馬艷 吳航 武新宇

摘 要：文章簡(jiǎn)要說(shuō)明了單相多功能壓變接線校驗(yàn)裝置的研制背景，重點(diǎn)分析了裝置構(gòu)造和工作原理，最后闡述了單相多功能壓變接線校驗(yàn)裝置的技術(shù)重點(diǎn)與適用范圍。

關(guān)鍵詞：電壓互感器；多功能；裝置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.198

1 研制背景

目前在對(duì)電壓互感器進(jìn)行檢定時(shí)，需要另外配置負(fù)荷箱、調(diào)壓器、標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器以及升壓器。測(cè)試過(guò)程所用儀器較多，接線復(fù)雜，測(cè)試過(guò)程所耗時(shí)間多，測(cè)試的結(jié)果誤差也較大。同時(shí)，對(duì)于新上或者更換電壓互感器的工作時(shí)，要對(duì)其二次接線進(jìn)行正確性檢查。傳統(tǒng)的檢查方法，是將PT端子箱內(nèi)端子排上所有接線拆開，然后在互感器繞組根部處，進(jìn)行對(duì)地查線工作，整個(gè)過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而在端子排處恢復(fù)接線的時(shí)候，容易造成誤接線，從而使得認(rèn)線過(guò)程徒勞無(wú)功。（圖1所示）

2 裝置構(gòu)造和工作原理

2.1 裝置構(gòu)造

多功能壓變接線校驗(yàn)裝置采用鋁合金一體式機(jī)箱、PC面板、外形美觀；采用優(yōu)質(zhì)雙C形升壓變壓器，空載漏磁小、體積小、重量輕。內(nèi)置LCD數(shù)顯電壓表和電流表，電源回路帶過(guò)載自動(dòng)保護(hù)、輸出電流過(guò)流保護(hù)、輸出電壓過(guò)壓保護(hù)、時(shí)間設(shè)定保護(hù)等多重保護(hù)措施，主要適用于220kV及以下系統(tǒng)壓變接線校驗(yàn)。

（1）總體結(jié)構(gòu)。整個(gè)校驗(yàn)裝置分為升壓器和高壓試驗(yàn)器兩部分。裝置箱體全部采用鋁合金制作，內(nèi)部面板為PC面板，采用緊湊而美觀的表源一體化設(shè)計(jì)，整個(gè)裝置體積小，重量輕。

（2）升壓器結(jié)構(gòu)。升壓器采用優(yōu)質(zhì)雙C形升壓器，電源為單相220V交流電源，電源容量為220V·6A，容量充足。

升壓器具有兩組輸出端子：一組為電源輸出端子，負(fù)責(zé)為試驗(yàn)器提供單相220V穩(wěn)定電源，用二芯電纜連接到試驗(yàn)器電源輸入航空插座；另一組為調(diào)壓輸出端子，可以輸出0～250V的可調(diào)單相電壓，調(diào)壓輸出通過(guò)二芯電纜連接至高壓試驗(yàn)器調(diào)壓輸入航空插頭。升壓器的調(diào)壓回路采用大功率線性功放電路，閉環(huán)輸出。在輸出端采用動(dòng)態(tài)負(fù)載自動(dòng)調(diào)整技術(shù)，提高了輸出的準(zhǔn)確度，裝置交流標(biāo)準(zhǔn)源輸出頻率可以按0.001Hz細(xì)度任意調(diào)節(jié)。

（3）高壓試驗(yàn)器結(jié)構(gòu)。高壓試驗(yàn)器負(fù)責(zé)進(jìn)行電壓變換，輸出一次高電壓。試驗(yàn)器電源為單相220V，配有電源指示燈。

試驗(yàn)器接收升壓器的可調(diào)電壓，并配有輸出指示燈用于指示升壓器輸出電壓，通過(guò)內(nèi)部TA繞組將輸入的0～250V低壓升高為0～10kV的高壓，通過(guò)高壓輸出端子輸出至壓變，高壓輸出端子最大輸出電流100mA，配有過(guò)載自動(dòng)保護(hù)，輸出電流大于100mA時(shí)自動(dòng)跳開保護(hù)試驗(yàn)儀器和被試設(shè)備的安全。

高壓試驗(yàn)器面板上配置有LCD數(shù)顯電流表和電壓表，顯示直觀，讀數(shù)方便。為了保證讀數(shù)的精確，配有兩個(gè)調(diào)整孔，在需要對(duì)電流表和電壓表計(jì)進(jìn)行計(jì)量檢定時(shí)，只要將孔的圓封貼挑起，便可用小起子進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整完畢將圓封貼復(fù)原。

試驗(yàn)器內(nèi)置有大容量的FLASH ROM，方便試驗(yàn)人員存貯檢定結(jié)果數(shù)據(jù)，并備有多種通信接口方便將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔挥?jì)算機(jī)。采用大規(guī)模FPGA芯片設(shè)計(jì)自己的專用IC使電路簡(jiǎn)化并提高了可靠性。

（4）保護(hù)功能。為了保護(hù)試驗(yàn)儀器和人員的安全，升壓器和試驗(yàn)器都配有接地端子，并配有專用接地線進(jìn)行儀器接地。升壓器和試驗(yàn)器設(shè)計(jì)了多重報(bào)警和保護(hù)功能，故障自行檢測(cè)，可準(zhǔn)確顯示出故障類型，使用安全可靠。

2.2 工作原理

單相多功能壓變接線校驗(yàn)裝置總原理圖如圖2所示，AC220V電源經(jīng)電源插座XS后再總電源閘刀ZD控制，送至主回路電源控制繼電器K1控制，至調(diào)壓器TY輸入端，經(jīng)調(diào)壓器調(diào)節(jié)后可輸出0～250V電壓，經(jīng)輸出控制繼電器KT控制，經(jīng)電壓切換繼電器K2電壓切換至升壓變壓器T1，高壓輸出至輸出端子X1～X2，輸出0～6kV或0～10kV高壓。

繼電器K2用于切換輸出電壓的范圍，當(dāng)繼電器K2不動(dòng)作時(shí)，調(diào)壓器輸出的電壓加至升壓變壓器的3-1輸入端，此時(shí)升壓變壓器最高輸出電壓6kV；當(dāng)繼電器K2動(dòng)作時(shí)，調(diào)壓器輸出的電壓加至升壓變壓器的2-1輸入端，此時(shí)升壓變壓器最高輸出電壓10kV。由于K2不能在輸出狀態(tài)下動(dòng)作（否則高壓主回路電壓突然升高），所以該繼電器由主單片機(jī)通過(guò)軟件控制，如果在高壓切除狀態(tài)切換此開關(guān)，單片機(jī)直接控制切換繼電器；如果在高壓輸出狀態(tài)切換此開關(guān)，單片機(jī)將先切除輸出繼電器，延時(shí)0.2s后再控制切換繼電器，避免高壓突然升高。

主電源回路在進(jìn)調(diào)壓器TY之前，接有電源過(guò)載采樣CT1，當(dāng)電源中電流超過(guò)6A時(shí)，輸出開關(guān)信號(hào)至主單片機(jī)，由主單片機(jī)電源輸出繼電器K1切斷輸出。

電壓表通過(guò)電阻分壓式PT隔離采樣，經(jīng)AD采樣，至電壓表單片機(jī)計(jì)算，至電壓表LCD顯示，當(dāng)測(cè)量電壓超過(guò)10.5kV時(shí)，將開關(guān)信號(hào)輸出至主單片機(jī)，由主單片機(jī)控制輸出繼電器KT切斷輸出。

電流表通過(guò)小型電流互感器CT2隔離采用，經(jīng)AD采樣，至電流表單片機(jī)計(jì)算，至電流表LCD顯示，當(dāng)測(cè)量電流超過(guò)105mA時(shí)，將開關(guān)信號(hào)輸出至主單片機(jī)，由主單片機(jī)控制輸出繼電器KT切斷輸出。

輸出時(shí)間設(shè)置撥盤開關(guān)，從輸出繼電器KT動(dòng)作開始計(jì)時(shí)，當(dāng)輸出時(shí)間到達(dá)時(shí)間設(shè)置值，主單片機(jī)即將輸出繼電器KT返回，切除輸出。

電源開關(guān)、輸出切換開關(guān)、高壓輸出按鈕、高壓切除按鈕等開關(guān)量信號(hào)均接至主單片機(jī)。

經(jīng)總電源閘刀后的220V電源，經(jīng)AC/DC電源變換，輸出三路直流電源：一路至主單片機(jī)及繼電器，一路至電壓表，還有一路至電流表。

3 技術(shù)重點(diǎn)與適用范圍

3.1 技術(shù)重點(diǎn)

單相多功能壓變接線校驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)合理，輸出容量大、體積小、重量輕，顯示直觀，讀數(shù)方便。其接線過(guò)程及操作過(guò)程簡(jiǎn)單。具有過(guò)載自動(dòng)保護(hù)、時(shí)間設(shè)定保護(hù)等多重保護(hù)措施；極大地提高了檢修人員驗(yàn)收壓變二次回路的驗(yàn)收時(shí)間，提高了工作效率，防止了因傳統(tǒng)驗(yàn)證壓變二次回路造成的誤接線等情況的發(fā)生。

3.2 適用范圍

單相多功能壓變接線校驗(yàn)裝置，主要適用于220kV及以下系統(tǒng)的電壓互感器二次側(cè)接線校驗(yàn)工作，以及電壓互感器本體的各項(xiàng)檢定工作。安裝方便，使用安全可靠。

4 結(jié)語(yǔ)

該單相多功能壓變接線校驗(yàn)裝置已在一座新建220kV變電站驗(yàn)收過(guò)程中得到應(yīng)用，測(cè)試變比，同時(shí)驗(yàn)證各側(cè)電壓互感器相關(guān)二次回路接線，并經(jīng)過(guò)實(shí)際帶電驗(yàn)證，使用效果顯著。