電壓互感器誤差現(xiàn)場(chǎng)檢定裝置

趙 昕

(山西省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院有限公司，山西 太原 030009)

0 引言

電壓互感器是發(fā)電廠、變電所等輸電、供電系統(tǒng)中不可缺少的一種電器。根據(jù)變換電壓時(shí)所產(chǎn)生的誤差確定電壓互感器的準(zhǔn)確等級(jí)。精度高的電壓互感器，主要用于實(shí)驗(yàn)室，配合標(biāo)準(zhǔn)表擴(kuò)大量限，進(jìn)行電壓、功率和電能的精密測(cè)量；或者作為標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)檢驗(yàn)低標(biāo)準(zhǔn)、低準(zhǔn)確度的電壓互感器，也可以與標(biāo)準(zhǔn)表配合，用來(lái)檢驗(yàn)相應(yīng)的儀表。

電壓互感器誤差檢定通常采用測(cè)差法，即被檢電壓互感器二次接有負(fù)荷(由電壓負(fù)荷箱提供)，與同電壓比的標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器進(jìn)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(yàn)儀，校驗(yàn)儀測(cè)出被檢電壓互感器相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的誤差，根據(jù)誤差數(shù)據(jù)確定被檢電壓互感器的準(zhǔn)確度。采用這種檢定方法，需要有高壓電源設(shè)備、相同電壓比的標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器和電壓負(fù)荷箱。當(dāng)一次電壓大于6 kV時(shí)，所需高壓電源設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器體積較大，一次接線也比較繁瑣且有一定危險(xiǎn)性，在現(xiàn)場(chǎng)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(xiàn)場(chǎng)檢定裝置就是為解決這一問(wèn)題開(kāi)發(fā)的。

1 電壓互感器誤差現(xiàn)場(chǎng)檢定裝置工作原理

電壓互感器現(xiàn)場(chǎng)檢定裝置是基于趙修民教授級(jí)高級(jí)工程師于20世紀(jì)80年代提出的利用低壓標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器測(cè)定高壓電壓互感器即“高壓外推法”的理論[1-3]，將外推點(diǎn)電壓(即低壓標(biāo)準(zhǔn)的電壓)由20%額定電壓降低為16.2%～0.9%額定電壓(相應(yīng)于6 kV～110 kV)，并通過(guò)微機(jī)式校驗(yàn)儀和相應(yīng)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(guò)在低壓狀態(tài)下測(cè)量被檢電壓互感器外推點(diǎn)的誤差和相關(guān)參數(shù)，只要在其二次端輸入相應(yīng)的電壓，就可直接外推并測(cè)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(fù)荷以及下限負(fù)荷狀態(tài)下的誤差，這種電壓互感器現(xiàn)場(chǎng)檢定裝置特別適用于高壓電壓互感器誤差的現(xiàn)場(chǎng)檢定。

電壓互感器現(xiàn)場(chǎng)檢定裝置采用“高壓外推法”在低電壓狀態(tài)下測(cè)量電壓互感器的誤差及有關(guān)參數(shù)，通過(guò)微機(jī)控制和一系列運(yùn)算，達(dá)到與原先所使用互感器校驗(yàn)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(xiàn)場(chǎng)電壓互感器的誤差檢定無(wú)需有關(guān)設(shè)備以及高壓連接導(dǎo)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(tái)這種輕便的電壓互感器現(xiàn)場(chǎng)檢定裝置就可實(shí)現(xiàn)，使得電壓互感器現(xiàn)場(chǎng)檢定更加方便、快捷和安全。

2 電壓互感器現(xiàn)場(chǎng)檢定裝置主要組成和用途

電壓互感器現(xiàn)場(chǎng)檢定裝置由標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器、調(diào)壓器、升壓器、電壓負(fù)荷箱和微機(jī)式互感器校驗(yàn)儀組成。1 kVA電子源調(diào)壓器和0.05級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器用來(lái)提供合適的電源電壓和電壓標(biāo)準(zhǔn)，微機(jī)式校驗(yàn)儀可以輸入二次負(fù)荷容量及功率因數(shù)，并在低壓或低壓側(cè)測(cè)量電壓互感器誤差及其有關(guān)參數(shù)，經(jīng)過(guò)微機(jī)運(yùn)算，直接顯示被檢電壓互感器在額定負(fù)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(fù)荷和下限負(fù)荷的誤差讀數(shù)。

3 測(cè)試流程

3.1 測(cè)試接線

圖1為測(cè)量互感器誤差和相關(guān)參數(shù)接線示意圖，圖2為檢定互感器誤差接線示意圖[5]，在進(jìn)行測(cè)試前，務(wù)必按接線圖正確接線。

圖1 測(cè)量互感器誤差和相關(guān)參數(shù)線路

圖2 檢定互感器誤差線路

3.2 選擇參數(shù)

如果屏幕顯示的參數(shù)不是當(dāng)前可用參數(shù)，可以選擇相應(yīng)的參數(shù)框進(jìn)行修改，點(diǎn)擊相應(yīng)參數(shù)框，這時(shí)原有的數(shù)值反色顯示，通過(guò)屏幕“↑”或“↓”鍵，選擇所需參數(shù)值。參數(shù)選擇完畢，按“確定”鍵，屏幕顯示回到初始狀態(tài)。如果屏幕顯示不在初始狀態(tài)，按“復(fù)位”鍵。修改完畢點(diǎn)擊“確定”進(jìn)行下一項(xiàng)。

3.3 測(cè)量誤差和參數(shù)

3.3.1 啟動(dòng)測(cè)試

按圖1確保接線正確后，按“啟動(dòng)”按鈕，接通線路電源，點(diǎn)擊“測(cè)量”鍵，進(jìn)入程序1“測(cè)量”。屏幕顯示測(cè)量數(shù)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?jǐn)?shù)下相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)升電壓，屏幕顯示二次電壓與一次電壓的比值百分?jǐn)?shù)：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(shí)開(kāi)始自動(dòng)判斷接線是否正確，如被檢電壓互感器接線錯(cuò)誤或變比選擇設(shè)置錯(cuò)誤，則裝置鳴笛提醒，裝置停止工作，調(diào)壓器自動(dòng)退回零位。錯(cuò)誤提示有以下4種:

(1) 當(dāng)設(shè)定選擇參數(shù)與被試電壓互感器變比不同時(shí)，屏幕提示：“變比錯(cuò)”。

(2) 當(dāng)被檢電壓互感器極性接反時(shí)，屏幕提示：“極性反”。

(3) 當(dāng)被檢電壓互感器一次或二次開(kāi)路(包括二次短路)時(shí)，屏幕提示：“開(kāi)路或變比錯(cuò)”。

(4) 其他錯(cuò)誤(包括接線錯(cuò)誤或局部短路)，屏幕提示：“變比錯(cuò)”。

3.3.3 測(cè)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(shù)值：f(%)和δ(′)。升電壓至50%Un和100%Un時(shí)，裝置分別發(fā)出“嘟”聲，并記下所測(cè)電壓互感器的誤差值。測(cè)試完畢后，裝置自動(dòng)降電壓，裝置仍然顯示被檢電壓互感器的誤差數(shù)值：f(%)和δ(′)，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行判斷和提示。如果測(cè)試的參數(shù)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(fù)荷箱的，應(yīng)將負(fù)荷箱切除)改接線路。

3.4.2 測(cè)試工作

3.4.3 重新測(cè)試

如果需要重復(fù)程序2檢定，按“測(cè)量”鍵，表格中的原始數(shù)據(jù)仍然存在。再次開(kāi)始程序2檢定時(shí)，測(cè)試結(jié)果將原有數(shù)據(jù)覆蓋，保留新數(shù)據(jù)。 如果需要重新測(cè)量，按“復(fù)位”鍵，按圖1接線，確認(rèn)接線無(wú)誤后，按“測(cè)量”鍵，重新按上述步驟操作。

3.5 數(shù)據(jù)處理

3.5.1 數(shù)據(jù)保存

每測(cè)完一組數(shù)據(jù)，如需要保存，點(diǎn)擊“保存”鍵，屏幕彈出小鍵盤(pán)，鍵入需保存的編號(hào)、序號(hào)，再次點(diǎn)擊“保存”鍵，數(shù)據(jù)即存入相應(yīng)的表格中。

3.5.2 查詢和通訊

按“查詢”鍵，進(jìn)入測(cè)量數(shù)據(jù)查詢，鍵入相應(yīng)序號(hào)，可將已儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)調(diào)出。若想將查到的數(shù)據(jù)傳給計(jì)算機(jī)，則按“通訊”鍵，在計(jì)算機(jī)連接好并啟動(dòng)了專(zhuān)用軟件時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸完成。

3.5.3 清除

在查詢過(guò)程中，如需要清除某組數(shù)據(jù)，按“刪除”鍵，表格中的數(shù)據(jù)清空成為空白表格。

3.6 注意事項(xiàng)

(1) 被檢電壓互感器的高壓側(cè)X端鈕和外殼接地端鈕一定要絕對(duì)可靠接地。

(2) 由圖1接線方式改接為圖2接線方式時(shí)，一定要切斷總電源后進(jìn)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(yīng)保持常溫，不受烘烤、冷凍或陽(yáng)光直射，以免影響液晶屏幕顯示。

(4) 嚴(yán)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(chǎn)生5倍～10倍的高電壓，危及人身和設(shè)備的安全。

(5) 禁止帶電插拔裝置與計(jì)算機(jī)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(xiǎn)絲為4 A，當(dāng)裝置的容量超過(guò)800 VA，將自動(dòng)切斷電源。

4 結(jié)論

通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和檢定工作，結(jié)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(guān)規(guī)定和要求。該裝置確實(shí)簡(jiǎn)化了工作現(xiàn)場(chǎng)大電流導(dǎo)線的聯(lián)接困難，可以減少大容量電流標(biāo)準(zhǔn)的使用，減輕測(cè)試人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高檢定工作效率，消除諸多安全隱患，將繁瑣復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作變得簡(jiǎn)便快捷準(zhǔn)確，填補(bǔ)了行業(yè)空白，得到了專(zhuān)家、學(xué)者、同行和客戶的廣泛好評(píng)。