數(shù)字量輸出型電子式互感器校驗系統(tǒng)的研制

郭艷娟

【摘 要】國家的安全標(biāo)準(zhǔn)中明確指出，電子式互感器在實際應(yīng)用之前，需要進(jìn)行有效的校驗操作。電子式互感器的前期校驗工作可以有效提升電子互感器的應(yīng)用質(zhì)量，使電子互感器的應(yīng)用穩(wěn)定性得到有效提升，進(jìn)而保證電網(wǎng)運(yùn)行的整體安全。文中，就針對影響電子式互感器校驗結(jié)果準(zhǔn)確度的相關(guān)因素進(jìn)行分析與探討，并且研究在線檢驗技術(shù)的應(yīng)用，對電子事故互感器應(yīng)用質(zhì)量的提升作用。希望可以保障電子式互感器的校驗準(zhǔn)確性，使其在電網(wǎng)系統(tǒng)中的作用得以有效發(fā)揮。

【關(guān)鍵詞】電子式互感器；在線校驗；技術(shù)研究

電子式互感器的應(yīng)用與以往的電磁式互感器存在較大的差異，無論是在運(yùn)行方式上，還是在內(nèi)部結(jié)構(gòu)和信號輸出方式方面均存在差異性。這就意味著以往進(jìn)行電磁式互感器校驗的方式，已經(jīng)不適用于電子式互感器的校驗操作。而為了保證掛網(wǎng)運(yùn)行安全，對電子式互感器進(jìn)行校驗操作是必不可少的環(huán)節(jié)。為此，我們有必要針對在線校驗技術(shù)進(jìn)行不斷研究與完善，使其能夠?qū)崿F(xiàn)對電子式互感器的誤差的有效校驗。在應(yīng)用的過程中，也需要定期進(jìn)行誤差校驗，確保電子書互感器的應(yīng)用準(zhǔn)確性。

一、影響電子式互感器校驗精度的關(guān)鍵技術(shù)

信息化技術(shù)的發(fā)展越來越迅速，被應(yīng)用在我國的各個行業(yè)中，隨著信息技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，我國一些自動化技術(shù)也隨之得到了很大的創(chuàng)新和發(fā)展，數(shù)字化變電站自動化技術(shù)得到了很大的提升，滿足了大家的生活、工作需求，同時也面臨著更大的挑戰(zhàn)。以往的電子互感器和智能電能表在實際的使用中存在很多的問題，在快速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，普通的互感器、電能表功能已經(jīng)不能滿足人們的需求，為了與我國日益加快的社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)程相平衡，很多專家都努力研究電子互感器和智能電能表，通過不懈的堅持獲得了很大的成就，給供電企業(yè)的發(fā)展提供了堅實的條件[1]。

1、標(biāo)準(zhǔn)互感器的選取

電子式互感器的校驗主要是基于對二次信號的采集、處理和分析，因此一次信號傳變的精確度會直接影響整個校驗系統(tǒng)的精度?；ジ衅餍ｒ炓?guī)程規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)互感器的準(zhǔn)確度級別應(yīng)該至少高于被校驗互感器的準(zhǔn)確度級別兩個等級。比如，對數(shù)字化變電站計量用0.2S級的ECT進(jìn)行校驗時，在選用標(biāo)準(zhǔn)電流互感器時必須綜合考慮系統(tǒng)整體的校驗精度，所選用的標(biāo)準(zhǔn)電流互感器準(zhǔn)確度應(yīng)該控制在0.02%以下。目前數(shù)字化計量系統(tǒng)的量值溯源體系還不是十分完善，電子式互感器在校驗時多選用更高精確等級的電磁式互感器作為標(biāo)準(zhǔn)器。

2、高精度采集模塊

標(biāo)準(zhǔn)通道和被校通道信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集模塊后直接輸入到數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行分析和計算，因此將數(shù)據(jù)采集單元的誤差控制一定范圍內(nèi)也是十分重要的。數(shù)據(jù)采集模塊的誤差主要來源于采樣單元模擬–數(shù)字轉(zhuǎn)換器的量化誤差。對于不同的校驗系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)通道和被校通道的信號可能存在一定的差異性，有時需要結(jié)合信號的特點選擇合適的數(shù)據(jù)采集模塊。為了盡可能避免數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)精度不夠帶來的校驗裝置系統(tǒng)誤差，目前很多文獻(xiàn)采用由較高位A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的高精度采集卡或多位數(shù)字表來設(shè)計校驗系統(tǒng)。根據(jù)所選取的采集模塊的不同，其帶來的誤差也有差異。

3、信號同步

從模擬信號輸出式和數(shù)字信號輸出式電子式互感器校驗方法中可以發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)通道和被校通道兩路信號的采樣必須嚴(yán)格同步，以避免非同步采樣對比值誤差和相位誤差計算帶來的影響。例如，根據(jù)電子式互感器相關(guān)校驗規(guī)程對誤差限值的規(guī)定，對于標(biāo)準(zhǔn)互感器準(zhǔn)確度為0.05級的校驗系統(tǒng)，在額定量條件下進(jìn)行校驗時，相位差的絕對值要求小于2，若不能保證兩路信號的同步采樣，很難確?；ジ衅餍ｒ灥臏?zhǔn)確性和可靠性。因此，在實際應(yīng)用中，為了達(dá)到校驗準(zhǔn)確度的要求，必須盡可能減小校驗系統(tǒng)的同步誤差，這就需要有高精度同步脈沖源和同步實現(xiàn)方法。

二、電子式互感器模擬輸出校驗

應(yīng)用模擬輸出進(jìn)行的電子式互感器所使用的主要校驗?zāi)Ｊ娇梢苑譃槟M式和數(shù)字式兩種方式。其中的數(shù)字式校驗方法，又被稱為比較法和差異法。下面就從模擬輸出量電子式互感器的兩種校驗方式進(jìn)行研究。

1、模擬式

以ECT為例，給出了模擬信號輸出式電子式互感器模擬式校驗方法原理結(jié)構(gòu)。該校驗方法首先采用標(biāo)準(zhǔn)互感器得到與一次電流同相的二次電流信號，然后再利用可變標(biāo)準(zhǔn)電阻得到與一次電流同相的分量，并利用可變標(biāo)準(zhǔn)電容得到與一次電流正交的分量，同相分量和正交分量求和后與待校驗的電子式互感器二次輸出信號同時輸入到平衡指示計中，通過調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)電阻和標(biāo)準(zhǔn)電容的大小來分別調(diào)整同相分量和正交分量在最終的和值中的比例，直到平衡指示計平衡為止。此時，利用標(biāo)準(zhǔn)電阻和標(biāo)準(zhǔn)電容的值就可以計算被校驗ECT的比值誤差和相位誤差。

2、直接比較法

該方法通過標(biāo)準(zhǔn)通道和被校通道得到同一信號源的兩路二次輸出信號，并將其直接輸入計算，最后利用計算機(jī)中的軟件完成被校驗電子式互感器的比值誤差和相位誤差的計算。在該方法中，標(biāo)準(zhǔn)通道由標(biāo)準(zhǔn)互感器、標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)換裝置以及標(biāo)準(zhǔn)信號數(shù)據(jù)采集單元構(gòu)成，標(biāo)準(zhǔn)通道和被校通道的數(shù)據(jù)采集通過外部同步時鐘進(jìn)行同步。直接比較法不要求標(biāo)準(zhǔn)互感器和被校電子式互感器的額定變比相同，減少了系統(tǒng)間接誤差，使得標(biāo)準(zhǔn)互感器的選取更加容易。

3、差值法

差值法的校驗原理和電磁式互感器的校驗法存在一致性。從圖1的結(jié)構(gòu)原理中可以看出，差值法與直接比較法的差異在于組成數(shù)據(jù)采集的通道不同。其數(shù)據(jù)采集通道以標(biāo)準(zhǔn)通道和被校通道為主。在應(yīng)用差值法進(jìn)行校驗操作時，是直接將電子式互感器輸出的信號和標(biāo)準(zhǔn)信號相比較，并將差值信號直接輸入到計算機(jī)的內(nèi)部，由計算機(jī)軟件完成對電子式互感器比值的計算與分析。

三、智能電能表的校驗技術(shù)

普通電能表一般是采用內(nèi)部設(shè)置的自動檢測程序進(jìn)行校驗的，這種自動機(jī)檢測程序會把電能表出現(xiàn)的問題通過代碼的方式顯示出來，我國市面上的電能表生產(chǎn)廠家有很多，但是在管理方面卻缺乏統(tǒng)一性，因此電能表不能進(jìn)行統(tǒng)一處理，不同廠家設(shè)置的電能表報警標(biāo)準(zhǔn)也是不同的。智能電能表在普通電能表的基礎(chǔ)上進(jìn)一步強(qiáng)化了報警代碼的設(shè)置，在內(nèi)部檢測中，一旦出現(xiàn)異常則會以異常代碼的形式表現(xiàn)出來，異常代碼在智能電能表的檢驗中發(fā)揮了重要的作用[5]。一般情況下，工作人員進(jìn)行代碼檢查的時候，如果發(fā)現(xiàn)報警異常代碼，就能夠通過代碼信息發(fā)現(xiàn)問題，從而及時的制定解決方案，報警代碼的設(shè)置提高了工作人員的工作效率和工作質(zhì)量。

在進(jìn)行電能表校驗的過程中，工作人員要注意校驗智能電能表的電池，電池作為智能電能表的重要組成結(jié)構(gòu)，在停電的時候能夠保證智能電能表正常運(yùn)行，發(fā)揮了重要作用，電能表的電池會在運(yùn)行過程中出現(xiàn)失壓問題，而一旦出現(xiàn)失壓，會引發(fā)時鐘混亂，最終導(dǎo)致電能表喪失功能，無法繼續(xù)使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢華.電子式互感器數(shù)字輸出校驗技術(shù)探究[J].低碳世界，2017（9）：278.

[2]李偉，樊博，陳勉舟，等.220kV電子式電壓互感器帶電校驗系統(tǒng)研究[J].電測與儀表，2017，54（21）：122-128.

（作者單位：國網(wǎng)太原供電公司）