隨著電網的不斷發(fā)展、規(guī)模持續(xù)擴大，表計抄錄和校驗人力成本較高、缺陷隱患發(fā)現(xiàn)及時性差等問題日漸凸顯。
江蘇電科院就針對上述問題開始研究數字化遠傳表計。江蘇電科院牽頭承擔國家電網有限公司重大專項“面向新型電力系統(tǒng)全要素感知的電力設備可靠性提升和智能運檢關鍵技術研究”中的“電力設備表計數字化關鍵技術研究及應用”工作，攻關微小電流取能、遠程自校驗、無線遠程升級等技術難題。
部署在變電站現(xiàn)場的表計隨著使用時間增加，內部測量元件特性會發(fā)生變化，導致表計準確性降低，因此需要定期進行表計校驗工作。為提升表計校驗工作的效率，江蘇電科院開展表計自校驗功能研發(fā)。實現(xiàn)表計自校驗，需要在表計中增加標準信號源。但傳統(tǒng)工頻信號源體積大、功耗高、造價貴，不適用于體積較小的表計。
面對這一難題，江蘇電科院提出了基于開關電路方波分解的表計自校驗方法，通過簡單電路產生高精度方波，以此為基礎設計形成低成本、小體積、高精度的信號源。這種信號源在不增加表計體積的前提條件下，實現(xiàn)低功率級別的表計自校驗，明顯提升了表計長時間運行準確性。
第1章 裝置特點與參數（WBFA-5000戶外互感器綜合特性測試儀現(xiàn)貨供應，品質保障）
在傳統(tǒng)基于調壓器、升壓器、升流器的互感器伏安特性變比極性綜合測試儀基礎上，廣泛聽取用戶意見、經過大量的市場調研、深入進行理論研究之后研發(fā)的新一代革新型CT、PT測試儀器。裝置采用高性能DSP和FPGA、先進的制造工藝，保證了產品性能穩(wěn)定可靠、功能完備、自動化程度高、測試效率高、在國內處于先進水平，是電力行業(yè)用于互感器的專業(yè)測試儀器。
1.1 主要技術特點
功能全方位，既滿足各類CT（如：保護類、計量類、TP類）的勵磁特性（即伏安特性）、變比、極性、二次繞組電阻、二次負荷、比差以及角差等測試要求，又可用于各類PT電磁單元的勵磁特性、變比、極性、二次繞組電阻、比差等測試。
現(xiàn)場檢定電流互感器無需標準電流互感器、升流器、負載箱、調壓控制箱以及大電流導線，使用極為簡單的測試接線和操作實現(xiàn)電流互感器的檢定，極大的降低了工作強度和提高了工作效率，方便現(xiàn)場開展互感器現(xiàn)場檢定工作。
可精準測量變比差與角差，比差極大允許誤差±0.05%，角差極大允許誤差±2min，能夠進行0.2S級電流互感器的測量，變比測量范圍為1~40000。
基于先進的變頻法測試CT/PT伏安特性曲線和10%誤差曲線,輸出極大僅180V的交流電壓和12Arms(36A峰值)的交流電流，卻能應對拐點高達60KV的CT測試。
自動給出拐點電壓/電流、10%(5%)誤差曲線、準確限值系數（ALF）、儀表保安系數（FS）、二次時間常數(Ts)、剩磁系數(Kr)、飽和及不飽和電感等CT、PT參數。
測試滿足GB1208（IEC60044-1）、GB16847(IEC60044-6) 、GB1207等各類互感器標準，并依照互感器類型和級別自動選擇何種標準進行測試。
測試簡單方便，一鍵完成CT直阻、勵磁、變比和極性測試，而且除了負荷測試外，CT其他各項測試都是采用同一種接線方式。
全中文動態(tài)圖形界面，無需參考說明書即可完成接線、設置參數：動態(tài)顯示參數設置，根據當前所選的試驗項目自動顯示其相關參數；動態(tài)顯示幫助接線圖，根據當前所選試驗項目，顯示對應的接線圖。
5.7寸圖形透反式LCD，陽光下清晰可視。
采用旋轉光電鼠標操作，操作簡單，快捷方便，極易掌握。
面板自帶打印機，可自動打印生成的試驗報告。
測試結果可用U盤導出，程序可用U盤升級，方便快捷。
裝置可存儲1000組測試數據，掉電不丟失。
配有后臺分析軟件，方便測試報告的保存、轉換、分析，可以用于試驗數據的對比、判斷與評估。
易于攜帶，裝置重量<9Kg。
1.2 面板說明
裝置面板結構如右圖接線端子從左向右：
紅黑S1、S2端子：試驗電源輸出
紅黑S1、S2端子：輸出電壓回測
紅黑P1、P2端子：感應電壓測量端子
液晶顯示屏：中文顯示界面
微型打印機：打印測試數據、曲線
旋轉鼠標：輸入數值和操作命令
1.3 主要技術參數
|
WBFA-5000
|
|
測試用途
|
CT， PT
|
|
輸出
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0~180Vrms，12Arms，36A（峰值）
|
|
電壓測量精度
|
±0.1%
|
|
CT變比
測量
|
范圍
|
1~40000
|
|
精度
|
±0.05%
|
|
PT變比
測量
|
范圍
|
1~40000
|
|
精度
|
±0.05%
|
|
相位測量
|
精度
|
±2min
|
|
分辨率
|
0.5min
|
|
二次繞組電阻測量
|
范圍
|
0~300Ω
|
|
精度
|
0.2%±2mΩ
|
|
交流負載測量
|
范圍
|
0~1000VA
|
|
精度
|
0.2%±0.02VA
|
|
輸入電源電壓
|
AC220V±10%，50Hz
|
|
工作環(huán)境
|
溫度：-10οC~50οC， 濕度：≤90%
|
|
尺寸、重量
|
尺寸365 mm×290 mm×153mm 重量<10kg
|
第2章 用戶接口和操作方試（WBFA-5000戶外互感器綜合特性測試儀現(xiàn)貨供應，品質保障）
2.1 電流互感器試驗
在參數界面，用 旋轉鼠標切換光標到類型欄，選擇互感器類型為CT。
2.1.1 試驗接線
試驗接線步驟如下：
第1步：根據表2.1描述的CT試驗項目說明，依照圖2.1或圖2.2進行接線（對于各種結構的CT，可參考附錄D描述的實際接線方式）。
表2.1 CT試驗項目說明
|
電阻
|
勵磁
|
變比
|
負荷
|
說明
|
接線圖
|
|
√
|
|
|
|
測量CT的二次繞組電阻
|
圖2.1，但一次側可以不接
|
|
√
|
√
|
|
|
測量CT的二次繞組電阻、勵磁特性
|
圖2.1，但一次側可以不接
|
|
√
|
|
√
|
|
測量CT的二次繞組電阻，檢查CT變比和極性
|
圖2.1，
|
|
√
|
√
|
√
|
|
測量CT的二次繞組電阻、勵磁特性，檢查CT變比和極性
|
圖2.1
|
|
|
|
|
√
|
測量CT的二次負荷
|
圖2.2，
|
圖2.1 CT直阻、勵磁、變比試驗接線方式 圖2.2 CT二次負荷試驗接線方式
第2步：同一CT其他繞組開路，CT的一次側一端要接地，設備也要接地。
第3步：接通電源，準備參數設置。
2.1.2 參數設置
試驗參數設置界面如圖2.3。
參數設置步驟如下：
用 旋轉鼠標 切換光標，選擇要進行的試驗項目，當光標停留在某個試驗項目時，屏幕顯示與該試驗項目相關的參數設置；當光標離開試驗項目時，屏幕顯示所選試驗項目所對應的接線圖。
可設置的參數如下：
（1）編號：輸入本次試驗的編號，便于打印、保存的管理與查找。
（2）額定二次電流
：電流互感器二次側的額定電流，一般為1A和5A。
（3）級別：被測繞組的級別，對于CT，有P、TPY、計量、PR、PX、TPS、TPX、TPZ等8個選項。
（4）當前溫度：測試時繞組溫度，一般可輸入測試時的氣溫。
（5）額定頻率：可選值為：50Hz或60Hz。
（6）極大測試電流：一般可設為額定二次電流值，對于TPY級CT，一般可設為2倍的額定二次電流值。對于P級CT，假設其為5P40，額定二次電流為1A，那么極大測試電流應設5%*40*1A=2A；假設其為10P15，額定二次電流為5A，那么極大測試電流應設10%*15*5A=7.5A。
如果用戶希望看到以下結果，需要準確設置基本參數（建議用戶設置）。
（1）匝比誤差、比值差和相位差
（2）準確計算的極限電動勢及其對應的復合誤差
（3）實測的準確限值系數、儀表保安系數和對稱短路電流倍數
（4）實測的暫態(tài)面積系數、峰瞬誤差、二次時間常數對于不同級別的CT，參數的設置也不同，見表2.2。
表2.2 CT參數描述
|
參數
|
描述
|
P
|
TPY
|
計量
|
PR
|
PX
|
TPS
|
TPX
|
TPZ
|
|
額定一次電流
|
用于計算準確的實際電流比
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
額定負荷，
功率因數
|
銘牌上的額定負荷，功率因數為0.8或1
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
額定準確限值系數 
|
銘牌上的規(guī)定，默認：10。用于計算極限電動勢及其對應的復合誤差
|
√
|
|
|
|
|
|
|
|
|
額定對稱短路電流系數 
|
銘牌上的規(guī)定，默認：10。用于計算極限電動勢及其對應的峰瞬誤差
|
|
√
|
|
|
|
√
|
√
|
√
|
|
一次時間常數
|
默認：100ms
|
|
√
|
|
|
|
|
√
|
√
|
|
二次時間常數
|
默認：3000ms
|
|
√
|
|
|
|
|
|
√
|
|
工作循環(huán)
|
C-t1-O或C-t1-O-tfr-C-t2-O，默認：C-t1-O循環(huán)
|
|
√
|
|
|
|
|
√
|
|
|
t1
|
第1次電流通過時間，默認：100ms
|
|
√
|
|
|
|
|
√
|
|
|
tal1
|
一次通流保持準確限值的時間，默認：40ms
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tfr
|
第1次打開和重合閘的延時，默認：500ms。選擇C-t1-O-tfr-C-t2-O循環(huán)才顯示
|
|
√
|
|
|
|
|
√
|
|
|
t2
|
第2次電流通過時間，默認：100ms。選擇C-t1-O-tfr-C-t2-O循環(huán)才顯示
|
|
√
|
|
√
|
|
|
√
|
|
|
tal2
|
二次通流保持準確限值的時間，默認：40ms
選擇C-t1-O-tfr-C-t2-O循環(huán)才顯示
|
|
√
|
|
|
|
|
√
|
|
|
額定儀表保安系數
|
銘牌上的規(guī)定，默認值：10。
用于計算極限電動勢及其對應的復合誤差
|
|
|
√
|
|
|
|
|
|
|
額定計算系數
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
|
額定拐點電勢Ek
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
|
Ek對應的Ie
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|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
|
面積系數
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|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
額定Ual
|
額定等效二次極限電壓
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
Ual對應的Ial
|
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
第五步： 選擇右邊的開始按鈕進行試驗。
2.1.3 試驗結果
試驗結果頁，界面分別如圖2.4。
對于不同級別的CT和所選的試驗項目，試驗結果也不同，見表2.3。
表2.3 CT試驗結果描述
|
試驗結果
|
描述
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P
|
TPY
|
計量
|
PR
|
PX
|
TPS
|
TPX
|
TPZ
|
|
負荷
|
實測負荷
|
單位：VA，CT二次側實測負荷
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
功率因數
|
實測負荷的功率因數
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
阻抗
|
單位：Ω，CT二次側實測阻抗
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
電阻
|
電阻（25℃）
|
單位：Ω，當前溫度下CT二次繞組電阻
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
電阻（75℃）
|
 ，單位：Ω，折算到75℃下的電阻值
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
勵磁
|
拐點電壓和拐點電流
|
單位：分別為V和A，根據標準定義，拐點電壓增加10%時，拐點電流增加50%。
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
不飽和電感
|
單位：H，勵磁曲線線性段的平均電感
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
剩磁系數
|
剩磁通與飽和磁通的比值
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
二次時間常數
|
單位：s,CT二次接額定負荷時的時間常數
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
極限電動勢
|
單位：V，根據CT銘牌和75℃電阻計算的極限電動勢
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
|
√
|
√
|
|
復合誤差
|
極限電動勢 或額定拐點電勢Ek下的復合誤差
|
√
|
|
√
|
√
|
√
|
|
|
|
|
峰瞬誤差
|
極限電動勢 下的峰瞬誤差
|
|
√
|
|
|
|
|
√
|
√
|
|
準確限值系數
|
實測的準確限值系數
|
√
|
|
|
√
|
|
|
|
|
|
儀表保安系數
|
實測的儀表保安系數
|
|
|
√
|
|
|
|
|
|
|
對稱短路電流倍數Kssc
|
實測的對稱短路電流倍數
|
|
√
|
|
|
|
√
|
√
|
√
|
|
暫態(tài)面積系數
|
實際的暫態(tài)面積系數
|
|
√
|
|
|
|
|
√
|
√
|
|
計算系數Kx
|
實測的計算系數
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
|
額定拐點電勢Ek
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
|
Ek對應的Ie
|
額定拐點電勢對應的實測勵磁電流
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
|
額定Ual
|
額定等效二次極限電壓
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
Ual對應的Ial
|
額定等效二次極限電壓對應的實測勵磁電流
|
|
|
|
|
|
√
|
|
|
|
誤差曲線
|
5%（10%）誤差曲線
|
√
|
√
|
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
變比
|
變比
|
額定負荷下的實際電流比
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
匝數比
|
被測試的二次繞組與一次繞組的實際匝比
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
比值差
|
額定負荷下的電流誤差
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
相位差
|
額定負荷下的相位差
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
極性
|
CT一次和二次的極性關系，有同極性/－（減極性）和反極性/ （加極性）兩種
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
√
|
|
匝比誤差
|
實測匝數比與額定匝比的相對誤差
|
|
|
|
|
√
|
√
|
|
|
|
標準誤差
|
額定負荷、下限負荷下，國標檢驗電流點的電流誤差、相位誤差表
|
|
|
√
|
|
|
|
|
|
2.2 電壓互感器試驗
在參數界面，用 旋轉鼠標切換光標到類型欄，選擇互感器類型為PT。
2.2.1 試驗接線
試驗接線步驟如下：
第1步：根據表2.4描述的PT試驗項目說明，依照圖2.7或圖2.8進行接線。
表2.4 PT試驗項目說明
|
電阻
|
勵磁
|
變比
|
說明
|
接線圖
|
|
√
|
|
|
測量PT的二次繞組電阻
|
圖2.7，一次側必須斷開
|
|
√
|
√
|
|
測量PT的二次繞組電阻、勵磁特性
|
圖2.7，一次側必須斷開，且一次側高壓尾必須接地
|
|
|
|
√
|
檢查PT變比和極性
|
圖2.8
|
第2步：同一PT其他繞組開路。
第3步：接通電源，準備參數設置。
2.2.2 參數設置
PT的試驗參數設置界面如圖2.5。
參數設置步驟如下：
用 旋轉鼠標 切換光標，選擇要進行的試驗項目，當光標停留在某個試驗項目時，屏幕顯示與該試驗項目相關的參數設置；當光標離開試驗項目時，屏幕顯示所選試驗項目所對應的接線圖。
可設置的參數如下：
（1）編號：輸入試驗試驗編號。
（2）額定二次電壓
：電壓互感器二次側的額定電壓。
（3）級別：被測繞組的級別，有P、計量等2個選項。
（4）當前溫度：測試時繞組溫度，一般可輸入當時的氣溫。
（5）額定頻率：可選值為：50Hz或60Hz。
（6）極大測試電壓：試驗時設備輸出的極大工頻等效電壓。
（7）極大測試電流：試驗時設備輸出的極大交流電流。
第四步： 選擇右邊的開始按鈕進行試驗。
2.2.3 試驗結果
試驗結果頁，如圖2.6。
對于不同級別的PT和所選的試驗項目，試驗結果也不同，見表2.5。
表2.5 PT試驗結果描述
|
試驗結果
|
描述
|
P
|
計量
|
|
電阻
|
電阻（25℃）
|
單位：Ω，當前溫度下的電阻
|
√
|
√
|
|
電阻（75℃）
|
單位：Ω，參考溫度下的電阻值，溫度可修改
|
√
|
√
|
|
勵磁
|
拐點電壓和拐點電流
|
單位：分別為V和A，根據標準定義，拐點電壓增加10%時，拐點電流增加50%。
|
√
|
√
|
|
變比
|
變比
|
額定負荷或實際負荷下的實際電流比
|
√
|
√
|
|
匝數比
|
被測試的二次繞組與一次繞組的實際匝比
|
√
|
√
|
|
比值差
|
額定負荷或實際負荷下的電流誤差
|
√
|
√
|
|
相位差
|
額定負荷或實際負荷下的相位差
|
√
|
√
|
|
極性
|
PT一次和二次的極性關系，有同極性/－（減極性）和反極性/ （加極性）兩種
|
√
|
√
|
2.3自檢頁
自測界面如圖2.8。在萬用表幫助下，自測功能可用于檢查設備是否損壞，測量電路是否正常。
2.3.1 參數設置
自測測試所需的參數如下表：
表2.6 自檢測試參數
|
參數
|
描述
|
|
測試電流
|
需要裝置輸出的電流，有效值范圍：1mA~5A
|
|
測試電壓
|
需要裝置輸出的電壓，有效值范圍：1V~100V
|
|
測試頻率
|
需要裝置輸出電壓或電流的頻率，范圍：0~50Hz
|
測試電流或測試電壓設置后，設置測試頻率，裝置將輸出對應頻率的電壓或電流，并顯示檢測到的實際電壓或電流。在選擇電壓后，如果負載太小，導致實際電流有效值大于5A，則顯示過載信息。在選擇電流后，如果負載太大，導致實際測試電壓有效值大于100V，則也會顯示過載信息。
2.3.2 接線方法
選擇電壓測試時，將S1短接另一個S1，S2短接另一個S2。用萬用表電壓檔測量S1和S2之間的電壓，若與實際電壓相符，說明設備能夠輸出電壓且電壓測量環(huán)節(jié)正常。
電流測試時，將電源輸出的S1、S2端子短接。電壓回測的S1、S2不接?？稍谳敵龅腟1和S2之間串入萬用表電流檔，若萬用表測量的電流與實際電流相符，說明設備能夠正常輸出電流且電流測量環(huán)節(jié)正常。
2.4功能按鈕
2.4.1 參數頁功能按鈕
(1)．系統(tǒng)工具
系統(tǒng)工具界面，如圖2.11。在該界面中可以進行時間校對、系統(tǒng)升級等操作。其中：調試用于出廠調試，升級用于軟件界面的升級。
(2)．幫助
（3）打印
用戶可以打印當前測試結果，此報告可做為現(xiàn)場試驗的原始記錄。
2.4.2 結果頁功能按鈕
(1)、勵磁曲線
在圖2.4或圖2.6的測量結果頁面，選擇勵磁結果，將出現(xiàn)勵磁曲線界面，如圖2.13：
(2)、勵磁數據
在圖2.13的勵磁曲線頁面，選擇勵磁數據將顯示勵磁數據界面，如圖2.14：
在上圖中可以顯示三種形式的勵磁數據：
實測：儀器升壓過程中實際捕捉的電壓、電流序列；
取整：對實測的勵磁數據按電流取整后的結果顯示，10mA以下按1mA遞增、10mA~100mA以上按5mA遞增、100mA以上按0.1A遞增，取整的結果便于數據記錄、比對；
指定：可以顯示任意指定電流點的勵磁數據；
(3)、5%、10%誤差曲線
只有保護級的互感器（包括暫態(tài)保護級）才有5%、10%的誤差曲線與誤差數據；在CT設置中選定為P/PR/PX/TPx的互感器，在試驗結果圖2.4界面中，選擇誤差結果將顯示5%誤差曲線，如圖2.15：
在圖2.15中，還可以選擇顯示10%的誤差曲線。保護互感器的10%誤差曲線是10%誤差數據的圖形化顯示，其含義是相同的，其含義為互感器復合誤差不大于10%時，其二次負荷與過流倍數的關系曲線。5%的誤差曲線是互感器復合誤差不大于5%時，其二次負荷與過流倍數的關系曲線。
(4)、5%、10%誤差數據
在圖2.15中，選擇誤差數據將顯示5%、10%的誤差數據，如圖2.16所示：
(5)、比差、角差表
只有測量級的互感器才有比差、角差結果表；在CT設置中選繞組級別為“計量”的互感器，且測試項目選擇了“誤差”項目的才會有比差、角差表。在圖2.4 CT測試結果界面中，選擇誤差結果，將出現(xiàn)比差、角差表，如圖2.17：
上圖中顯示了互感器分別在額定負荷與下限負荷下的比差、角差表，額定負荷是在CT設置頁面中，下限負荷規(guī)定為25%的額定負荷.
為了配合數字化遠傳表計應用需求，江蘇電科院還為數字化表計構建了配套的微應用。
“數字化遠傳表計的感知數據通過站內低功耗無線傳感網絡及有線網絡回傳至站端主機，由部署在站端的微應用實現(xiàn)數據展示，進行異常判別。通過微應用，我們可以遠程下達自校驗指令，獲取表計誤差并完成誤差自修正，不需要人工現(xiàn)場校驗，實現(xiàn)表計免維護運行?！?/span>
截至目前，江蘇電科院研發(fā)了避雷器泄漏電流、六氟化硫密度、變壓器油位、變壓器油溫、互感器油位等5類數字化遠傳表計及3款數據分析微應用，實現(xiàn)了對避雷器、六氟化硫開關、變壓器的設備狀態(tài)參量數字化采集、遠傳。
在220千伏五洲變電站，江蘇電科院共完成避雷器泄漏電流、六氟化硫密度、變壓器油位3類共61只表計的安裝和在線調試，數字化遠傳表計投入試點應用。今年6月14日，61只表計在該變電站正式投運，目前運行情況良好?！坝辛藬底只h傳表計，雷雨季我們可以從后臺實時監(jiān)測避雷器運行狀態(tài)，不僅明顯減少了日常運維工作量、降低了運維人員工作強度，也避免了一定的風險。”
今年，江蘇電科院將支撐數字化遠傳表計在江蘇電網220千伏及以上變電站推廣應用。
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