多變比電流互感器自動調節裝置及調節方法
【專利摘要】本發明提供了多變比電流互感器自動調節裝置及調節方法,位于多變比電流互感器與計量電能表之間,包括電流判定模塊與計量轉換模塊,所述電流判定模塊包括采樣電流互感器以及與之連接的靜態電流繼電器,所述計量轉換模塊包括計量電流互感器與中間繼電器,所述電流判定模塊與所述多變比電流互感器的一次側串聯,所述計量轉換模塊與所述計量電能表連接。本發明可以實現在低負荷、超負荷時,電流互感器計量精度不降低,無需手動調整CT變比,具有很高的實用價值,無須復雜昂貴的精密數字元件,便能夠有效提高供電計量精度,減少電量損失,提高電力企業的經濟效益。
【專利說明】多變比電流互感器自動調節裝置及調節方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電力參數調節控制【技術領域】,尤其涉及多變比電流互感器自動調節裝置及調節方法。
【背景技術】
[0002]電能計量是電網經濟、穩定運行的重要組成部分,是電力生產銷售的重要環節。電能計量的準確性、可靠性受到供電企業的一貫重視,特別是在縣級供電企業中,農村供電線路普遍存在負荷變化大,季節性負荷明顯,日負荷峰谷差大等特點。
[0003]因為上述原因,計量用電流互感器便經常容易出現實際負載率超過120%或低于20%的極端情況,這兩種情況會出現計量“死角”。現有的“S”級電流互感器普遍可以做到兩種倍率的雙繞組,但在負載變化時需手動調整變比,分別計算電度,造成頻繁停電,給用戶帶來極大的經濟損失和不便,也給供電企業的電費管理結算帶來了較大麻煩。
[0004]申請號為201320728799.7的專利公開了一種電流互感器自動調節裝置,包括控制器和與所述控制器連接的電流采集器和伺服驅動器,所述電流采集器與二次回路中的電流互感器連接,所述伺服驅動器連接有控制電機,所述控制電機通過執行機構與所述二次回路中電流互感器的分接開關連接。通過電流采集器采集二次回路中的電流強度值,傳送至控制器,在控制器內采集值與設置值進行比較,當采集值達到設定值時,控制器通過控制伺服驅動器使控制電機動作,控制電機帶動執行機構對分接開關進行切換,達到指定的檔位,使電流互感器二次電流在規定的范圍內,達到計量準確和運行可靠的目的,但是,該裝置的實現需要增加伺服電機以及用于比較判斷的數字控制器,不僅加大了負載,而且增加了成本,也不利于正常的生產與運行。
【發明內容】
[0005]本發明提供了多變比電流互感器自動調節裝置及調節方法,可以保證在小電流和超負荷條件下,不需要人工倒換電流互感器的接線,就可以實現變比自動切換,增加了安全性,提高了可靠性,減少了勞動強度。
[0006]為實現上述目的,本發明所采取的技術方案是:多變比電流互感器自動調節裝置,位于多變比電流互感器與計量電能表之間,包括電流判定模塊與計量轉換模塊,所述電流判定模塊包括采樣電流互感器以及與之連接的靜態電流繼電器,所述計量轉換模塊包括計量電流互感器與中間繼電器,所述電流判定模塊與所述多變比電流互感器的一次側串聯,所述計量轉換模塊與所述計量電能表連接。
[0007]所述靜態電流繼電器包括一組常閉節點K11,所述常閉節點Kll與中間繼電器連接。
[0008]所述常閉節點Kll與所述中間繼電器均位于獨立交流控制回路中。
[0009]所述中間繼電器包括一組常閉節點K21與兩組常開節點K22、K23,所述常閉節點K21位于所述多變比電流互感器二次側繞組與所述計量電能表之間,所述常開接點K22 —端連接所述多變比電流互感器二次側,另一端連接所述計量電流互感器一次側,所述常開接點K23 —端連接所述計量電流互感器二次側,另一端連接所述計量電能表。
[0010]多變比電流互感器自動調節方法,包括如下步驟:
1)將供電線路的一次側電流分別引入采樣電流互感器及多變比電流互感器的一次側,將計量電流互感器的二次側、常閉節點K21、常開節點K23連接至電能表的對應輸入端;
2)將常閉節點Kll與中間繼電器引入單獨的交流控制回路;
3)將采樣電流互感器的二次側連接靜態電流繼電器,并設定靜態電流繼電器的動作值,一般為額定電流超過120%或低于20%時動作;
4)靜態電流繼電器未動作時,其常閉節點K11閉合,與K11連接的中間繼電器不動作,從而常閉節點K21不動作,各回路連接狀態保持不變,從而使多變比電流互感器保持大繞組變比,電流互感器的綜合變比保持不變;
5)靜態電流繼電器發生動作時,其常閉節點K11斷開,與K11連接的中間繼電器動作,從而常閉節點K21斷開,常開節點K22、K23閉合,多變比電流互感器自動被切換為小繞組變t匕,但由于計量電流互感器被引入回路工作,從而使電流互感器的綜合變比仍可以保持不變,達到調節目的。
[0011]本發明中所針對的多變比電流互感器,是包含兩種倍率的雙繞組型,根據倍率的大小,可分為大繞組與小繞組,其變比可分別為K與Κ/η (η大于1),其中常閉節點Κ21連接多變比電流互感器二次側的大繞組端,常開節點Κ22連接多變比電流互感器二次側的小繞組端,為保證綜合變比不變,計量電流互感器的變比便需要取為η。
[0012]關于采樣電流互感器的選取,由于其二次側所連接的靜態電流繼電器所需電流負荷非常小,一般小于1VA,所以,采樣電流互感器不僅可以采用單獨的電流互感器,實現隔離采樣,也可以直接利用電網系統中所自帶的保護用互感器的剩余線圈,也就是將靜態電流繼電器直接連接到保護用電流互感器的二次側,與其他設備共同使用,還可以直接采用多變比電流互感器的二次線圈。總之,其目的是為采集系統一次側的電流狀態,可根據現場情況靈活選擇。
[0013]本發明提供了一種多變比電流互感器自動調節裝置及調節方法,實現在低負荷、超負荷時,電流互感器計量精度不降低,無需手動調整CT變比。該裝置及方法具有很高的實用價值,無須復雜昂貴的精密數字元件,便能夠有效提高供電計量精度,減少電量損失,提高電力企業的經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明裝置的結構示意圖。
[0015]圖2是本發明裝置方法原理圖。
[0016]圖3是多變比電流互感器大變比線圈的誤差極限表。
[0017]圖4是多變比電流互感器小變比線圈與計量電流互感器綜合變比誤差極限表。
[0018]圖5是計量系統綜合誤差測試表。
[0019]【具體實施方式】
如圖1、圖2所示,多變比電流互感器自動調節裝置,位于多變比電流互感器I與計量電能表2之間,包括電流判定模塊3與計量轉換模塊4,電流判定模塊3包括采樣電流互感器5以及與之連接的靜態電流繼電器6,計量轉換模塊4包括計量電流互感器7與中間繼電器8,電流判定模塊3與多變比電流互感器I的一次側串聯,計量轉換模塊4與計量電能表2連接。
[0020]在方法原理圖中,Il為一次側電流,TAl為多變比電流互感器,TA2為計量電流互感器,TA3為采樣電流互感器,Kll為靜態電流繼電器Kl的常閉節點,常閉節點Kll與中間繼電器K2連接,常閉節點Kll與中間繼電器K2均位于獨立交流控制回路中,K21為繼電器K2的常閉節點,K22、K23為繼電器Κ2的常開節點,常閉節點Κ21位于多變比電流互感器二次側繞組與計量電能表之間,常開接點Κ22 —端連接多變比電流互感器二次側,另一端連接計量電流互感器一次側,常開接點Κ23 —端連接計量電流互感器二次側,另一端連接計量電能表。
[0021]實施例中,可選取TAl的大變比為K,小變比為Κ/5,即η為5,那么ΤΑ2的變比也應選擇為5,即5Α/1Α。先將供電線路的一次側電流分別引入采樣電流互感器及多變比電流互感器的一次側,將計量電流互感器的二次側、常閉節點Κ21、常開節點Κ23連接至電能表的對應輸入端;將常閉節點Kll與中間繼電器引入單獨的交流控制回路;將采樣電流互感器的二次側連接靜態電流繼電器,并設定靜態電流繼電器的動作值,一般為額定電流超過120%或低于20%時動作。
[0022]當系統中電流大于額定電流的20%且小于額定電流的120%時,電流繼電器Kl動作,常閉節點Kll斷開,Κ2中間繼電器失電,那么Κ21閉合,Κ22和Κ23斷開,這樣TAl大變比二次線圈工作,直接接入電能表,各回路連接狀態保持不變,從而多變比電流互感器保持大繞組變比,接入到電能表中的互感器變比為K。
[0023]當電流小于額定電流的20%或大于額定電流的120%時,電流繼電器Kl返回,其常閉節點Kll閉合,繼電器Κ2得電,那么Κ21斷開,Κ22和Κ23閉合,這樣TAl小變比互感器工作,經互感器ΤΑ2接入電能表開展計量工作,此時電流互感器的綜合變比為TAl工作變比為Κ/5與電流互感器ΤΑ2變比的乘積,則其接入電能表的互感器綜合變比仍為K。這樣,本發明裝置使得系統工作時,在大變比和小變比之間轉換都采用同一電能表進行計量,中間過程也避免了人工更換計量線圈和電能表。
[0024]本發明所提出的多變比電流互感器所在系統,也可以在1%到120%的寬負荷電流范圍內保證測量準確度,并通過試驗進行了驗證。同時對在運行實踐中的注意事項進行了總結。ΤΑ2選取為低壓小電流小變比電流互感器,其準確度可以做到不低于0.2S級,TAl在實際中也普遍采用0.2S級互感器。在系統電流為額定電流20% - 120%之間變比時,其工作電流互感器的誤差極限為TAl大變比線圈誤差極限,如圖3所示。當系統負荷電流在額定電流1%到20%之間工作,TAl中的小變比電流線圈和電流互感器ΤΑ2工作,此時的綜合誤差為兩者的誤差極限之和,如圖4所示。由以上推論可知,在20%以下低負荷下計量準確度有法可依,保證了計量精度。
[0025]為了驗證本發明所衍生推論的正確性,可選用TAl電流互感器大變比為200/5,小變比為40/5,準確級為0.2S級,帶負載能力為10VA。ΤΑ2為5Α/1Α的電流互感器,準確度為0.1級,帶負載能力為10VA。靜態電流繼電器動作電流值設定為40Α。依然按照圖2所示的接線方式建立計量系統,并對接入電能表的互感器綜合誤差進行了測試。試驗設備為HZDT-3A全自動互感器誤差測試臺,標準為帶升流的0.02S級電流互感器。其實驗結果如圖5所示。
[0026]本發明中的計量元器件主要涉及表計、二次回路、電壓互感器、電流互感器等,其中任何一種都應達到DL-488計量裝置校驗規程的要求,否則將直接影響計量準確度。
【權利要求】
1.多變比電流互感器自動調節裝置,位于多變比電流互感器與計量電能表之間,其特征在于:包括電流判定模塊與計量轉換模塊,所述電流判定模塊包括采樣電流互感器以及與之連接的靜態電流繼電器,所述計量轉換模塊包括計量電流互感器與中間繼電器,所述電流判定模塊與所述多變比電流互感器的一次側串聯,所述計量轉換模塊與所述計量電能表連接。
2.如權利要求1所述的多變比電流互感器自動調節裝置,其特征在于:所述靜態電流繼電器包括一組常閉節點K11,所述常閉節點Kll與中間繼電器連接。
3.如權利要求2所述的多變比電流互感器自動調節裝置,其特征在于:所述常閉節點Kll與所述中間繼電器均位于獨立交流控制回路中。
4.如權利要求1所述的多變比電流互感器自動調節裝置,其特征在于:所述中間繼電器包括一組常閉節點K21與兩組常開節點K22、K23,所述常閉節點K21位于所述多變比電流互感器二次側繞組與所述計量電能表之間,所述常開接點K22 —端連接所述多變比電流互感器二次側,另一端連接所述計量電流互感器一次側,所述常開接點K23 —端連接所述計量電流互感器二次側,另一端連接所述計量電能表。
5.多變比電流互感器自動調節方法,其特征在于:包括如下步驟: 將供電線路的一次側電流分別引入采樣電流互感器及多變比電流互感器的一次側,將計量電流互感器的二次側、常閉節點K21、常開節點K23連接至電能表的對應輸入端; 將常閉節點Kll與中間繼電器引入單獨的交流控制回路; 將采樣電流互感器的二次側連接靜態電流繼電器,并設定靜態電流繼電器的動作值,一般為額定電流超過120%或低于20%時動作; 靜態電流繼電器未動作時,其常閉節點Kll閉合,與Kll連接的中間繼電器不動作,從而常閉節點K21不動作,各回路連接狀態保持不變,從而使多變比電流互感器保持大繞組變比,電流互感器的綜合變比保持不變; 靜態電流繼電器發生動作時,其常閉節點Kll斷開,與Kll連接的中間繼電器動作,從而常閉節點K21斷開,常開節點K22、K23閉合,多變比電流互感器自動被切換為小繞組變t匕,但由于計量電流互感器被引入回路工作,從而使電流互感器的綜合變比仍可以保持不變,達到調節目的。
【文檔編號】G01R15/18GK103995165SQ201410247950
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】趙穎博 申請人:國網河南省電力公司南陽供電公司