电子式互感器极性校验系统的设计与应用

ＤＣ负极 相连 的一端 为 Ｐ 。 １
ｒ＼
￡
Ｌ ／
（ ） 感 器 极 性 反 接 ｂ 互
也 可 以测 量 直流 电 流 ． 其测 量 精 度及 稳 定性 容 易 但 受 外界 环境影 响 ． 且其 自身存 在 固有 的 白噪声 。
实 际应 用 中可用大 功率 直流 源替代 干 电池 ，提供 较
大的 直流 电流对 电子式 互感 器进行 极性 校验 ，如 图 ３所 示 ． 数据 分析 软件 接 收合并 单元 采 样值 数据 ， 实 时监视 电子式 互感 器输 出波形 变化 情况 。
统 的互 感器 极性 校验 方法 已经 不冉 适 用于 电子 式互 感 器 ．必须 针 对 电子 式互 感器 的 特点 采用 新方 法对 其极性 进行校 验 有 源 电子 式 电流 互感 器 工作 原理 是法 拉第 电磁
干
ｌ
ｌＴ Ｃ
指 示 表
Ｊ 二次引出端
ｆ ） Ｔ极 性 校 验 结 构 图 ａＣ
得 传 统仪 表 不能 对 其进 行测 量 ． 须开 发 专 用 的数 必
据 分 析 软 件 才 能 对 其 输 出数 字 量 进 行 解 析 、 理 和 处 监视 。
电子 式 互 感 器 数 据 分 析 软 件 具 有 数 字 报 文 捕 获功 能 ．能按 照 Ｉ Ｃ １５ — — Ｅ ６ ８ ０ ９ ２标准 或 Ｆ ３格 式对 Ｔ 报 文进行 解 析 ，并 在此 基 础上 完 成采 样 数 据分 析 、
：
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！文 挚 一 蟹 ＿ ．一
验． 可称 为直 流法 校 验 Ｒ ｇ ｗ ｋ 线 圈原 理 的 互 感 器 极 性 时 ． ｏ ｏ ｓｉ 控 制 ＤＣ输 出 ．使 阶跃 的直 流 电流 从 Ｒ ｇ ｗｓｉ 网 ｏｏ ｋ 线 Ｐ 端流人 ． 时若 数据 分析软 件显示 波形 为 图 ４ ａ １ 此 （）
振 光 沿 外 加 磁 场方 向或 磁 化 强 度 方 向 通 过 磁 光 介
传统 电磁 式互 感 器采 用 干 电池 法 校验 极性 ， 校 验 时 ． 电池 的阶跃输 入使 互感 器产 生冲击 响应 ， 干 利
用 此 响 应 的 特 征 即 可 判 断 互 感 器 的极 性 。 光 学 互 感
集转换 模块 以及合 并单 元三 大部 分 一次 传感 元件 采集 一 次大 电 流 ／ 电压 ．并转 换 为小 电 压信 号或 高 光信 号 数 据 采集转 换模 块将 一 次传 感元 件输 出信 号转 换 为与一 次量 相关 的数 字量 信号 ．并 通 过光纤 传输 给低 压侧 合并 单元 ，彻 底 隔离一 次 高压 系统 和
感 器 的极 性 校 验提 供 了有 效 手 段 ， 工 程 上保 证 了智 能 变 电站保 护 、 在 测控 、 量 等后 端应 用的 正 确性 。 计 关键词 ： 电子 式互 感 器 ； 性 校 验 ； 据 分析 软 件 ； 流 电 源 极 数 直
中 图分 类 号 ： Ｍ７ ４ Ｔ ３ Ｔ ６ ； Ｍ７
江
苏
电
机
工
程
第 ３ 卷 第 ５期 １
Ｊａ ｇ ｕ Ｅ ｅ ｔｉａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｉｎ ｓ ｌ ｃｒｃ ｌ Ｅｎ ｉ ｅ ｒ ｎ
电子式互感器极性校验 系统 的设计与应用
卜强 生 ， 建 明 袁 宇波 ， 磊 ， 志 新 ２宋 亮 亮 王 ， 高 潘
（． １ 江苏 省 电力 公 司电力科 学研究 院 ， 江苏 南京 ２ ０ ；． 锡供 电公 司 ， 苏 无 锡 ２ ４ ６ ） １ １ ３ ２无 １ 江 １０ １
质 时 的偏 振面偏 转 角度来 计算 被测 电流 ］
基 于 法 拉 第 磁 光 效 应 的 光 学 电 流 互 感 器 测 量 频带宽 ． 暂态 性 能好 ． 以测 量 稳态 和暂 态 的交 流 ， 可
器 可测直 流信 号 其 自身存 在一定 的 白噪声 ， 电 但 小
流情 况 下可能 湮没 其真 实 电流 。若 采用 干 电池 法对 其 进行极 性校 验 ． 由于 电流较 小 而无法 正确判 断 。 将
直 流 指
， Ｊ
电 池
感 应 原理 ．可 以测量 周期 性 交变 的 电流量 和 突变 的
表
直流 量 ． 稳 定性 好 、 易 受 外界 环 境 因 素影 响 ｌ ； 且 不 ３ 对稳 态 的直流量 有滤 除效果
无源 电子 式 电流互感 器 主要 指采 用光 学测 量 原 理 的电 流互感 器 ． 又称 光学 电流 互感 器 （ Ｔ ， 原 ＯＣ ） 其
文献标 志码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ ９ ０ ６ （０２ ０ — ０ ２ ０ １０— ６５ ２ １ ）５ ０ ３— ４
电力 互感 器是 电 力 系统重 要 的 பைடு நூலகம்气 设 备 ． 承担 着高 压 向低压 或 大 电流 向小 电流转 换 以及高 、 压 低
系统 间隔离 的功能 互感 器接线 正确性 直接 关 系到
二 次低压 系统 合 并单 元是 电子式 互感 器与保 护 、 测
１ 传 统 互 感器 极 性 校 验 系统
传统 电磁式 互感 器 采用 法拉 第 电磁 感 应原 理 ，
一
控 等 二次设 备 的接 口 ．它 收集 相 关一 次 电流 ／ 电压 采样 数 据 ． 并进行 同步处 理后输 出『 （ 文提 及 电子 ２下
次侧 和二 次 侧 通 过 同一 个 磁 通 链 路 进行 能量 传
式 互感器 输 出数据 即指其 合并 单元输 出的数据 ） 。
根 据高 压侧 元件 是否需 要 电源 供 电 ，电子式 互
感 器可 以分 为有 源式 和无 源式 无 论是 有 源式还 是 无源式 ．电子式 互感 器最 终输 出都 是统 一 的数 字量 方 式 ． 似传 统 互感器 的 二次 引 出端 已不存 在 ， 类 无法
图 ２ 数 据 分 析软 件功 能 结 构
电子式 互感 器数 据分 析软件 采用 实时波 形 的方
式 直 观反 映一 次 电流 ／ 电压 的变 化情 况 ．可 以替 代 万用表 等传 统仪 表对 电子式 互感 器输 出采样 波形 实 时监视 ． 而判 断其极性 的正确性 从
３２ 极性 校验 系统 组成 ．
递 和 电流 ／ 电压 大小 的转换 。 目前 ， 一般 采用 干电池
“ 极性 法 ” 其进 行极性 校验 ， 图 １ 示 。 点 对 如 所
帛 池 Ｒ＿ 一 ｛ Ｌ ｌ ｊ— 一 ｒ ｌ Ｉ］ 次ｍ Ｊ 引
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使 用传 统 的直 流指示 表对 电子式 互 感器 的 输 出进 行 观察 、 验 电子 式互 感器 的原理 也发 生 了变化 ， 校 传
摘 要 ： 传 统 电磁 互 感 器极 性 校 验 方 法 的 基础 上 ． 析 了 电子 式 互 感 器 的特 点 ． 计 了基 于数 据 分 析 软 件 的 电子 式 互 在 分 设
感 器极 性 校 验 系统 ， 详 细介 绍 了采 用 直 流 法 对 不 同原 理 的 电子 式 互 感 器 进 行 极 性 校验 和 结 果判 断 的 方 法． 电子 式 互 并 为
Ｄ
３ 电子 式 互 感 器 极 性 校 验 系统
３１ 电 子 式 互 感 器 数 据 分 析 软 件 ．
传 统 电磁式 互 感器 ．采 用万 用表 或者 交 ／ 直流
指示 表 即可 方便 测 得其 二 次输 出 ． 过 比例 换算 即 通
可 得 到其 一 次量 电子 式互 感 器 的数 字量 输 出 ． 使
软件 都是 便携 式设备 ． 因此 ． 该校 验 系统适用 于实 验
室 和现场 的极 性校 验
３３ 极 性 校 验 系 统 应 用 ．
极性 校验 时 ． 接线 方式 如 图 ３ 根 据 电子式 互 感 ． 器 的极性 标注 ．将 Ｄ 的正极 与互感 器 Ｐ Ｃ １相连 ． 负 极 与互 感 器 Ｐ ２相 连 ． 制 Ｄ 的输 出 ． 过数 据 分 控 Ｃ 通 析软 件显 示 的波形 判断互 感器极 性 的正确 性 此 极 性校 验法 主要 采用 直流对 电子式 互感 器极 性进行 校
式互感 器 原理 、 构 、 出方 式 的不 同 ， 统 的极性 结 输 传
校 验方 法 已不再 适 用 于 电 子 式 互感 器 针 对 此情 况 ． 出了一 种 基于 电子 式互 感 器数 据分 析 软件 的 提 极性 校验 系 统 ． 校 验 系统 可 以在 现场或 实 验室 方 该 便地 对 电子式互感 器极 性进 行校验 。
ｆ Ｐ ｂ） Ｔ极 性校 验 结 构 图
图 １ 电磁 式 互 感 器 极 性 校验 结构
收 稿 日期 ：０１ ２ ２—０ — ９： 回 日期 ：０ ２ ６ ２ ５ ０ 修 ２ １ －０ － ０
强生 等 ： 电子 式 互 感 器 极 性 校验 系统 的设 计 与 应 用
３ ３
理 主要 基于法拉 第磁 光效 应 。它 可通 过测量 线性偏
互感 器一 次 引 出端 与干 电池 相 连 ．通 过 开 关 Ｓ
控 制 电流 ／ 电压 的通 断 ．互感 器 二次 引 出端 接 至高
保护 、 测控 、 量等 应用设 备 能否正 常工作 ］ 计 。为了 防止 互感 器极 性 的误 标或 标签 老 化模 糊 。 新安 装 互 感器 投运 或 互感 器检 修 时 ．对其 极性 进行 校 验 ． 已
考虑 到光学 互感 器 的噪声 、有源 电子式 互感 器 的 电磁 响应 特 性 以及 校 验 系 统 的 安 全性 ．直 流 源 ＤＣ应 能输 出 ３ 以上 直 流 电流 ． ０Ａ 而校 验 时最 大 输 出直 流 电流控 制在 １０Ａ 以内 直流源 的输 出容 量 ０
技术 实现 不 同任 务之 间 的并 行工 作
应考 虑校 验系统 的回路 阻抗 ． 实验室 校验 时 ． 输 在 其
出容 量达 到 ５ ０Ｗ 以上 即可 ：而 在现 场测 试 时 ． ０ 其 输 出容量 需达 到 １ ０ 以上 直 流源 可 以是具 有 ０Ｗ ０ 大功 率直 流 电流输 出的继 电保护 测试 仪 ．也可 以是 便携 式大 功率 直流恒 流 源 直流 源 ＤＣ和数 据分 析
波形 和信 息 显 示 、 波 分 析 、 谐 数据 录波 、 据 存储 、 数
格式转 换 等应用 功 能【 。 电子式 互感 器数 据分 析软 ５ ］
件功 能结 构如 图 ２所 示 数 据分析 软件 各功 能模块
可用 不 同 的任 务实 现 ． 利用 操 作 系统 提供 的多 线程
图 ３ 电 子 式 互感 器 极 性 校 验 系统
所示 ： ０正 向冲激 至一 定大 小后 又逐 渐 衰减 至 ０ 从 。
则 被 校 电 子 式互 感 器 标 注 的极 性 是 正 确 ． ＤＣ正 极
相 连一 端 为 Ｐ ： 数据 分 析软 件 显示 的波形 为 图 ４ １若
江 苏 电 机 工 程
（） ｂ 所示 ： ０负 向冲激至 一定大 小后 又逐渐 衰减 至 从 ０ ，则 被 校 电 子 式互 感 器 标 注 的 极 性 是 错 误 的 ． 与
灵敏 度双 向直流指 示 表 闭合 ／ 开 开关 Ｓ 通 过观 打 ， 察直 流指示 表 的指针 偏转 方 向 即可判 断互 感器 的极
性 。 由传统 互感 器 的原理 、 构及 接线 方式 可 知 ， 结 其
二次输 出的极性 可 以方 便地 通过 改变 二次 引 出端 的
接线 方式 而调整
是试 验维护 人员 必不 可少 的工作程 序 传 统 的电磁
式 电力互感 器极性 校验 方法 较为成 熟 随 着光纤 技 术和 光 电子学 的 发展 ． 电子式 互感 器在 智 能变 电站 建设 中得 到了广泛 应用 由于 电子式 互感器 与 电磁
２ 电 子 式互 感 器 特 点
电子式 互感 器 主要包 含一 次 传感 元件 、数 据采