电子式互感器校验仪的算法探讨

宋羲麟

摘要：随着智能化和数字化技术的飞速发展，智能电网和数字化变电站逐渐常态化，這一背景下也催生了电子式互感器，对电子式互感器进行准确校验才能进一步保证其在电力系统中作用得到充分发挥。

关键词：电子式互感器；校验仪；算法

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）10-0111-02

数字化、智能化电网建设是当前我国电网建设的重要方向，互感器作为其中重要的装置，在电流、电压的转换过程中发挥着重要作用，因此，互感器的安全准确性对电网电力输送有着重要的影响，这也对电子式互感器校验技术提出了更为严格的要求，校验技术的精确性关系着电网电力输送的安全，提高校验技术精确度是对电力安全的有利保障。

1 电子式互感器校验的构造与设计

在数字化和智能化发展背景下，电子式互感器取代传统电磁式互感器是时代发展的必然，传统电磁式互感器存在着绝缘、电磁干扰、体积造价偏高等问题，这些问题很难满足当代电力工业发展的需求，而电子式互感器能够很好地解决电磁式互感器存在的问题，这是电力系统发展的新方向，同时也在其应用中提出了新的挑战——电子互感器结构与电磁式互感校验装置不相适应，对电子式互感器校验装置仍需进一步研究。根据构造原理进行分类，电子式互感器可以分为光学原理和半常规种类的互感器，按照一次是否采用电源供电，则可分为有源互感器和无源互感器，当前国内使用较多的是有源ECT和EVT。随着数字化技术和计算机技术的飞速发展，互感器校验技术也在不断发展，同时也对互感器校验装置提出了更高的要求，在测试速度、纠错能力、设备寿命等方面都提出更高要求。互感器校验装置经历了手动单一功能型到智能型发展的转型，在设计理念上也在不断更新[1]。如图1所示。

标准互感器选取、高精度采集模板、信号同步是影响电子式互感器校验精度的几大技术。由于电子式互感器校验是在二次信号采集、处理和分析的基础上进行的，一次信号传变的精确度是影响整个校验系统精度的直接因素，在标准互感器的选择上，要综合考虑系统整体的校验精度，合理控制标准互感器的准确度。在当前职能变电站建设背景下，电子式互感器现场校验和在线校验都需按照相关规程，结合实际需要选择适合的标准互感器，以保证电子式互感器校验的精确度。在不同的校验系统下，标准通道和被校通道的信号会存在一定的差异，在数据采集模板选择上要根据信号的特点来进行，将数据采集单元的误差控制在一定范围内，才能更有效地避免因为数据采集系统精度不够而带来的校验装置系统误差。在电子式互感器校验实践中，标准通道和被校通道信号的采样必须是同步的，如果达不到非同步则能会带来对比值误差和相位误差计算等不良影响，在实际应用中，要缩小校验系统的同步误差，需要有高精度同步脉冲源和同步实现方法的技术支持[2]。如图2所示。

2 电子式互感器误差校验分析

互感器在使用前和挂网运行过程中都需要进行误差校验，以保障互感器输出信号的长期稳定和可靠性，降低电力事物的发生率，针对当前电子式互感器与校验装置和方法不相适应的问题，相关技术研究工作已经展开，电子式互感器误差校验项目的具体内容有基本准确度实验、温度循环准确度实验、准确度与频率关系实验等等，作为电子式互感器校验的核心，基本准确度是校验项目的基础，其他项目作为补充项目构成完整的项目体系。

电子式互感器根据测量对象的不同可以分为电子式电压互感器和电子式电流互感器，在输出上有模拟输出和数字输出，在电子式互感器输出额定值上，国家相关标准有一定的规范，如表1所示。

从表1的电子式互感器输出额定值标准可以看出，电子式互感器模拟输出的是小电压信号，而数字输出的是数据数据报文，与之相对应地，电子式互感校验可以分为模拟信号输出和数字信号输出两种形式。

随着电子式互感器校验技术的发展，不断有新的技术应用到电子式互感器校验工作之中。目前常用的误差计算方法有数字电桥法、基于离散傅里叶变换的误差计算方法等等，应用最为广泛的是基于DFT的误差计算方法，而电网波形的不稳定性在实际采样中也会产生栅栏效应和频谱泄漏等问题，相关研究也对此提出了一些应对策略，但由于基于实验室条件下的理论化研究与实践应用存在一定的差距，并且算法研究重点主要集中在栅栏效应、非整周期性采样等对校验算法的影响上，对现场校验和在线校验中可能会出现的噪声干扰量等影响因素研究没有纳入实验研究范畴。[3]

在校验同步方式上主要有同步脉冲法、固定延时法，当前大多数电子式互感器校验装置多是采用同步脉冲法进行采样，现场实验过程中因为条件限制往往导致同步脉冲法不能使用，固定延时法则可以使用，标准通道和被校通道能够相互独立完成采样，所得数据输送到计算单元进行分析，两路信号的绝对时标也会同时被记录，通过插值算法可以得出被校验输出信号和标砖输出信号过零点的绝对时间差，继而进一步得出被校验电子式互感器的相位误差。固定延时法相较于同步脉冲法，自傲数据处理算法上更为复杂，在校验过程中容易受网络结构、通讯方式等因素的影响。[4]

从应用实践来看，电子式互感器的事故发生率要高于传统互感器的事故发生率，这也给现场和在线校验研究提出了新的方向，这不仅要在标准器和标准信号通道上进行技术革新，还需要在数据处理算法上进一步探索，以适应现场校验和在校校验需求，降低电网频率波动、电磁干扰等对误差计算带来的干扰。

3 结语

在数字化、智能化技术高速发展背景下，对电子式互感器校验的研究趋于多元化，校验技术取得一定的进展，但在电子式互感器校验技术规范方面还存在一些不足，这也是未来电子式互感器校验技术研究努力的方向之一，另外，在影响系统校验准确度、电子式互感器校验仪溯源管理规程等问题的研究上还存在不足，这都是数字化、智能化电力系统建设中需要深入研究和不断完善的内容。

参考文献

[1]李威.全光纤电流互感器温度补偿算法探讨[J].供用电， 2015， 32（11）：66-69.

[2]王宏伟，刘继伟，贾多，等.数字式互感器校验仪示值误差测量结果不确定度评定[J].内蒙古科技与经济，2015（8）：102-102.

[3]苗新法，杜丽霞.互感器校验仪算法误差分析及设计实现[J].电工电能新技术，2014，33（11）：70-74.

[4]张杰梁，董小龙，黄洪，等.互感器校验仪差压回路的分析及其附加负荷推算[J].中国测试， 2015，41（12）：28-31.endprint