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        電能表用電流互感器的外推法測試

        2016-08-29 02:14:25山西省機電設(shè)計研究院連慧峰
        電子世界 2016年15期
        關(guān)鍵詞:外推法校驗儀額定電流

        山西省機電設(shè)計研究院 連慧峰

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        電能表用電流互感器的外推法測試

        山西省機電設(shè)計研究院連慧峰

        針對傳統(tǒng)的比較測差法檢定電能表用電流互感器存在的弊端,本文提出了一種外推法檢定電能表用電流互感器的新方法,該方法的原理基于傳統(tǒng)比較測差法,在額定電流和額定負荷下測試被檢電流互感器誤差。通過測試被檢電流互感器二次繞組直流電阻和1%~120%以及200%~1000%額定電流下的勵磁導(dǎo)納,經(jīng)過函數(shù)外推至1%~1000%額定電流下誤差,不僅不需要寬量限互感器校驗儀,標(biāo)準(zhǔn)器,負荷箱,即可方便測試被檢電流互感器的誤差,而且由外推法檢測推算出的誤差數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)法的檢測的誤差數(shù)據(jù)相比,差值小,符合檢定規(guī)程,且算法簡單,設(shè)備小巧,檢測更方便。

        電流互感器;傳統(tǒng)法;外推法;檢定;勵磁導(dǎo)納

        0 引言

        根據(jù)國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW 11179.15-2014《電能表用元器件技術(shù)規(guī)范 第15部分 電流互感器》電能表用電流互感器需單獨檢定,而電能表用電流互感器需檢定1%~1000%下的誤差。傳統(tǒng)檢測法需要寬量限校驗儀和寬量限電流互感器標(biāo)準(zhǔn),且對校驗儀的靈敏度要求很高,從而使得檢定工作比較復(fù)雜。由于電能表用互感器一般沒有補償或者只有匝數(shù)補償比值差,所以,可以采用外推法檢定。本文提出了一種在傳統(tǒng)檢測法基礎(chǔ)上,推算出幾倍甚至幾十倍額定電流下的誤差數(shù)據(jù)的檢測方法。

        1 傳統(tǒng)檢定法

        根據(jù)國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW 11179.15-2014《電能表用元器件技術(shù)規(guī)范 第15部分 電流互感器》的電氣要求,電能表用電流互感器其額定一次電流為0.3~10A,二次電流為2mA~10mA,準(zhǔn)確級從0.5~0.05級,其誤差檢定采用比較測差法原理。比較測差法檢定時,因互感器校驗儀工作量程一般為5A或1A,以5A/5mA被測試品為例,需采用一次電流為校驗儀供電,如圖1所示,而一次電流不是5A時,需專用的供電互感器來供電,其檢定線路如圖2所示。

        1.1傳統(tǒng)檢定法線路

        圖2 非5A/5mA電流互感器檢定線路

        而其實際誤差為:

        1.2 傳統(tǒng)檢定法的弊端

        如式(2)所示,被測試電流互感器的實際誤差為:

        由式(3)可以看出,互感器校驗儀顯示誤差比被檢互感器實際誤差小1000倍,對互感器校驗儀的靈敏度要求很高。同時當(dāng)測1%和5%額定電流點的誤差時,差值電流小到幾,極易受外界電磁場干擾,導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確,再者,電能表用電流互感器需要測試2~10倍額定電流下誤差,這對傳統(tǒng)電流互感器校驗儀來說幾乎是不可能的,同時,被測電流互感器的實際誤差要經(jīng)過折算才是最終的實際誤差,如果某一點的測量誤差測試不準(zhǔn)確,其結(jié)果會擴大Kn倍。綜上所述,傳統(tǒng)比較測差法會導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確,尤其是1%和5%點的誤差,同時檢定工作較復(fù)雜,不適合電能表用互感器批量檢定或抽檢。

        2 外推法檢測

        2.1傳統(tǒng)法檢測被檢電流互感器的誤差

        在二次負荷為R2和額定電流下,按傳統(tǒng)法檢測被檢電流互感器的誤差為:

        由于電能表用電流互感器一般沒有補償或只有匝數(shù)補償比差值,且二次負荷為固定的純電阻,則被檢電流互感器的誤差可表示為:

        R為被檢電流互感器二次繞組內(nèi)阻;

        Yn為額定二次感應(yīng)電動勢下的二次勵磁導(dǎo)納。

        同理可得額定電流的任意百分數(shù)下,被檢電流互感器的誤差可表示為:

        式中Yi為額定二次感應(yīng)電動勢的任意百分數(shù)下的二次勵磁導(dǎo)納。

        由公式(5)和公式(6)推得:

        則公式 (7)可寫為:

        如果需要測200%額定電流下的互感器誤差,則:

        由以上推理可知,利用外推法檢定電能表用電流互感器時,首先用傳統(tǒng)法測得額定電流下的互感器誤差fn和,再測得任意外推點的勵磁導(dǎo)納和二次繞組內(nèi)阻,由公式 (7)可推出額定電流任意百分數(shù)下的誤差數(shù)據(jù)。

        表1 5A/5mA電流互感器誤差數(shù)據(jù)

        2.2實現(xiàn)線路

        2.2.1測試額定電流和額定負荷下的互感器誤差線路(見圖1,圖2)

        2.2.2測二次繞組直阻R2線路

        圖3 二次繞組直阻R2測試線路

        圖4 測被檢電流互感器二次勵磁導(dǎo)納線路

        圖3中R0為限流電阻,N2為被檢電流互感器二次繞組,UR為二次繞組壓降,由圖3可知:

        只要測試出UR即可得R2的數(shù)值大小。

        2.2.3測被檢電流互感器二次勵磁導(dǎo)納線路

        圖4中,T為調(diào)壓器,SY為升壓器,CTX為被檢電流互感器,N1為CTX一次繞組,N2為CTX二次繞組。測電流互感器二次勵磁導(dǎo)納時,將其一次繞組開路,工作電壓施加于二次繞組上,產(chǎn)生二次勵磁電流,輸入校驗儀的KD端鈕,校驗儀在測導(dǎo)納的量限下測得勵磁電流與工作電壓的比值,就是被測勵磁導(dǎo)納,即:

        3 試驗數(shù)據(jù)

        以0.2級的5A/5mA被檢電流互感器為例,其試驗數(shù)據(jù)如表1所示。

        4 結(jié)論

        本文提出了一種在傳統(tǒng)比較測差法檢定額定電流下電能表用電流互感器誤差的基礎(chǔ)上,外推出額定電流任意百分數(shù)下的互感器誤差,理論分析和實驗數(shù)據(jù)驗證表明,該外推法檢測電能表用電流互感器與傳統(tǒng)檢測法相比,誤差差值小,符合檢定規(guī)程,且無需寬量程互感器校驗儀和寬量程電流互感器標(biāo)準(zhǔn),所需設(shè)備小巧,算法簡單,更方便對電能表用電流互感器進行批量檢定或抽檢。

        [1]標(biāo)準(zhǔn):Q/GDW 11179.15-2014電能表用元器件技術(shù)規(guī)范:第15部分:電流互感器[S].

        [2]標(biāo)準(zhǔn):JJG313-2010測量用電流互感器[S].

        [3]專著:趙修民,趙屹濤等.[電流互感器與電流比例標(biāo)準(zhǔn)].北京:中國電力出版社,2014,3.

        [4]專著:趙修民.[測量用電流互感器].北京:機械工業(yè)出版社,1986.

        [5]期刊:趙修民,趙屹濤.[低壓外推法測定電流互感器誤差].電測與儀表,1999(4):22-23.

        [6]專著:趙修民,趙屹濤.[互感器校驗儀].太原 山西科學(xué)教育出版社,1996.

        連慧峰(1975—),女,山西襄垣人,大學(xué)本科,工程師,長期從事互感器和電測設(shè)備的調(diào)試和檢測工作。

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