單相多功能壓變接線校驗裝置的研制

馬艷 吳航 武新宇

摘 要：文章簡要說明了單相多功能壓變接線校驗裝置的研制背景，重點分析了裝置構造和工作原理，最后闡述了單相多功能壓變接線校驗裝置的技術重點與適用范圍。

關鍵詞：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

目前在對電壓互感器進行檢定時，需要另外配置負荷箱、調壓器、標準電壓互感器以及升壓器。測試過程所用儀器較多，接線復雜，測試過程所耗時間多，測試的結果誤差也較大。同時，對于新上或者更換電壓互感器的工作時，要對其二次接線進行正確性檢查。傳統的檢查方法，是將PT端子箱內端子排上所有接線拆開，然后在互感器繞組根部處，進行對地查線工作，整個過程費時費力，而在端子排處恢復接線的時候，容易造成誤接線，從而使得認線過程徒勞無功。（圖1所示）

2 裝置構造和工作原理

2.1 裝置構造

多功能壓變接線校驗裝置采用鋁合金一體式機箱、PC面板、外形美觀；采用優質雙C形升壓變壓器，空載漏磁小、體積小、重量輕。內置LCD數顯電壓表和電流表，電源回路帶過載自動保護、輸出電流過流保護、輸出電壓過壓保護、時間設定保護等多重保護措施，主要適用于220kV及以下系統壓變接線校驗。

（1）總體結構。整個校驗裝置分為升壓器和高壓試驗器兩部分。裝置箱體全部采用鋁合金制作，內部面板為PC面板，采用緊湊而美觀的表源一體化設計，整個裝置體積小，重量輕。

（2）升壓器結構。升壓器采用優質雙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，負責為試驗器提供單相220V穩定電源，用二芯電纜連接到試驗器電源輸入航空插座；另一組為調壓輸出端子，可以輸出0～250V的可調單相電壓，調壓輸出通過二芯電纜連接至高壓試驗器調壓輸入航空插頭。升壓器的調壓回路采用大功率線性功放電路，閉環輸出。在輸出端采用動態負載自動調整技術，提高了輸出的準確度，裝置交流標準源輸出頻率可以按0.001Hz細度任意調節。

（3）高壓試驗器結構。高壓試驗器負責進行電壓變換，輸出一次高電壓。試驗器電源為單相220V，配有電源指示燈。

試驗器接收升壓器的可調電壓，并配有輸出指示燈用于指示升壓器輸出電壓，通過內部TA繞組將輸入的0～250V低壓升高為0～10kV的高壓，通過高壓輸出端子輸出至壓變，高壓輸出端子最大輸出電流100mA，配有過載自動保護，輸出電流大于100mA時自動跳開保護試驗儀器和被試設備的安全。

高壓試驗器面板上配置有LCD數顯電流表和電壓表，顯示直觀，讀數方便。為了保證讀數的精確，配有兩個調整孔，在需要對電流表和電壓表計進行計量檢定時，只要將孔的圓封貼挑起，便可用小起子進行調整，調整完畢將圓封貼復原。

試驗器內置有大容量的FLASH ROM，方便試驗人員存貯檢定結果數據，并備有多種通信接口方便將數據傳輸到上位計算機。采用大規模FPGA芯片設計自己的專用IC使電路簡化并提高了可靠性。

（4）保護功能。為了保護試驗儀器和人員的安全，升壓器和試驗器都配有接地端子，并配有專用接地線進行儀器接地。升壓器和試驗器設計了多重報警和保護功能，故障自行檢測，可準確顯示出故障類型，使用安全可靠。

2.2 工作原理

單相多功能壓變接線校驗裝置總原理圖如圖2所示，AC220V電源經電源插座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，至調壓器TY輸入端，經調壓器調節后可輸出0～250V電壓，經輸出控制繼電器KT控制，經電壓切換繼電器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，當繼電器K2不動作時，調壓器輸出的電壓加至升壓變壓器的3-1輸入端，此時升壓變壓器最高輸出電壓6kV；當繼電器K2動作時，調壓器輸出的電壓加至升壓變壓器的2-1輸入端，此時升壓變壓器最高輸出電壓10kV。由于K2不能在輸出狀態下動作（否則高壓主回路電壓突然升高），所以該繼電器由主單片機通過軟件控制，如果在高壓切除狀態切換此開關，單片機直接控制切換繼電器；如果在高壓輸出狀態切換此開關，單片機將先切除輸出繼電器，延時0.2s后再控制切換繼電器，避免高壓突然升高。

主電源回路在進調壓器TY之前，接有電源過載采樣CT1，當電源中電流超過6A時，輸出開關信號至主單片機，由主單片機電源輸出繼電器K1切斷輸出。

電壓表通過電阻分壓式PT隔離采樣，經AD采樣，至電壓表單片機計算，至電壓表LCD顯示，當測量電壓超過10.5kV時，將開關信號輸出至主單片機，由主單片機控制輸出繼電器KT切斷輸出。

電流表通過小型電流互感器CT2隔離采用，經AD采樣，至電流表單片機計算，至電流表LCD顯示，當測量電流超過105mA時，將開關信號輸出至主單片機，由主單片機控制輸出繼電器KT切斷輸出。

輸出時間設置撥盤開關，從輸出繼電器KT動作開始計時，當輸出時間到達時間設置值，主單片機即將輸出繼電器KT返回，切除輸出。

電源開關、輸出切換開關、高壓輸出按鈕、高壓切除按鈕等開關量信號均接至主單片機。

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

3 技術重點與適用范圍

3.1 技術重點

單相多功能壓變接線校驗裝置結構合理，輸出容量大、體積小、重量輕，顯示直觀，讀數方便。其接線過程及操作過程簡單。具有過載自動保護、時間設定保護等多重保護措施；極大地提高了檢修人員驗收壓變二次回路的驗收時間，提高了工作效率，防止了因傳統驗證壓變二次回路造成的誤接線等情況的發生。

3.2 適用范圍

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

4 結語

該單相多功能壓變接線校驗裝置已在一座新建220kV變電站驗收過程中得到應用，測試變比，同時驗證各側電壓互感器相關二次回路接線，并經過實際帶電驗證，使用效果顯著。