電流互感器極性快速測(cè)試儀的研發(fā)

黃慶濤

（扶綏供電公司 廣西扶綏 532199）

電流互感器極性快速測(cè)試儀的研發(fā)

黃慶濤

（扶綏供電公司 廣西扶綏 532199）

電流互感器極性快速測(cè)試儀，包括設(shè)置在殼體表面右兩端分別設(shè)置有接線端子以及左端的LCD顯示器和打印機(jī)，接線端子的下方和殼體表面的底端邊沿之間設(shè)置有電源接口和電源開(kāi)關(guān)，以及設(shè)置殼體內(nèi)部的極性判別電路、信號(hào)控制器、電池供電監(jiān)控電路和通信接口電路，接線端子通過(guò)極性判別電路與信號(hào)控制器電氣連接，信號(hào)控制器分別與電池供電監(jiān)控電路、通信接口電路和LCD顯示器電氣連接，通信接口電路與通信轉(zhuǎn)接口與打印機(jī)連接，本實(shí)用新型操作方便，能夠快捷有效地判別出電流互感器極性，降低試驗(yàn)時(shí)間，提高檢修效率。

電流互感器；極性快速測(cè)試儀；研發(fā)

前言

電流互感器（以下簡(jiǎn)稱CT，Current Transformer）是電力系統(tǒng)中聯(lián)系一次回路和二次回路的重要設(shè)備，在發(fā)電廠、變電站、配電網(wǎng)廣泛使用，它能夠通過(guò)交變磁通將電力系統(tǒng)一次側(cè)的大電流轉(zhuǎn)化為二次電流供給保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量、錄波等二次回路使用。由于電流互感器在繼電保護(hù)二次回路中起一、二次回路的電流隔離作用，它們的一、二次側(cè)都有兩個(gè)及以上的引出端子，任何一側(cè)CT的引出端子用錯(cuò)或二次側(cè)回路的極性接反，都會(huì)使二次側(cè)的相位變化180°，就極有可能造成一些帶方向判別條件的保護(hù)裝置（功能）拒動(dòng)或誤動(dòng)，從而給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成危害。因此，需要在電流互感器投入使用前或更換CT二次電纜后，及時(shí)對(duì)上述CT的極性進(jìn)行測(cè)試是繼電保護(hù)工作人員不可或缺的工作環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有的極性測(cè)試裝置雖然功能都比較齊全，但過(guò)于笨重?cái)y帶不便，每次在現(xiàn)場(chǎng)接線比較凌亂、繁瑣，容易出錯(cuò)，降低檢修效率。

1 電流互感器極性快速測(cè)試儀技術(shù)方案

為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，提供了一種操作簡(jiǎn)單、能快速、正確判別電流互感器極性快速測(cè)試儀，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)方案如下：極性判別電路包括信號(hào)比較放大器U1A、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻 R4、電阻 R5、電阻 R6、電阻 R7、電阻 R8、三極管 Q1、電容 C1、電容C2和發(fā)光二極管D1，電阻R1的一端、電阻R3一端、電容C1一端分別與電壓互感器的二次側(cè)的一抽頭連接，電容C1的另一端、電阻R2的一端、電阻R4的一端分別與電壓互感器的二次側(cè)的另一抽頭連接，電阻R1的另一端和電阻R2的另一端都與地連接，電阻R3的另一端與信號(hào)比較放大器U1A的正極連接，電阻R4的另一端與信號(hào)比較放大器U1A的負(fù)極連接，電阻R5的一端、電阻R6的一端、電容C2的正極都與信號(hào)比較放大器U1A的輸出端連接，電阻R5的另一端與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的集電極分別與電阻R7的一端、發(fā)光二極管D1的陽(yáng)極、信號(hào)控制器連接，發(fā)光二極管D1的陰極與電阻R8的一端連接，電容C2的負(fù)極、電阻R7的另一端、電阻R8的另一端都與地連接，三極管Q1的發(fā)射極與+12V電源電壓連接，電阻R6與+5V電源電壓連接。

電池供電監(jiān)控電路包括三極管Q2、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13和電阻R14，電阻R10的一端與電阻R12的一端連接后再與信號(hào)控制器連接，電阻R11的一端、三極管Q2的基極都分別與信號(hào)控制器連接，電阻R10的另一端通過(guò)電阻R13與三極管Q2的基極連接，電阻R9的一端也與三極管Q2的基極連接，電阻R9的另一端、電阻R12的另一端都與地連接，電阻R11的另一端分別與三極管Q2的集電極、電池的正極連接，三極管Q2的發(fā)射極通過(guò)電阻R14與電池的負(fù)極連接后再與地連接。信號(hào)控制器為AT89C2051單片控制器。信號(hào)比較放大器U1A采用LM339四輸出集成運(yùn)算放大器芯片。通信轉(zhuǎn)接口為25針RS-232串口、9針RS-232串口或USB接口，通信接口電路為RS-232通信電路或USB通信電路。在本實(shí)用新型中采用9針RS-232串口。所接線端子為二線輸入通道、四線輸入通道或六線輸入通道。

2 電流互感器極性快速測(cè)試儀具體實(shí)施方式

如圖1～2所示，一種電流互感器極性快速測(cè)試儀，包括殼體100，以及設(shè)置在殼體100表面右兩端分別設(shè)置有接線端子1以及左端的LCD顯示器5和打印機(jī)8，接線端子1的下方和殼體100表面的底端邊沿之間設(shè)置有電源接口9和電源開(kāi)關(guān)10，以及設(shè)置殼體100內(nèi)部的極性判別電路2、信號(hào)控制器3、電池供電監(jiān)控電路4和通信接口電路6，接線端子1通過(guò)極性判別電路2與信號(hào)控制器3電氣連接，信號(hào)控制器3分別與電池供電監(jiān)控電路4、通信接口電路6和LCD顯示器5電氣連接，通信接口電路6通過(guò)通信轉(zhuǎn)接口7與打印機(jī)8連接，信號(hào)控制器3為AT89C2051單片控制器。通信轉(zhuǎn)接口7為25針RS-232串口、9針RS-232串口或USB接口，通信接口電路6為RS-232通信電路或USB通信電路。通過(guò)設(shè)置打印機(jī)7可方便及時(shí)地打印所測(cè)試的結(jié)果。在本實(shí)用新型中，接線端子1的輸入通道包括二線輸入通道a、四線輸入通道b和六線輸入通道g。

圖1

圖2

如圖3所示，極性判別電路包括信號(hào)比較放大器U1A、電阻R1、電阻 R2、電阻 R3、電阻 R4、電阻 R5、電阻 R6、電阻 R7、電阻 R8、三極管Q1、電容C1、電容C2和發(fā)光二極管D1，電阻R1的一端、電阻R3一端、電容C1一端分別與電壓互感器的二次側(cè)的一個(gè)抽頭連接，電容C1的另一端、電阻R2的一端、電阻R4的一端分別與電壓互感器的二次側(cè)的另一抽頭連接，電阻R1的另一端和電阻R2的另一端都與地連接，電阻R3的另一端與信號(hào)比較放大器U1A的正極連接，電阻R4的另一端與信號(hào)比較放大器U1A的負(fù)極連接，電阻R5的一端、電阻R6的一端、電容C2的正極都與信號(hào)比較放大器U1A的輸出端連接，電阻R5的另一端與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的集電極分別與電阻R7的一端、發(fā)光二極管D1的陽(yáng)極、信號(hào)控制器3連接，發(fā)光二極管D1的陰極與電阻R8的一端連接，電容C2的負(fù)極、電阻R7的另一端、電阻R8的另一端都與地連接，三極管Q1的發(fā)射極與+12V電源電壓連接，電阻R6與+5V電源電壓連接。在本實(shí)用新型中，比較放大器采用LM339四輸出集成運(yùn)算放大器芯片。

圖3

極性判別電路的工作原理如下：電流互感器CT的一次側(cè)為兩個(gè)抽頭接線端子，電流互感器CT的二次側(cè)為若干個(gè)抽頭接線端子，在本實(shí)用新型中，如圖2所示，電流互感器CT一次側(cè)的P1端子和P2端子，S1端子、S2端子、S3端子、S4端子、S5端子和S6端子為電流互感器CT二次側(cè)的六個(gè)抽頭接線端子，測(cè)試時(shí)，從電流互感器CT的一次側(cè)施加電壓信號(hào)Us，在此同時(shí)，電流互感器CT二次側(cè)的S1端子和S6端子分別接入殼體100表面的二線輸入通道a，電流互感器CT二次側(cè)瞬時(shí)感應(yīng)輸出的脈沖采樣信號(hào)分別送入信號(hào)比較放大器U1A的正極輸入端（in+）和負(fù)極輸入端（in-）進(jìn)行比較放大和調(diào)節(jié)處理，從電流互感器CT的二次側(cè)S1，S2的瞬時(shí)感應(yīng)脈沖采樣信號(hào)，在比較器中進(jìn)行比較，因?yàn)闃O性不同時(shí)，感應(yīng)的脈沖正負(fù)是不同的，當(dāng)極性相同時(shí)，比較輸出為低電平，三極管Q1被導(dǎo)通，發(fā)光二極管D1發(fā)亮，表示極性相同，三極管Q1輸出高電平至AT89C2051控制器的P3.5引腳，此時(shí)AT89C2051控制器輸出相應(yīng)的信號(hào)至LCD顯示器5，則LCD顯示器5上顯示為“正”表示極性相同。若極性不同時(shí)，比較輸出為高電平，三極管Q1截止不導(dǎo)通，發(fā)光二極管D1不發(fā)亮，則極性不相同，三極管Q1輸出低電平至AT89C2051控制器的P3.5引腳，此時(shí)AT89C2051控制器輸出相應(yīng)的信號(hào)至LCD顯示器5，LCD顯示器5上顯示為“負(fù)”表示極性不相同，通過(guò)以上測(cè)試來(lái)判斷電流互感器CT的極性。當(dāng)同時(shí)測(cè)試電流互感器CT的四個(gè)抽頭端子或六個(gè)抽頭端子時(shí)，則將抽頭分別接入殼體100表面的四線輸入通道b或六線輸入通道g，此時(shí)的極性判別電路中的信號(hào)比較放大器U1A所采用的型號(hào)為L(zhǎng)M339四輸出集成運(yùn)算放大器芯片，將采用四組比較輸出進(jìn)行同時(shí)測(cè)試，而提高了測(cè)試的效率。

如圖4所示，電池供電監(jiān)控電路4包括三極管Q2、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13和電阻R14，電阻R10的一端與電阻R12的一端連接后再與信號(hào)控制器3連接，電阻R11的一端、三極管Q2的基極都分別與信號(hào)控制器3連接，電阻R10的另一端通過(guò)電阻R13與三極管Q2的基極連接，電阻R9的一端也與三極管Q2的基極連接，電阻R9的另一端、電阻R12的另一端都與地連接，電阻R11的另一端分別與三極管Q2的集電極、電池BT1的正極連接，三極管Q2的發(fā)射極通過(guò)電阻R14與電池BT1的負(fù)極連接后再與地連接，電池BT1采用12V，同時(shí)通過(guò)在電池BT1的正極設(shè)置電源開(kāi)關(guān)KM后再與電阻R11和三極管Q2的集電極進(jìn)行連接，以控制電池BT1的工作狀態(tài)。

圖4

3 結(jié)語(yǔ)

綜上，由于采用了上述方案，還具有以下有益效果：電流互感器極性快速測(cè)試儀集成了所有部件于一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠快捷，現(xiàn)場(chǎng)接線簡(jiǎn)單，有效快速地判別出電流互感器極性，降低試驗(yàn)時(shí)間，提高檢修效率，減少設(shè)備停役時(shí)間。而且，存放容易，而且攜帶和使用都更為靈活輕便。

[1]胡曉光，王哲，于文斌.電流互感器極性快速測(cè)試儀的研發(fā)[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2001，13（4）：12～15.

[2]束洪春，林敏.電流互感器極性快速測(cè)試儀的研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2003，27（4）：11～14.

[3]葛榮尚，胡家為，黃慎儀.電流互感器極性快速測(cè)試儀的探討[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2000，24（3）：32～35.

TM452

A

1004-7344（2016）32-0071-02

2016-10-26

黃慶濤（1976-），男，助理工程師，本科，主要從事變電檢修、繼電保護(hù)、高壓試驗(yàn)工作。