智能型电力互感器移动计量检定系统设计与运用

智能型电力互感器移动计量检定系统设计与运用

刘威

国网新疆电力有限公司电力科学研究院新疆乌鲁木齐831400

摘要：随着电网的高速发展，电网中在运互感器计量数量不断增加。同时，《电能计量装置技术管理规程》规定，网内Ⅰ类电能计量装置中的互感器准确度等级必须为０．２级，因此对互感器现场计量检定工作效率提出了严峻要求。针对传统电力互感器现场检定效率不佳的情况，进行智能型电力化感器的设计。以下本文就智能型电力互感器移动计量检定系统的设计展开探讨，并着重对其的运用进行阐述，旨在为相关技术人员提供参考，提高电力互感器的测量水平，提高电流、电压的测量效率，实现电力系统的稳定、持续供电。

关键词：智能型电力互感器；移动计量；检定系统设计；运用

1、前言

电企业的进步与发展，积极的推动了电网覆盖面积的增加。但也加大了对电力系统测量和交换的难度。采用电力互感器对电力系统内部的电流、电压等进行测量，并结合测量的参数进行调整，从而使得电力系统能够稳定运行。但是传统的电力互感器具有接线麻烦，测量效果准确度不足的情况。通过智能型电力互感器移动计量检定系统的设计与应用，可以有效提高电力互感器的检测水平和检测质量，有效的对电力系统中的电流和电压等内容进行检测，对提高电力系统稳定性具有积极的意义。

2、智能型电力互感器移动计量检定系统设计

2.1系统组成

系统设计遵循可实施项目全、试验过程安全、试验结果可靠的原则，包括试验系统、车辆系统、软件系统、辅助系统等四部分。本文选用南京依维柯车型进行研究，该车车厢长约３．５ｍ。为确保现场试验安全，在车厢尾部设计向外延展的承重滑轨托盘，加大试验控制台与试验仪器设备之间的距离，以确保间距满足高电压等级下工作的安全距离。

（１）试验系统。为平台设计的核心部分，其仪器设备配置见表１。试验系统将部分仪器集成到标准机架上形成全自动一体化调压升压校验工作台，台体的主要功能包括：①软件控制单元。通过计算机发指令完成控制操作，接线控制卡接收到指令后根据协议解码控制继电器动作，从而选择响应的试验回路或设备接入点。②电气控制单元。包括电源控制、量程自动切换控制。通过外部引线接入被测试验设备，根据被试品类别和测试量程的不同，通过继电器开关选择设备测量量程，自动切换唯一、可靠试验回路，从而简化现场接线步骤和操作。③保护单元。包括设计可靠接地保护电路以确保将电气回路中可能产生的漏电流、静电荷及雷电电流等引入地下和安装漏电保护装置避免回路中出现较大不安全电流等，可有效保障设备的正常工作和工作人员的人身安全。

（２）车辆系统。包括车内结构、环境及外观设计。主要解决车内承载空间的利用及车载基础电气回路两个问题，为车载仪器设备提供足够的容纳空间及合理的电气接入点。

（３）软件系统。主要包括检定过程控制模块、数据管理模块两部分。具有在试验过程中自动采集、实时分析、统一存储、无缝上传现场试验数据等功能，并自动生成报表，有效克服了人工抄表方式导致的人工因素大、流程繁杂的弊端。

（４）辅助系统。主要提供现场日常及夜晚等特殊条件下开展试验所需的设备，包括电动接线单元、监控单元、呼唱单元、环境温湿度单元、数据远传单元等功能模块，为现场工作提供必要的辅助条件。

2.2试验系统硬件设计

2.2.1调压电源回路及切换控制

为保证输出电压的精度，采用双调压器和双步进电机进行调压。小调压器经隔离变与大调压器串联构成调压器的粗、细两级调压精度；大调压器主副边为电源输出端，其经继电器与试验原理中的一次回路相连；ＣＴＣ控制与图１（ａ）中的升流器的通路，ＰＴＣ控制与图１（ｂ）中的变压器的通路。

图１比较法互感器校验经典接线图

2.2.2互感器变比自动选择控制

图１中一次、二次侧回路提供被试互感器的原、副边接入端子。在试验过程中，相关仪器设备的接线端子的组合会根据互感器变比发生变化，人工操作时较繁琐。因此，需采用继电器板卡将多个继电器与设备的接线端子一对一连接起来组成一组可控开关。然后通过上位机设定参数，板卡接受命令后根据需要选择设备的接入点，从而实现设备量程或互感器精确度的自动切换功能。以电流互感器校验为例，互感器变比切换功能接线图中，一次回路控制Ｌ１与Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４的组合，二次回路控制Ｋ１与Ｋ２～Ｋ１０的组合。依照互感器铭牌信息切换一、二次变比接线端子，改变变压器试验回路。

2.3车辆系统结构设计

该结构设计主要依据以下几方面：①检定车分为驾乘区及试验区两个区域。驾乘区设置１个正驾驶位和２个副驾驶位，试验区设置若干个安置仪器及附件的独立机柜、一体化测量装置或分体式测量装置、标准ＴＶ和电抗器托板等。②电流试验区开侧窗门，方便一次及二次电流接线。③高压线、信号线、电源线安全隔离及屏蔽；按标准布线方式上架，集中接入转接板；所有布线均有对应线号标识；走线槽满足防火防潮要求；动力线线径均留有足够的裕度。④试验区配置１台顶式空调，用于调节温度。

试验时，工作人员通过拉动承重滑轨托盘，将标准电压互感器和电抗器移到车外，以确保操作人员与高压电器的安全距离。这样设备不用搬到地面即可进行试验，极大地减轻了现场劳动强度。

2.4软件系统设计

基于目前计量车辆测试设备厂家较多的现实情况，为满足测试设备可换性、系统软件可移植性、可扩展性的要求，软件设计过程中，采用面向对象的思想，抽象设备服务接口，将仪器设备等视为由功能、接口、约束条件组成的逻辑，从而建立不同种类的对象模型，实现设备由硬件层物理对象与软件应用层的逻辑对象的映射。并在软件底层开发一个可扩展的间隔层，建立以不同种类的测试设备与逻辑对象之间的映射关系的集合。由此，当选用不同厂家的测试仪器时，仅在间隔层建立新的映射关系即可实现软件功能，避免了重复开发、提高了工作效率。

3、现场应用

2011年，国网电力科学研究院针对两件相同型号的电压互感器、电流互感器，分别采用传统方式与计量检定车车载方式实施互感器满载及轻载试验。两种试验方法取得的试验结果误差较小，表明车载方式试验结果可靠。从效率角度看，车载方式的准备过程、现场试验、采集数据、出具计量检定报告等整个工作流程清晰、方式灵活，效率明显提高。

4、结语

电力系统在实际的运行过程中，需要科学的各类电流、电压等进行测试，并采取有效的控制措施，促使电力系统能够稳定运行。通过对传统电力化感器计量检定系统的缺陷进行分析，科学的对智能型电力互感器移动计量检定系统进行设计，并有效的应用到电力系统的测试中，有效的节省电力系统的测试效率，促使电力系统能够稳定运行，实现电力企业的持续健康发展。

参考文献：

[1]廖卉芬，闫培渊，苏飞，徐玮.智能型电力互感器移动计量检定系统设计与应用[J].水电能源科学，2012，05：150-153+215.

[2]陈琳，郭宝利，陈伟斌，安佰江，姚胜红.低压电流互感器自动检定系统通用工装的研制[J].自动化与仪器仪表，2012，04：95-96+100.

[3]邓泽官，钟承，王龙华，代洁，袁晓辉.计量用低压电流互感器自动化检定系统数据库研究[J].水电能源科学，2013，07：235-237.