单相多功能压变接线校验装置的研制

马艳 吴航 武新宇

摘 要：文章简要说明了单相多功能压变接线校验装置的研制背景，重点分析了装置构造和工作原理，最后阐述了单相多功能压变接线校验装置的技术重点与适用范围。

关键词：电压互感器；多功能；装置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.198

1 研制背景

目前在对电压互感器进行检定时，需要另外配置负荷箱、调压器、标准电压互感器以及升压器。测试过程所用仪器较多，接线复杂，测试过程所耗时间多，测试的结果误差也较大。同时，对于新上或者更换电压互感器的工作时，要对其二次接线进行正确性检查。传统的检查方法，是将PT端子箱内端子排上所有接线拆开，然后在互感器绕组根部处，进行对地查线工作，整个过程费时费力，而在端子排处恢复接线的时候，容易造成误接线，从而使得认线过程徒劳无功。（图1所示）

2 装置构造和工作原理

2.1 装置构造

多功能压变接线校验装置采用铝合金一体式机箱、PC面板、外形美观；采用优质双C形升压变压器，空载漏磁小、体积小、重量轻。内置LCD数显电压表和电流表，电源回路带过载自动保护、输出电流过流保护、输出电压过压保护、时间设定保护等多重保护措施，主要适用于220kV及以下系统压变接线校验。

（1）总体结构。整个校验装置分为升压器和高压试验器两部分。装置箱体全部采用铝合金制作，内部面板为PC面板，采用紧凑而美观的表源一体化设计，整个装置体积小，重量轻。

（2）升压器结构。升压器采用优质双C形升压器，电源为单相220V交流电源，电源容量为220V·6A，容量充足。

升压器具有两组输出端子：一组为电源输出端子，负责为试验器提供单相220V稳定电源，用二芯电缆连接到试验器电源输入航空插座；另一组为调压输出端子，可以输出0～250V的可调单相电压，调压输出通过二芯电缆连接至高压试验器调压输入航空插头。升压器的调压回路采用大功率线性功放电路，闭环输出。在输出端采用动态负载自动调整技术，提高了输出的准确度，装置交流标准源输出频率可以按0.001Hz细度任意调节。

（3）高压试验器结构。高压试验器负责进行电压变换，输出一次高电压。试验器电源为单相220V，配有电源指示灯。

试验器接收升压器的可调电压，并配有输出指示灯用于指示升压器输出电压，通过内部TA绕组将输入的0～250V低压升高为0～10kV的高压，通过高压输出端子输出至压变，高压输出端子最大输出电流100mA，配有过载自动保护，输出电流大于100mA时自动跳开保护试验仪器和被试设备的安全。

高压试验器面板上配置有LCD数显电流表和电压表，显示直观，读数方便。为了保证读数的精确，配有两个调整孔，在需要对电流表和电压表计进行计量检定时，只要将孔的圆封贴挑起，便可用小起子进行调整，调整完毕将圆封贴复原。

试验器内置有大容量的FLASH ROM，方便试验人员存贮检定结果数据，并备有多种通信接口方便将数据传输到上位计算机。采用大规模FPGA芯片设计自己的专用IC使电路简化并提高了可靠性。

（4）保护功能。为了保护试验仪器和人员的安全，升压器和试验器都配有接地端子，并配有专用接地线进行仪器接地。升压器和试验器设计了多重报警和保护功能，故障自行检测，可准确显示出故障类型，使用安全可靠。

2.2 工作原理

单相多功能压变接线校验装置总原理图如图2所示，AC220V电源经电源插座XS后再总电源闸刀ZD控制，送至主回路电源控制继电器K1控制，至调压器TY输入端，经调压器调节后可输出0～250V电压，经输出控制继电器KT控制，经电压切换继电器K2电压切换至升压变压器T1，高压输出至输出端子X1～X2，输出0～6kV或0～10kV高压。

继电器K2用于切换输出电压的范围，当继电器K2不动作时，调压器输出的电压加至升压变压器的3-1输入端，此时升压变压器最高输出电压6kV；当继电器K2动作时，调压器输出的电压加至升压变压器的2-1输入端，此时升压变压器最高输出电压10kV。由于K2不能在输出状态下动作（否则高压主回路电压突然升高），所以该继电器由主单片机通过软件控制，如果在高压切除状态切换此开关，单片机直接控制切换继电器；如果在高压输出状态切换此开关，单片机将先切除输出继电器，延时0.2s后再控制切换继电器，避免高压突然升高。

主电源回路在进调压器TY之前，接有电源过载采样CT1，当电源中电流超过6A时，输出开关信号至主单片机，由主单片机电源输出继电器K1切断输出。

电压表通过电阻分压式PT隔离采样，经AD采样，至电压表单片机计算，至电压表LCD显示，当测量电压超过10.5kV时，将开关信号输出至主单片机，由主单片机控制输出继电器KT切断输出。

电流表通过小型电流互感器CT2隔离采用，经AD采样，至电流表单片机计算，至电流表LCD显示，当测量电流超过105mA时，将开关信号输出至主单片机，由主单片机控制输出继电器KT切断输出。

输出时间设置拨盘开关，从输出继电器KT动作开始计时，当输出时间到达时间设置值，主单片机即将输出继电器KT返回，切除输出。

电源开关、输出切换开关、高压输出按钮、高压切除按钮等开关量信号均接至主单片机。

经总电源闸刀后的220V电源，经AC/DC电源变换，输出三路直流电源：一路至主单片机及继电器，一路至电压表，还有一路至电流表。

3 技术重点与适用范围

3.1 技术重点

单相多功能压变接线校验装置结构合理，输出容量大、体积小、重量轻，显示直观，读数方便。其接线过程及操作过程简单。具有过载自动保护、时间设定保护等多重保护措施；極大地提高了检修人员验收压变二次回路的验收时间，提高了工作效率，防止了因传统验证压变二次回路造成的误接线等情况的发生。

3.2 适用范围

单相多功能压变接线校验装置，主要适用于220kV及以下系统的电压互感器二次侧接线校验工作，以及电压互感器本体的各项检定工作。安装方便，使用安全可靠。

4 结语

该单相多功能压变接线校验装置已在一座新建220kV变电站验收过程中得到应用，测试变比，同时验证各侧电压互感器相关二次回路接线，并经过实际带电验证，使用效果显著。