数字量输出型电子式互感器校验系统的研制

郭艳娟

【摘 要】国家的安全标准中明确指出，电子式互感器在实际应用之前，需要进行有效的校验操作。电子式互感器的前期校验工作可以有效提升电子互感器的应用质量，使电子互感器的应用稳定性得到有效提升，进而保证电网运行的整体安全。文中，就针对影响电子式互感器校验结果准确度的相关因素进行分析与探讨，并且研究在线检验技术的应用，对电子事故互感器应用质量的提升作用。希望可以保障电子式互感器的校验准确性，使其在电网系统中的作用得以有效发挥。

【关键词】电子式互感器；在线校验；技术研究

电子式互感器的应用与以往的电磁式互感器存在较大的差异，无论是在运行方式上，还是在内部结构和信号输出方式方面均存在差异性。这就意味着以往进行电磁式互感器校验的方式，已经不适用于电子式互感器的校验操作。而为了保证挂网运行安全，对电子式互感器进行校验操作是必不可少的环节。为此，我们有必要针对在线校验技术进行不断研究与完善，使其能够实现对电子式互感器的误差的有效校验。在应用的过程中，也需要定期进行误差校验，确保电子书互感器的应用准确性。

一、影響电子式互感器校验精度的关键技术

信息化技术的发展越来越迅速，被应用在我国的各个行业中，随着信息技术的持续发展，我国一些自动化技术也随之得到了很大的创新和发展，数字化变电站自动化技术得到了很大的提升，满足了大家的生活、工作需求，同时也面临着更大的挑战。以往的电子互感器和智能电能表在实际的使用中存在很多的问题，在快速发展的现代社会中，普通的互感器、电能表功能已经不能满足人们的需求，为了与我国日益加快的社会经济进程相平衡，很多专家都努力研究电子互感器和智能电能表，通过不懈的坚持获得了很大的成就，给供电企业的发展提供了坚实的条件[1]。

1、标准互感器的选取

电子式互感器的校验主要是基于对二次信号的采集、处理和分析，因此一次信号传变的精确度会直接影响整个校验系统的精度。互感器校验规程规定标准互感器的准确度级别应该至少高于被校验互感器的准确度级别两个等级。比如，对数字化变电站计量用0.2S级的ECT进行校验时，在选用标准电流互感器时必须综合考虑系统整体的校验精度，所选用的标准电流互感器准确度应该控制在0.02%以下。目前数字化计量系统的量值溯源体系还不是十分完善，电子式互感器在校验时多选用更高精确等级的电磁式互感器作为标准器。

2、高精度采集模块

标准通道和被校通道信号经数据采集模块后直接输入到数据处理单元进行分析和计算，因此将数据采集单元的误差控制一定范围内也是十分重要的。数据采集模块的误差主要来源于采样单元模拟–数字转换器的量化误差。对于不同的校验系统，标准通道和被校通道的信号可能存在一定的差异性，有时需要结合信号的特点选择合适的数据采集模块。为了尽可能避免数据采集系统精度不够带来的校验装置系统误差，目前很多文献采用由较高位A/D转换器构成的高精度采集卡或多位数字表来设计校验系统。根据所选取的采集模块的不同，其带来的误差也有差异。

3、信号同步

从模拟信号输出式和数字信号输出式电子式互感器校验方法中可以发现，标准通道和被校通道两路信号的采样必须严格同步，以避免非同步采样对比值误差和相位误差计算带来的影响。例如，根据电子式互感器相关校验规程对误差限值的规定，对于标准互感器准确度为0.05级的校验系统，在额定量条件下进行校验时，相位差的绝对值要求小于2，若不能保证两路信号的同步采样，很难确保互感器校验的准确性和可靠性。因此，在实际应用中，为了达到校验准确度的要求，必须尽可能减小校验系统的同步误差，这就需要有高精度同步脉冲源和同步实现方法。

二、电子式互感器模拟输出校验

应用模拟输出进行的电子式互感器所使用的主要校验模式可以分为模拟式和数字式两种方式。其中的数字式校验方法，又被称为比较法和差异法。下面就从模拟输出量电子式互感器的两种校验方式进行研究。

1、模拟式

以ECT为例，给出了模拟信号输出式电子式互感器模拟式校验方法原理结构。该校验方法首先采用标准互感器得到与一次电流同相的二次电流信号，然后再利用可变标准电阻得到与一次电流同相的分量，并利用可变标准电容得到与一次电流正交的分量，同相分量和正交分量求和后与待校验的电子式互感器二次输出信号同时输入到平衡指示计中，通过调节标准电阻和标准电容的大小来分别调整同相分量和正交分量在最终的和值中的比例，直到平衡指示计平衡为止。此时，利用标准电阻和标准电容的值就可以计算被校验ECT的比值误差和相位误差。

2、直接比较法

该方法通过标准通道和被校通道得到同一信号源的两路二次输出信号，并将其直接输入计算，最后利用计算机中的软件完成被校验电子式互感器的比值误差和相位误差的计算。在该方法中，标准通道由标准互感器、标准信号转换装置以及标准信号数据采集单元构成，标准通道和被校通道的数据采集通过外部同步时钟进行同步。直接比较法不要求标准互感器和被校电子式互感器的额定变比相同，减少了系统间接误差，使得标准互感器的选取更加容易。

3、差值法

差值法的校验原理和电磁式互感器的校验法存在一致性。从图1的结构原理中可以看出，差值法与直接比较法的差异在于组成数据采集的通道不同。其数据采集通道以标准通道和被校通道为主。在应用差值法进行校验操作时，是直接将电子式互感器输出的信号和标准信号相比较，并将差值信号直接输入到计算机的内部，由计算机软件完成对电子式互感器比值的计算与分析。

三、智能电能表的校验技术

普通电能表一般是采用内部设置的自动检测程序进行校验的，这种自动机检测程序会把电能表出现的问题通过代码的方式显示出来，我国市面上的电能表生产厂家有很多，但是在管理方面却缺乏统一性，因此电能表不能进行统一处理，不同厂家设置的电能表报警标准也是不同的。智能电能表在普通电能表的基础上进一步强化了报警代码的设置，在内部检测中，一旦出现异常则会以异常代码的形式表现出来，异常代码在智能电能表的检验中发挥了重要的作用[5]。一般情况下，工作人员进行代码检查的时候，如果发现报警异常代码，就能够通过代码信息发现问题，从而及时的制定解决方案，报警代码的设置提高了工作人员的工作效率和工作质量。

在进行电能表校验的过程中，工作人员要注意校验智能电能表的电池，电池作为智能电能表的重要组成结构，在停电的时候能够保证智能电能表正常运行，发挥了重要作用，电能表的电池会在运行过程中出现失压问题，而一旦出现失压，会引发时钟混乱，最终导致电能表丧失功能，无法继续使用。

参考文献：

[1]钱华.电子式互感器数字输出校验技术探究[J].低碳世界，2017（9）：278.

[2]李伟，樊博，陈勉舟，等.220kV电子式电压互感器带电校验系统研究[J].电测与仪表，2017，54（21）：122-128.

（作者单位：国网太原供电公司）