專利名稱：便攜式三相電壓互感器智能檢定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種便攜式三相電壓互感器智能檢定裝置，屬電力計量技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
2007年5月28日開始實施的JJG1021-2007《電力互感器》檢定規(guī)程中規(guī)定“檢 定三相五柱電壓互感器，應(yīng)施加三相高壓電源，在被測相與地間接入標準電壓互感器，被測 相二次繞組接入電壓負荷箱，用比較法測量誤差。”從原理上講，三相三柱型、抗鐵磁諧振型、經(jīng)消弧線圈接地型電壓互感器檢定時都 應(yīng)施加三相高壓電源進行誤差測定，現(xiàn)場檢定三相電壓互感器檢定時需要①設(shè)備一臺三 相自偶調(diào)壓器、2臺單相自偶調(diào)壓器、6臺電壓互感器負荷箱、一臺互感器校驗儀、電壓相序 表 ’②人員經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員來完成大量設(shè)備間的連接線；③環(huán)境條件需要三相電 源。由于上述對設(shè)備、人員及環(huán)境條件的要求難以滿足，上述設(shè)備多數(shù)為銅、鐵構(gòu)成的電磁 類笨重設(shè)備難以組合，由于上述原因，到目前為止，我國幾乎所有的電能計量檢定機構(gòu)幾乎 都沒有三相電壓互感器檢定裝置，更沒有適合現(xiàn)場使用的便攜式三相電壓互感器現(xiàn)場檢定 裝置，致使幾乎所有計量用三相五柱型、三相三柱型、抗鐵磁諧振型、經(jīng)消弧線圈接地型電 壓互感器在未按規(guī)程要求檢定的情況下投入運行，而計量用互感器是《計量法》規(guī)定的強制 性檢定計量器具。因此，研究開發(fā)便攜式三相電壓互感器現(xiàn)場檢定裝置對改變上述局面，具 有重要意義?，F(xiàn)有三相電壓互感器檢定方法主要存在以下不足1)采用單相法檢定，不能滿足 規(guī)程“應(yīng)施加三相高壓電源”的要求；2)由單相設(shè)備構(gòu)成，需用設(shè)備多(1臺三相自偶調(diào)壓 器、2臺單相自偶調(diào)壓器、六臺負荷箱)，設(shè)備笨重，設(shè)備連接線多，易出現(xiàn)錯誤接線，勞動 強度大，效率低；3)現(xiàn)場檢定時很難找到三相電源，即使有也很難滿足三相電壓的平衡對 稱，還要對三相電壓進行核相以確保電源電壓的相序應(yīng)和被?；ジ衅鳂嗣鞯南嘈蛞恢?；4) 由單相設(shè)備構(gòu)成，無法實現(xiàn)檢定過程的自動化，檢定數(shù)據(jù)無法上傳。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有三相電壓互感器檢定方法存在的諸多不足，提出一 種便攜式三相電壓互感器智能檢定裝置，以解決采用施加三相高壓電源檢定電壓互感器的 問題，并且實現(xiàn)設(shè)備簡單、接線方便等要求。本實用新型的技術(shù)方案是，應(yīng)用基于數(shù)字合成程控高效功率源驅(qū)動三相升壓器 同步升壓模塊、基于電壓互感器負荷誤差曲線外推法的三相程控負荷模塊、基于電壓互感 器負荷誤差曲線外推法的三相電壓互感器校驗?zāi)K集成技術(shù)，構(gòu)建一種能滿足現(xiàn)場檢定要 求，能按現(xiàn)行規(guī)程要求對三相電壓互感器進行自動化檢定，實現(xiàn)對關(guān)鍵參數(shù)自動數(shù)據(jù)采集、 處理和存儲。所述裝置是一個可便攜的箱式結(jié)構(gòu)，所述裝置內(nèi)部的硬件包括三相程控高效功率源、三相升壓器同步升壓模塊、微處理器、三相電壓互感器校驗?zāi)K、三相程控負荷模塊，所 述這些模塊由微處理器分別通過RS232串行通信接口進行通信指令控制；三相程控高效功 率源驅(qū)動三相同步升壓模塊給外接的三相升壓器供給可控的三相電壓；三相電壓互感器 校驗?zāi)K是一個由測差電路構(gòu)成的校驗?zāi)K，它分別與外部標準三相電壓互感器、被試三 相電壓互感器的二次對應(yīng)端子連接；三相程控負荷模塊是由無感電阻組合而成的程控負荷 箱，與被測的電壓互感器繞組相連接。本實用新型一種便攜式三相電壓互感器智能檢定裝置是一個可便攜的箱式結(jié)構(gòu)， 所述裝置外部面板上設(shè)置有可供使用者操作的鍵盤，能顯示所述裝置工作狀態(tài)的顯示屏， 與外部升壓變壓器連接的電壓接線端子，與外部標準三相互感器連接的標準電壓接線端 子，與被試三相電壓互感器連接的試品電壓接線端子，與被試三相電壓互感器連接測量繞 組接線接線端子，給所述裝置供電的電源開關(guān)，用于處置裝置特殊情況的急停按鈕。所述裝置內(nèi)部的硬件包括三相程控高效功率源、三相升壓器同步升壓模塊、微處 理器、三相電壓互感器校驗?zāi)K、三相程控負荷模塊，這些模塊由微處理器分別通過RS232 串行通信接口進行通信指令控制；三相程控高效功率源驅(qū)動三相同步升壓模塊給外接的三 相升壓器供給可控的三相電壓；三相電壓互感器校驗?zāi)K是一個由測差電路構(gòu)成的校驗?zāi)?塊，它分別與外部標準三相電壓互感器和被試三相電壓互感器的二次對應(yīng)端子連接；三相 程控負荷模塊是由無感電阻組合而成的程控負荷箱，與被測的電壓互感器繞組相連接。本實用新型裝置由外接單相220V供電，裝置工作時，基于數(shù)字合成程控的三相程 控高效功率源驅(qū)動三相同步升壓模塊，采用基于三相交流信號數(shù)字合成及高效功率源技術(shù) 實現(xiàn)驅(qū)動三相升壓器同步升壓，可獲得三相電壓失真度< 5%，不對稱度< 1%，輸出具有 明確的相序標識的電壓輸出，電壓由所述裝置面板的“電壓輸出”端子通過導(dǎo)線與外部三相 升壓器對應(yīng)端子連接，向三相升壓變壓器送出可控的三相電壓。三相電壓互感器校驗?zāi)K由測差電路構(gòu)成，在微處理器控制下，能按設(shè)定的程序 測試三種狀態(tài)負荷下電壓互感器的誤差后，計算出被測各相電壓互感器的COSCj5 = 0.8額 定負荷及下限負荷誤差；還可以根據(jù)設(shè)置計算出任意功率因數(shù)、OVA ( S ( 90VA范圍內(nèi)任 意負荷的被測各相電壓互感器誤差。三種狀態(tài)負荷分別指的是，①各個二次繞組均空載；② 測量二次繞組空載和主二次帶功率因數(shù)為1的設(shè)定負荷；③主二次空載和測量二次繞組帶 功率因數(shù)為1的設(shè)定負荷。三相電壓互感器校驗?zāi)K能實現(xiàn)三相電壓互感器三種負荷狀態(tài)下的的誤差值同 步采樣測量，發(fā)布基于數(shù)字合成程控高效功率源驅(qū)動三相升壓器同步升壓模塊、基于電壓 互感器負荷誤差曲線外推法的三相程控負荷模塊的控制命令，按電壓互感器負荷誤差曲線 外推法數(shù)學(xué)模型計算出各相電壓互感器在額定負荷及下限負荷下的誤差值。三相電壓互感器校驗?zāi)K由所述裝置的“標準電壓”輸入端子，經(jīng)導(dǎo)線與外部三相 標準電壓互感器的二次對應(yīng)端子連接，接受三相標準電壓互感器的二次繞組送出的三相電 壓；并由所述裝置的“試品電壓”輸入端子，經(jīng)導(dǎo)線與被試電壓互感器的二次對應(yīng)端子連接， 接受試品電壓互感器送出的三相電壓。三相程控負荷模塊是由無感電阻組合而成的程控負荷箱，使用0. 3級的無感純電 阻為電壓互感器二次負荷，與被測的電壓互感器繞組相聯(lián)。本實用新型便攜式三相電壓互感器智能檢定裝置工作過程如下[0016]將本實用新型便攜式三相電壓互感器智能檢定裝置的“電壓輸出”三相四線端子 通過導(dǎo)線外接三相升壓變壓器對應(yīng)端子；將所述檢定裝置的“標準電壓”的三相四線端子通 過導(dǎo)線與外部標準三相電壓互感器二次對應(yīng)端子連接；將所述檢定裝置的“試品電壓”三 相四線端子經(jīng)導(dǎo)線分別與被試電壓互感器的二次對應(yīng)端子連接；將所述檢定裝置的“測量 繞組電壓”三相四線端子通過導(dǎo)線與外部試品三相電壓互感器測量繞組的二次對應(yīng)端子連 接。開啟便攜式三相電壓互感器智能檢定裝置的電源，便可對三相電壓互感器進行自動檢 定。本實用新型的三相程控負荷模塊電阻接線方式原理如圖3、圖4、圖5所示。圖5 為無感電阻制作原理圖，采用錳銅漆包線雙線并繞，骨架宜采用耐高溫不易燃的材料制作， 中間有對抽頭；繼電器J僅負責改變其阻值為IkQ或l/3kQ。即J3釋放時，PQ之間的電 阻為IkQ ;J3閉合時，PQ之間的電阻為l/3kQ。圖3為三角形型接線方式，當將三個無感電阻連接成三角形時，各電阻器二端的 電壓為線電壓，即100V ；圖4為星型接線方式，當將三個無感電阻連接成星形時，各電阻器二端的電壓為 相電壓，即100/3_2V。電壓互感器二次負荷3 =亇/2，當2 = 333.33 0時，則同一個電阻在 不同的接線方式下表征的電壓互感器二次負荷分別為30VA和10VA，圖5為電阻器的擴展負 荷量程示意圖，控制接點J即可完成負荷量程的擴展，由此，在不增加電阻器的情況下，可 形成3. 33VA，10VA, 15VA，30VA, 45VA負荷量程的組合。本實用新型與現(xiàn)有的技術(shù)比較的有益效果是，本實用新型具有如下優(yōu)點①使 用單相電源實現(xiàn)了三相電壓互感器同步升壓，且確保三相電壓的平衡對稱，相序和被校 互感器標明的相序一致；②基于電壓互感器負荷誤差曲線外推法可提供被測各相電壓互 感器的= 0.8額定負荷及下限負荷誤差；還可以根據(jù)設(shè)置計算出任意功率因數(shù)、 OVA ^ S ^ 90VA范圍內(nèi)任意負荷的被測各相電壓互感器誤差；③有效降低了設(shè)備的重量和 體積，降低了勞動強度，提高了檢定效率；④裝置集成度高，成功實現(xiàn)三相電壓互感器現(xiàn)場 檢定過程的自動化。依據(jù)本實用新型裝置能夠?qū)崿F(xiàn)三相電壓互感器同步升壓、自動完成三 相電壓互感器的檢定過程，可提供被測各相電壓互感器的cos Φ = 0. 8額定負荷及下限負 荷誤差；還可以根據(jù)設(shè)置計算出任意功率因數(shù)、OVA彡S彡90VA范圍內(nèi)任意負荷的被測各 相電壓互感器誤差，便于檢定人員現(xiàn)場進行三相電壓互感器的檢定。本實用新型適用于現(xiàn)場及實驗室檢定各類三相電壓互感器。

圖1為本實用新型的外形示意圖；圖2為本實用新型的接線方式示意圖；圖3為程控負荷箱的星形接法負載；圖4為程控負荷箱的三角形接法負載；圖5為程控負載箱無感電阻制作原理圖；圖中圖號(1)三相程控高效功率源；(2)微處理器及三相電壓互感器校驗?zāi)K； (3)程控負荷箱；(4)RS232串行通信接口 ；(5)升壓變壓器；(6)標準三相電壓互感器；(7) 被試三相電壓互感器；(8)電阻抽頭處。
具體實施方式
本實用新型實施例如圖2所示，本實施例便攜式三相電壓互感器智能檢定裝置包 括三相程控高效功率源、三相升壓器同步升壓模塊、微處理器、三相電壓互感器校驗?zāi)K、 三相程控負荷模塊，這些模塊由微處理器分別通過RS232串行通信接口進行通信指令控 制。三相程控高效功率源驅(qū)動三相同步升壓模塊給外接的三相升壓器供給程控的三相電 源；三相電壓互感器校驗?zāi)K是一個由測差電路構(gòu)成的校驗?zāi)K，它分別與外部標準三相 電壓互感器、被試三相電壓互感器的二次對應(yīng)端子連接；三相程控負荷模塊是由無感電阻 組合而成的程控負荷箱，與被測的電壓互感器繞組相連接。本實施例便攜式三相電壓互感器智能檢定裝置工作過程如下將本實施例便攜式三相電壓互感器智能檢定裝置的“電壓輸出，，三相四線端子通 過導(dǎo)線外接三相升壓變壓器對應(yīng)端子；將所述檢定裝置的“標準電壓”的三相四線端子通過導(dǎo)線與外部標準三相電壓互 感器的二次對應(yīng)端子連接；將所述檢定裝置三相電壓互感器校驗?zāi)K的“試品電壓”三相四線端子經(jīng)導(dǎo)線分 別與被試電壓互感器的二次對應(yīng)端子連接；將所述檢定裝置三相程控負荷模塊的“試品電壓”三相四線端子與外部試品三相 電壓互感器二次對應(yīng)端子連接。將所述檢定裝置的“測量繞組電壓”三相四線端子通過導(dǎo)線與外部試品三相電壓 互感器測量繞組的二次對應(yīng)端子連接。開啟便攜式三相電壓互感器智能檢定裝置的電源，便可對三相電壓互感器進行檢定。基于電壓互感器負荷誤差曲線外推法的三相電壓互感器檢定方法，檢定過程為 ①在各二次繞組均空載下，負荷狀態(tài)為00 ；②在其他二次空載和主二次帶功率因數(shù)為1的 設(shè)定負荷，負荷狀態(tài)為10 ；③在主二次空載和繼電保護用二次繞組帶功率因數(shù)為1的設(shè)定 負荷下，負荷狀態(tài)為01。因此，只需將上述一套程控負荷裝置按要求時序切換至“計量繞組” 或“測量繞組”回路即可滿足要求。
權(quán)利要求一種便攜式三相電壓互感器智能檢定裝置，其特征是，所述裝置是一個可便攜的箱式結(jié)構(gòu)，所述裝置內(nèi)部的硬件包括三相程控高效功率源、三相升壓器同步升壓模塊、微處理器、三相電壓互感器校驗?zāi)K、三相程控負荷模塊，所述這些模塊由微處理器分別通過RS232串行通信接口進行通信指令控制；三相程控高效功率源驅(qū)動三相同步升壓模塊給外接的三相升壓器供給可控的三相電壓；三相電壓互感器校驗?zāi)K是一個由測差電路構(gòu)成的校驗?zāi)K，它分別與外部標準三相電壓互感器、被試三相電壓互感器的二次對應(yīng)端子連接；三相程控負荷模塊是由無感電阻組合而成的程控負荷箱，與被測的電壓互感器繞組相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式三相電壓互感器智能檢定裝置，其特征是，所述三相 程控負荷模塊使用0. 3級的無感純電阻為電壓互感器二次負荷。
專利摘要一種便攜式三相電壓互感器智能檢定裝置，該裝置是一個可便攜的箱式結(jié)構(gòu)，所述裝置包括三相程控高效功率源(1)、三相升壓器同步升壓模塊、微處理器(2)、三相電壓互感器校驗?zāi)K、三相程控負荷模塊，所述這些模塊由微處理器分別通過RS232串行通信接口(3)為電壓互感器提供的二次負荷(4)進行通信指令控制；三相程控高效功率源驅(qū)動三相同步升壓模塊給外接三相升壓器(5)供給可控的三相電壓；三相電壓互感器校驗?zāi)K是一個由測差電路構(gòu)成的校驗?zāi)K，它分別與外部標準三相電壓互感器(6)被試三相電壓互感器(7)的二次對應(yīng)端子連接；三相程控負荷模塊是由無感電阻組合而成的程控負荷箱。本實用新型適用于現(xiàn)場及實驗室檢定三相電壓互感器。
文檔編號G01R35/02GK201740862SQ201020197868
公開日2011年2月9日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者李東江, 趙江寧, 靳紹平 申請人:江西省電力科學(xué)研究院