凱里供電局　肖　彬　方學(xué)智　楊　帆

一種適用于多種三相不一致時(shí)間繼電器校驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)

凱里供電局肖彬方學(xué)智楊帆

在實(shí)際工作中斷路器三相不一致時(shí)間調(diào)整操作流程繁瑣不便并且很容易出錯(cuò)，產(chǎn)生設(shè)備損壞。本文設(shè)計(jì)了一種適用于多種三相不一致時(shí)間繼電器校驗(yàn)的裝置，可為三相不一致時(shí)間繼電器校驗(yàn)提供一個(gè)高效的平臺(tái)。

多種三相不一致；時(shí)間繼電器；校驗(yàn)裝置

在電力系統(tǒng)繼保定檢過程中或者根據(jù)中調(diào)新發(fā)定值的要求，需要進(jìn)行斷路器三相不一致時(shí)間校驗(yàn)及調(diào)整，傳統(tǒng)的校驗(yàn)方法是將三相不一致繼電器拆下后用保護(hù)試驗(yàn)儀進(jìn)行校驗(yàn)，由于沒有專用的二次接線，導(dǎo)致接線不方便，存在接觸不良、直流短路風(fēng)險(xiǎn)，而且需要多人配合，測(cè)試結(jié)果會(huì)因?yàn)樵囼?yàn)接線不正確或者松動(dòng)導(dǎo)致不準(zhǔn)確，若一旦發(fā)生短路現(xiàn)象，有可能燒壞繼電器，導(dǎo)致工作無法正常進(jìn)行，增加停電時(shí)間，不利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。這種傳統(tǒng)方法測(cè)試一個(gè)三相不一致繼電器往往需要半個(gè)多小時(shí)的時(shí)間，工作效率較低。

從實(shí)際工作出發(fā)，研發(fā)一種適用于多種三相不一致時(shí)間繼電器校驗(yàn)的裝置，有著不同類型的接線方式，能夠適應(yīng)不同類型的三相不一致時(shí)間繼電器，接線方便，測(cè)試效率高，不存在直流短路的風(fēng)險(xiǎn)。新型的多種三相不一致時(shí)間繼電器校驗(yàn)裝置采用16bit高精度同步采樣芯片（A/D），采集多路交流電流量，采用16bit高精度（D/A）輸出精度高的且穩(wěn)定的模擬電流和電壓，采用26萬色TFT液晶屏人機(jī)界面，直觀、快捷、方便的人機(jī)界面；實(shí)現(xiàn)軟件任意可調(diào)電壓電流輸出，輸出范圍：電壓0～220V，電流0～5A；準(zhǔn)確檢測(cè)時(shí)間繼電器的線圈壓降值，檢測(cè)電源電壓、電流，檢測(cè)繼電器動(dòng)作電壓、電流，返回電壓、電流；時(shí)間測(cè)量范圍：1～60000ms ， 分辨率：1 ms；精度：≤0.1%， ，測(cè)試時(shí)間從原來的半小時(shí)縮短到5分鐘，大大提高了工作效率。

對(duì)于本校驗(yàn)的裝置測(cè)量可以利用傅里葉變換計(jì)直流分量，從而直接去除了高頻分量，相比傳統(tǒng)的直流平均法，提高了計(jì)算精確度和準(zhǔn)確性，假設(shè)一個(gè)周期函數(shù)，只要其滿足狄里赫利理論，則此周期函數(shù)可分解為無窮多個(gè)周期函數(shù)之和，即包含基波和無數(shù)高次諧波之和的三角級(jí)數(shù)，如下式所示：

有上式轉(zhuǎn)換為離散傅里葉變換可為：

本裝置采用帶浮點(diǎn)運(yùn)算單元進(jìn)行計(jì)算，主要誤差來源于兩個(gè)方面：1.源器件引入的誤差

主要包含互感器、模擬調(diào)理電路電阻以及AD芯片本身的誤差?；ジ衅骱湍M調(diào)理電路電阻可選用高精度產(chǎn)品來保證精度。這里主要討論數(shù)字轉(zhuǎn)換過程引入的誤差。

在ADC的數(shù)字化過程中，信納比的大小取決于量化級(jí)數(shù)，量化級(jí)數(shù)越多，量化噪聲就越小，對(duì)于一個(gè)正弦波輸入的理想N位轉(zhuǎn)換器，信納比理論值計(jì)算公式為（6.02N+1.76）dB，因此此ADC轉(zhuǎn)換器信納比為98dB。

2.非絕對(duì)同步測(cè)量引入誤差

非絕對(duì)同步測(cè)量引入的誤差主要為兩方面原因引起，一個(gè)是實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)頻率并非恒定值，而是由微小的波動(dòng)。第二個(gè)為處理器內(nèi)部計(jì)數(shù)器本身的誤差，這類誤差根源在于電路晶振頻率的不精確引起。對(duì)于晶振臺(tái)的誤差可根據(jù)每臺(tái)裝置實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行校準(zhǔn)，已達(dá)到提高精度的目的。因此第一種誤差為測(cè)量誤差主要方面，詳細(xì)分析如下：

利用有效值計(jì)算的積分公式，可得到：

因此，系統(tǒng)啟動(dòng)后，先逐個(gè)采樣數(shù)據(jù)，直到采樣值為第一個(gè)過零點(diǎn)，則開啟整個(gè)PWM轉(zhuǎn)換時(shí)間信號(hào)，并且實(shí)時(shí)計(jì)算信號(hào)頻率，不斷更新轉(zhuǎn)換時(shí)間，由此可盡量避免非絕對(duì)同步采樣引起的誤差，

綜上所述，系統(tǒng)通過自動(dòng)零飄和刻度自動(dòng)校驗(yàn)設(shè)計(jì)，以達(dá)到校驗(yàn)的裝置長(zhǎng)期高精度測(cè)量的目的。

電流壓源電路原理如圖1所示：

圖1　電流壓源電路

［1］樂全明，費(fèi)銘薇，郁惟鏞等.電網(wǎng)振蕩與故障識(shí)別新方案研究［J］.中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2006，26（18）：33-37.

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