電流互感器極性快速測試儀的研發

黃慶濤

（扶綏供電公司 廣西扶綏 532199）

電流互感器極性快速測試儀的研發

黃慶濤

（扶綏供電公司 廣西扶綏 532199）

電流互感器極性快速測試儀，包括設置在殼體表面右兩端分別設置有接線端子以及左端的LCD顯示器和打印機，接線端子的下方和殼體表面的底端邊沿之間設置有電源接口和電源開關，以及設置殼體內部的極性判別電路、信號控制器、電池供電監控電路和通信接口電路，接線端子通過極性判別電路與信號控制器電氣連接，信號控制器分別與電池供電監控電路、通信接口電路和LCD顯示器電氣連接，通信接口電路與通信轉接口與打印機連接，本實用新型操作方便，能夠快捷有效地判別出電流互感器極性，降低試驗時間，提高檢修效率。

電流互感器；極性快速測試儀；研發

前言

電流互感器（以下簡稱CT，Current Transformer）是電力系統中聯系一次回路和二次回路的重要設備，在發電廠、變電站、配電網廣泛使用，它能夠通過交變磁通將電力系統一次側的大電流轉化為二次電流供給保護、測量、計量、錄波等二次回路使用。由于電流互感器在繼電保護二次回路中起一、二次回路的電流隔離作用，它們的一、二次側都有兩個及以上的引出端子，任何一側CT的引出端子用錯或二次側回路的極性接反，都會使二次側的相位變化180°，就極有可能造成一些帶方向判別條件的保護裝置（功能）拒動或誤動，從而給電網的安全穩定運行造成危害。因此，需要在電流互感器投入使用前或更換CT二次電纜后，及時對上述CT的極性進行測試是繼電保護工作人員不可或缺的工作環節。現有的極性測試裝置雖然功能都比較齊全，但過于笨重攜帶不便，每次在現場接線比較凌亂、繁瑣，容易出錯，降低檢修效率。

1 電流互感器極性快速測試儀技術方案

為解決現有技術的上述問題，提供了一種操作簡單、能快速、正確判別電流互感器極性快速測試儀，為了實現上述目的，采用的技術方案如下：極性判別電路包括信號比較放大器U1A、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻 R4、電阻 R5、電阻 R6、電阻 R7、電阻 R8、三極管 Q1、電容 C1、電容C2和發光二極管D1，電阻R1的一端、電阻R3一端、電容C1一端分別與電壓互感器的二次側的一抽頭連接，電容C1的另一端、電阻R2的一端、電阻R4的一端分別與電壓互感器的二次側的另一抽頭連接，電阻R1的另一端和電阻R2的另一端都與地連接，電阻R3的另一端與信號比較放大器U1A的正極連接，電阻R4的另一端與信號比較放大器U1A的負極連接，電阻R5的一端、電阻R6的一端、電容C2的正極都與信號比較放大器U1A的輸出端連接，電阻R5的另一端與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的集電極分別與電阻R7的一端、發光二極管D1的陽極、信號控制器連接，發光二極管D1的陰極與電阻R8的一端連接，電容C2的負極、電阻R7的另一端、電阻R8的另一端都與地連接，三極管Q1的發射極與+12V電源電壓連接，電阻R6與+5V電源電壓連接。

電池供電監控電路包括三極管Q2、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13和電阻R14，電阻R10的一端與電阻R12的一端連接后再與信號控制器連接，電阻R11的一端、三極管Q2的基極都分別與信號控制器連接，電阻R10的另一端通過電阻R13與三極管Q2的基極連接，電阻R9的一端也與三極管Q2的基極連接，電阻R9的另一端、電阻R12的另一端都與地連接，電阻R11的另一端分別與三極管Q2的集電極、電池的正極連接，三極管Q2的發射極通過電阻R14與電池的負極連接后再與地連接。信號控制器為AT89C2051單片控制器。信號比較放大器U1A采用LM339四輸出集成運算放大器芯片。通信轉接口為25針RS-232串口、9針RS-232串口或USB接口，通信接口電路為RS-232通信電路或USB通信電路。在本實用新型中采用9針RS-232串口。所接線端子為二線輸入通道、四線輸入通道或六線輸入通道。

2 電流互感器極性快速測試儀具體實施方式

如圖1～2所示，一種電流互感器極性快速測試儀，包括殼體100，以及設置在殼體100表面右兩端分別設置有接線端子1以及左端的LCD顯示器5和打印機8，接線端子1的下方和殼體100表面的底端邊沿之間設置有電源接口9和電源開關10，以及設置殼體100內部的極性判別電路2、信號控制器3、電池供電監控電路4和通信接口電路6，接線端子1通過極性判別電路2與信號控制器3電氣連接，信號控制器3分別與電池供電監控電路4、通信接口電路6和LCD顯示器5電氣連接，通信接口電路6通過通信轉接口7與打印機8連接，信號控制器3為AT89C2051單片控制器。通信轉接口7為25針RS-232串口、9針RS-232串口或USB接口，通信接口電路6為RS-232通信電路或USB通信電路。通過設置打印機7可方便及時地打印所測試的結果。在本實用新型中，接線端子1的輸入通道包括二線輸入通道a、四線輸入通道b和六線輸入通道g。

圖1

圖2

如圖3所示，極性判別電路包括信號比較放大器U1A、電阻R1、電阻 R2、電阻 R3、電阻 R4、電阻 R5、電阻 R6、電阻 R7、電阻 R8、三極管Q1、電容C1、電容C2和發光二極管D1，電阻R1的一端、電阻R3一端、電容C1一端分別與電壓互感器的二次側的一個抽頭連接，電容C1的另一端、電阻R2的一端、電阻R4的一端分別與電壓互感器的二次側的另一抽頭連接，電阻R1的另一端和電阻R2的另一端都與地連接，電阻R3的另一端與信號比較放大器U1A的正極連接，電阻R4的另一端與信號比較放大器U1A的負極連接，電阻R5的一端、電阻R6的一端、電容C2的正極都與信號比較放大器U1A的輸出端連接，電阻R5的另一端與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的集電極分別與電阻R7的一端、發光二極管D1的陽極、信號控制器3連接，發光二極管D1的陰極與電阻R8的一端連接，電容C2的負極、電阻R7的另一端、電阻R8的另一端都與地連接，三極管Q1的發射極與+12V電源電壓連接，電阻R6與+5V電源電壓連接。在本實用新型中，比較放大器采用LM339四輸出集成運算放大器芯片。

圖3

極性判別電路的工作原理如下：電流互感器CT的一次側為兩個抽頭接線端子，電流互感器CT的二次側為若干個抽頭接線端子，在本實用新型中，如圖2所示，電流互感器CT一次側的P1端子和P2端子，S1端子、S2端子、S3端子、S4端子、S5端子和S6端子為電流互感器CT二次側的六個抽頭接線端子，測試時，從電流互感器CT的一次側施加電壓信號Us，在此同時，電流互感器CT二次側的S1端子和S6端子分別接入殼體100表面的二線輸入通道a，電流互感器CT二次側瞬時感應輸出的脈沖采樣信號分別送入信號比較放大器U1A的正極輸入端（in+）和負極輸入端（in-）進行比較放大和調節處理，從電流互感器CT的二次側S1，S2的瞬時感應脈沖采樣信號，在比較器中進行比較，因為極性不同時，感應的脈沖正負是不同的，當極性相同時，比較輸出為低電平，三極管Q1被導通，發光二極管D1發亮，表示極性相同，三極管Q1輸出高電平至AT89C2051控制器的P3.5引腳，此時AT89C2051控制器輸出相應的信號至LCD顯示器5，則LCD顯示器5上顯示為“正”表示極性相同。若極性不同時，比較輸出為高電平，三極管Q1截止不導通，發光二極管D1不發亮，則極性不相同，三極管Q1輸出低電平至AT89C2051控制器的P3.5引腳，此時AT89C2051控制器輸出相應的信號至LCD顯示器5，LCD顯示器5上顯示為“負”表示極性不相同，通過以上測試來判斷電流互感器CT的極性。當同時測試電流互感器CT的四個抽頭端子或六個抽頭端子時，則將抽頭分別接入殼體100表面的四線輸入通道b或六線輸入通道g，此時的極性判別電路中的信號比較放大器U1A所采用的型號為LM339四輸出集成運算放大器芯片，將采用四組比較輸出進行同時測試，而提高了測試的效率。

如圖4所示，電池供電監控電路4包括三極管Q2、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13和電阻R14，電阻R10的一端與電阻R12的一端連接后再與信號控制器3連接，電阻R11的一端、三極管Q2的基極都分別與信號控制器3連接，電阻R10的另一端通過電阻R13與三極管Q2的基極連接，電阻R9的一端也與三極管Q2的基極連接，電阻R9的另一端、電阻R12的另一端都與地連接，電阻R11的另一端分別與三極管Q2的集電極、電池BT1的正極連接，三極管Q2的發射極通過電阻R14與電池BT1的負極連接后再與地連接，電池BT1采用12V，同時通過在電池BT1的正極設置電源開關KM后再與電阻R11和三極管Q2的集電極進行連接，以控制電池BT1的工作狀態。

圖4

3 結語

綜上，由于采用了上述方案，還具有以下有益效果：電流互感器極性快速測試儀集成了所有部件于一體，結構簡單，操作方便，能夠快捷，現場接線簡單，有效快速地判別出電流互感器極性，降低試驗時間，提高檢修效率，減少設備停役時間。而且，存放容易，而且攜帶和使用都更為靈活輕便。

[1]胡曉光，王哲，于文斌.電流互感器極性快速測試儀的研發[J].電力系統及其自動化學報，2001，13（4）：12～15.

[2]束洪春，林敏.電流互感器極性快速測試儀的研究[J].電網技術，2003，27（4）：11～14.

[3]葛榮尚，胡家為，黃慎儀.電流互感器極性快速測試儀的探討[J].電力系統自動化，2000，24（3）：32～35.

TM452

A

1004-7344（2016）32-0071-02

2016-10-26

黃慶濤（1976-），男，助理工程師，本科，主要從事變電檢修、繼電保護、高壓試驗工作。