基于互感器校验仪全自动整体检定的研究

2010-08-24宋健康

质量技术监督研究 2010年3期

宋健康

（福建省计量科学技术研究所，福建福州 350003）

目前国内互感器校验仪检定工作基本上采用多种应用不同标准比例电源如：电工式标准比例电源、电子式标准比例电源及电工电子式标准比例电源的互感器校验仪整体检定方法[1]，其输出的工作电压U、工作电流I、采样电压UX和UY及采样电流IX和IY都是通过手动方式来设定输出值，并只能用人工方式将被测互感器校验仪的显示数据和标准比例电源的设定值进行比较计算出误差、处理误差数据及人工编制检定证书，检定工作量大、时间长并且容易出错。随着电网设施不断增加，电力计量装置校验工作将日趋繁重，作为互感器校验工作的核心计量器具，校验仪的准确度关系重大，互感器校验仪检定工作形式亦无法满足现阶段互感器校验仪检定工作需要，互感器检定已实现自动化[2]，校验仪检定自动化亦是发展的必然趋势，同时将提高计量检定试验室自动化水平。

一、互感器校验仪检定自动化分析

互感器校验仪检定工作完全由手动操作完成。接线完毕后，人工调节校验仪整检装置检定点输出、记录校验仪显示数据、辨别校验仪是否合格、再调节、再记录、再辨别，循环操作直至所有检定点检测完毕。从互感器校验仪检定工作流程可以看出，校验仪检定工作量主要集中在：检定点较多，调节整检装置输出操作多，校验仪数据记录与判别。校验仪与其检定装置之间的接线是必须通过人工干预，但其检定装置的电压/电流、差压/差流信号输出，校验仪测量结果获取、输出数据与测量数据对比、判断以及证书授权、打印完全可通过计算机、通讯、控制技术实现：由控制技术实现检定装置的电压/电流、差压/差流信号输出，由通讯技术实现校验仪测量结果获取，由计算机实现输出数据与测量数据对比、判断以及证书授权、打印。

二、校验仪全自动检定原理

校验仪全自动检定是通过计算机预先设定检定规则并自动完成误差测量和误差数据处理，使用该检定方法及装置的互感器校验仪整体检定过程无需人工干预即可在较短的时间内自动完成1～多台位校验仪检定工作，并能自动处理误差数据和输出检定证书，其原理与互感器自动检定基本一致[3]。

为了实现校验仪检定工作全自动，采用全自动电子式整检装置做为校验仪检定标准源。以检定电流为例：按图1将线接好，检定员通过计算机调用已设定的校验仪检定规则，点击开始；计算机按照检定规则所规定的检定点，逐一下发通讯指令，控制整检装置的输出；校验仪整检装置接收到输出指令后，根据指令规定的输出值，调节输出，待输出稳定后，反馈计算机输出稳定，计算机接收到通讯指令后，发送指令至校验仪，校验仪在收到指令后，开始采集、计算标准源输出的百分表、比差、角差，完毕后校验仪按照协议将数据传送至计算机，计算机接收到数据后，在专用软件上显示数据、并且与本次检定点比对，计算误差，判断该检定点是否超差，然后进入下一个检定点检定。计算机实时监视检定信息，综合互感器校验仪特点[4]，同步分析是否存在故障并报错。

三、全自动电子式整检装置

全自动电子式整检装置是校验仪全自动检定系统的核心，校验仪方面只需根据定义好的通讯协议改进即可，就目前互感器校验仪检定装置技术条件完全可以由继电器组或者可编程逻辑控制器（PLC）替代旋转开关，实现电压/电流、差压/差流的自动调节，本文提出一种全电子式的整检装置，装置原理如图2。

全自动电子式整检装置由标准正弦波发生器（5）、D/A、放大电路、功率电路（8）、正交变换电路（9）、继电器组（12）、压流变换电路（10）、隔离CT（14）、隔离PT（13）等部分组成。

装置由标准正弦波发生器输出2.5V正弦波，经过D/A增益控制、放大、功率电路输出电压或者切换至压流变换电路输出电流，其值影响校验仪百分表测量值，该项技术指标为：1%～200%、分辨率：0.01%，也就是说需要满足1.00～200.00倍的输出范围，装置采用16位D/A增益改变范围0～32768，通道输出倍数范围0～32768，输出调节范围0.01～327.68大于1.00～200.00的调节范围；为了得到差压、差流信号，装置将百分表PT输入端电压接入相移回路为差流、差压生成回路提供同相基准以及正交基准，微处理器响应计算机指令，调节D/A对输入基准实施增益调节，以实现比差、角差输出全程控。校验仪检定同相分量（%）指标：0.0001～200.0、分辨率：0.0001，输出范围：0.0001～200.0，由于1个D/A很难达到需要的增益范围，为此将增益范围分段为：0.0001～0.1000与0.1～200.0，装置采用2个14位D/A实现更宽的增益控制，14位D/A增益改变范围0～8192，图2中k2＝1000 * k1，k1通道输出倍数范围0～8192，输出调节范围0.0001～0.8192，k2通道输出倍数范围0～8192，输出调节范围0.1～819.2，通过加法电路增益调节范围可达0.0001～819.2大于0.0001～200.0需求的调节范围；正交分量控制与同相分量控制相同；装置通过控制继电器组切换电压与电流、差压与差流输出，实现校验仪电流校验功能检定、电压校验功能检定、阻抗校验功能检定、导纳校验功能检定。