究，對(duì)于其檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的完善提供了實(shí)踐依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】電子式互感器;測(cè)試原理;主要問題

一、前言

電子式互感器的各項(xiàng)指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)決定著電網(wǎng)是否能夠安全運(yùn)行，如果其各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，符合電網(wǎng)運(yùn)行的需要，機(jī)電保護(hù)裝置就會(huì)準(zhǔn)確動(dòng)作、計(jì)量裝置也能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行計(jì)量，否則就會(huì)影響這些裝置的穩(wěn)定性，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響。所以要在電子式互感器在投入使用之前對(duì)其各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，及早發(fā)現(xiàn)問題并針對(duì)這些問題進(jìn)行了科學(xué)的研究，探索了電子式互感器的校準(zhǔn)技術(shù)以及方法，并對(duì)常見問題提出了科學(xué)的解決方案。

二、傳統(tǒng)互感器的不足

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步促使我國的供電設(shè)備以及技術(shù)也不斷的更新，電網(wǎng)的容量也越來越大，舊有的電網(wǎng)也被智能電網(wǎng)所取代，電力系統(tǒng)正在向著自動(dòng)化、數(shù)字化、微機(jī)化的方向發(fā)展，而傳統(tǒng)的互感器由于其自身的缺陷已經(jīng)不能夠滿足電網(wǎng)發(fā)展，其設(shè)備缺陷主要表現(xiàn)在以下幾方面：

（一）智能電網(wǎng)的多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)與傳統(tǒng)的電網(wǎng)有很大的不同。而且傳統(tǒng)的互感器在使用的時(shí)候極易發(fā)生鐵磁諧振，從而影響電力設(shè)備的正常運(yùn)行使電力設(shè)備受到損壞;

（二）油紙絕緣是大多數(shù)傳統(tǒng)互感器使用的絕緣方式。使用這種絕緣方式的互感器極易發(fā)生油易燃事故;

（三）電流互感器的線性度非常低。所以當(dāng)線路發(fā)生短路的時(shí)候很容易飽和;

（四）造價(jià)高、絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大是傳統(tǒng)的互感器所具有的缺點(diǎn)。不僅如此隨著電壓等級(jí)的升高傳統(tǒng)互感器的造價(jià)與體積也會(huì)隨之增加。

由于以上原因傳統(tǒng)的互感器已經(jīng)不能適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展的要求，而電子式互感器的出現(xiàn)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)互感器的缺點(diǎn)，適應(yīng)智能電網(wǎng)運(yùn)行的需要，對(duì)智能電網(wǎng)的應(yīng)用與普及起到了積極的促進(jìn)作用。電子式互感器在智能電網(wǎng)中擔(dān)負(fù)著計(jì)量與測(cè)量的任務(wù)，它屬于非常規(guī)互感器，為了其在電網(wǎng)運(yùn)行中能夠發(fā)揮正常的作用，在正式使用之前必須進(jìn)行設(shè)備的調(diào)試以及進(jìn)行有關(guān)誤差性能的試驗(yàn)。

三、電子式互感器的測(cè)試原理

為了便于理解其測(cè)試原理整理成圖1所示的形式，使大家能夠直觀的看到其測(cè)試依據(jù)。

圖1 測(cè)試原理圖

從圖1中我們可以看出檢測(cè)待測(cè)互感器的各項(xiàng)指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)是通過與標(biāo)準(zhǔn)互感器的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行比較所得到來的，具體的操作步驟是：第一，首先向標(biāo)準(zhǔn)互感器與待測(cè)互感器提供足夠的一次電流與電壓，這些電壓與電流信號(hào)經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)互感器之后會(huì)被其轉(zhuǎn)換成二次測(cè)信號(hào)，而轉(zhuǎn)換后的二次測(cè)信號(hào)進(jìn)入到電子式互感器校驗(yàn)儀后由校驗(yàn)儀測(cè)得的信號(hào)會(huì)被作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。而一次電流或電壓進(jìn)入待測(cè)互感器之后經(jīng)由電流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)或者是信號(hào)經(jīng)分壓器系統(tǒng)，并且經(jīng)過其進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、采集以后進(jìn)行了下一步驟進(jìn)入到合并單元中，然后由合并單元進(jìn)入到電子式互感器校驗(yàn)儀轉(zhuǎn)換成為被測(cè)信號(hào)，并把由待測(cè)互感儀中獲得的被檢測(cè)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)互感器中獲得的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)相互比較，通過比較得出相角誤差與比值誤差就可以準(zhǔn)確的判斷出待測(cè)互感器的各項(xiàng)性能指標(biāo)。

四、校驗(yàn)設(shè)備以及接線研究

目前電子式互感器可以分為兩大類那就是電子式電壓互感器與電子式電流互感器，我們以電流式互感器的性能測(cè)試作為例子，對(duì)電子式互感器的測(cè)試過程進(jìn)行初步的了解，電流式互感器的測(cè)試接線圖如圖2所示。

圖2 電流互感器測(cè)試接線圖

表1 電子式互感器參數(shù)

本次測(cè)試中使用的電子式互感器的型號(hào)為國電南自PSET6125VTDH與PSET6125CTDH，而這次測(cè)試中使用的校驗(yàn)儀是凌創(chuàng)電氣出產(chǎn)的NT4070型電子式互感器穩(wěn)態(tài)校驗(yàn)儀器，這種儀器符合國家規(guī)定的檢驗(yàn)裝置的測(cè)量誤差小于被檢測(cè)的電子式互感器誤差值得十分之一的相關(guān)規(guī)定。符合檢測(cè)要求。其具體參數(shù)如表1所示。

五、調(diào)試中遇到的主要問題及對(duì)相關(guān)問題的探索

（一）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的主要項(xiàng)目

新型的電子式互感器雖然在輸出方式以及工作原理方面與傳統(tǒng)的互感器有很大的差別，但是其在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上卻大致相同，只是在試驗(yàn)的內(nèi)容方面區(qū)別比較明顯，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要有以下幾方面：

1.互感器電流誤差整定。

2.絕緣電阻的測(cè)量。

3.二次繞組短時(shí)工頻耐壓試驗(yàn)。

4.外觀檢查。

5.額定參數(shù)的核定。

6.檢查試驗(yàn)環(huán)境。

最后根據(jù)以上內(nèi)容得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。

（二）電流互感器的試驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)的第一步是將本次試驗(yàn)使用的主要設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的一次端子、升流器、以及電子式電流互感器的一次端子連接起來，使他們之間形成一個(gè)閉合的的電路。第二部將HEWD-1型電子式互感器校驗(yàn)儀與準(zhǔn)備測(cè)試的電流互感器以及標(biāo)準(zhǔn)電流互感器連接在一起，以便這兩個(gè)設(shè)備的二次輸出進(jìn)入到WD-1型電子式互感器校驗(yàn)儀中。實(shí)驗(yàn)的過程中參考A/D轉(zhuǎn)換器與電流互感器會(huì)接收到電子式互感器校驗(yàn)儀中的同步脈沖發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的二次輸出經(jīng)過參考A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后是衡量被調(diào)試的電流互感器的各項(xiàng)性能是否標(biāo)準(zhǔn)的重要指標(biāo)，被調(diào)試的電流互感器的二次輸出的比照標(biāo)準(zhǔn)。最后每個(gè)測(cè)量點(diǎn)都要被調(diào)壓器的測(cè)量功能所覆蓋，而對(duì)于采樣數(shù)據(jù)實(shí)行有效分析的工作則由專門的數(shù)字信號(hào)校驗(yàn)系統(tǒng)軟件完成。

表2 電子式電流互感器參數(shù)

（三）測(cè)量的局限性

在對(duì)電子式互感器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的時(shí)候，普通的調(diào)試設(shè)備一般很難將調(diào)試需要一次回路電流提升到測(cè)試需要的額定電流值，這主要是由于在檢測(cè)中一次連接所使用的導(dǎo)線比較長，而且由于需要的電源容量也非常大，所以升流極為困難。而對(duì)于一次母線被封閉在金屬管體內(nèi)的GIS式互感器來說，這個(gè)問題尤為突出。由于這套設(shè)備無法利用一次導(dǎo)線完成對(duì)電子式電流互感器一次側(cè)的連接，所以只能使用與電子式電流互感器的接地金屬體以及位于其兩端的接地刀閘相互連接形成一次回路。這種連接方式受接地金屬體的限制極大，如果使用不當(dāng)就會(huì)使接地金屬體燒壞影響檢測(cè)，所以在使用中只能在不燒壞接地金屬體的對(duì)一次性電流進(jìn)行升高。綜上所述對(duì)電子式互感器的檢測(cè)只能在現(xiàn)有的條件下進(jìn)行。其具體參數(shù)如表2所示：

（四）現(xiàn)有的檢定標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程的局限性

雖然在電子式互感器的檢測(cè)方面已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)以及國家標(biāo)準(zhǔn)，但是由于這些標(biāo)準(zhǔn)在制定的過程中可供參考的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)較少，所以這些標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能適應(yīng)電子式互感器發(fā)展的要求，電子式互感器與傳統(tǒng)的互感器相比較不僅其轉(zhuǎn)換原理與傳統(tǒng)的互感器有極大的區(qū)別而且由于設(shè)備中包含了較多的電子元件，所以其運(yùn)行的時(shí)候產(chǎn)生的誤差數(shù)據(jù)的重復(fù)性的研究方面還是一片空白，應(yīng)對(duì)此方面進(jìn)行有效的研究以填補(bǔ)這方面的檢測(cè)缺陷。相關(guān)的技術(shù)監(jiān)督機(jī)構(gòu)應(yīng)與電力部門一起對(duì)以上問題提出科學(xué)的解決方案，對(duì)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范進(jìn)行完善，盡快的出臺(tái)科學(xué)、合理完善的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程。

六、結(jié)束語

隨著智能電網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展電子式互感器由于其性能的先進(jìn)性，在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用也越來越廣泛，但是其檢測(cè)技術(shù)以及調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)的落后性已經(jīng)成為制約電子式互感器發(fā)展進(jìn)步的瓶頸，增加了電網(wǎng)運(yùn)行中的安全風(fēng)險(xiǎn)，所以文章就電子互感器在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并且就這些問題提出了建設(shè)性的意見，希望能夠?qū)﹄娮邮交ジ衅鞯倪M(jìn)一步發(fā)展提供有益的經(jīng)驗(yàn)。

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