（国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山063000）
摘要：随着我国电力工业中城网及农网的改造，以及低压配电系统的自动化程度不断提高，电流互感器作为低压配电系统中的一种重要电气元件，被广泛地应用于测量、计量、继电保护、系统监测、接地保护和各种电力系统分析之中。
关键词：低压电流；互感器；电气综合实验；设计；分析
1导言
低压电流互感器作为一类重要的电力计量器具，其计量性能的优劣直接关系到广大电力用户的切身利益，影响着电网的优质服务水平及企业的社会形象。目前，低压电流互感器流水线检定系统已在全国范围内逐步建立完成，而低压电流互感器的全性能实验室仍处于发展阶段。
2系统设计
2.1系统结构设计
为使设备间的连接线更加简洁，试验人员操作更加安全与方便，同时兼顾试验系统减少设备占地空间，本文将集成化的试验系统继续优化，将电气试验所需设备进行科学的组装，分为控制柜和试验台两大部分。
2.1.1控制柜结构设计
控制柜主要集中了规格尺寸一致的绝缘电阻测试仪、伏安特性测试仪、充磁/直流电阻测试仪、互感器校验仪等试验设备，通讯接口统一为ＲS485。其中，绝缘电阻测试仪测量范围为10MΩ-1000MΩ，精度为5%；仪表保安系数测试仪能够绘制励磁感应曲线找到拐点，精度为3%；充磁/直流电阻测试仪充磁时输出电流为1A，0-5s可调，直流电阻测试时0-5A可调，测量范围为0.01Ω-50Ω，精度为0.1%；互感器校验仪精度等级为2级。其中程控源的输出电压为0-250V，容量为15kVA，为所有电气试验提供所需大小的电压，由互感器校验仪中总控单元根据试验需要进行控制。
2.1.2试验台结构设计
考虑到试验员对试品上下料以及接线的便利性，试验台采用横台体模式。试验台板面上设有3个一次导线的压紧机构，其中压紧机构1是COM端，压紧机构2适用于600A及以下试品接线，压紧机构3适用于600A～1500A试品接线。台面还设有12个可灵活移动的温度传感器PT100，为温升试验提供试品的温度信息。试验台体内部不仅含有升流器、标准电流互感器、负载箱、一次切换用接触器、一二次切换用电路板等误差试验所需基本模块，还加入了高压继电器切换电路板、二次开路采样电路板、微电流互感器电路板、工频耐压采样电路板、升压变压器、温度巡检仪等单元。
其中，升流器的升流能力为3000A，完全满足系统0～2000A的升流要求；标准电流互感器一次电流为0～2000A，精度等级为0.05S级，可实现0.02S及以下精度等级试品的检测；七通道电流互感器专用负载箱额定电流为5A，留有七个负载通道，其中的通道2—通道7只有5VA、10VA、15VA三挡，不仅满足了不同额定负载试品温升试验的要求，还节省了大量的设备占用空间和设备成本；升压电压器可实现5kV升压，满足试品耐压试验的要求；二次开路采用电路板可完成试品的二次绕组匝间绝缘检测，精度等级5级；工频耐压采样电路板以及微电流互感器电路板共同完成试品工频耐压试验，精度等级为5级；温度巡检仪含有16个测量通道数，接入16个PT100温度传感器，精度等级为1%，分辨率为0.1℃，为温升试验采集温度信息。
2.2控制系统设计
本系统主控芯片采用TI公司的TMS320F28335，该芯片支持浮点数运算，内置硬件乘法器，运算速度快，满足多路数字信号的高速采集及处理要求，保证了检定数据的准确性。DSP芯片通过CPLD扩展I/O口，从而能够满足液晶屏的输出、按键信号的输入、信号处理的控制及A/D模块的控制与数据高速采集等功能的要求。DSP芯片的SCI信号经ＲS485芯片转换为485电平信号，通过485总线实现对其他仪器设备的控制。此外，DSP芯片的SPI串口信号通过网络模块ENC28J60芯片与上位机通信，数据格式符合IP/TCP协议要求。
3低压电流互感器的选型
3.1测量用电流互感器
一是测量用电流互感器是为指示仪表、积分仪表和其它类似电器提供电流的电流互感器。测量用电流互感器广泛用于对低压配电系统电流的测量，主要准确（对电流互感器给定的等级）级有：0.2、0.5、1、3、5等。二是目前应用比较广泛的测量用互感器主要为母线式电流互感器，安装方便，而且其型号、规格繁多，可根据不同规格的母排或线缆选用最经济合理的电流互感器。
3.2保护用电流互感器
一是保护用电流互感器就是为保护用继电器提供电流的电流互感器器，与电流继电器等类似电器配套使用，主要用于低压配电系统电流过载保护和短路保护。二是主要准确级有：5P、10P，5、10表示复合误差5%、10%，准确限值系数又叫限值系数，它是额定准确限值一次电流（此时符合误差不超过5%、10%）与额定一次电流的比值，准确限值系数有，5、10、15、20。
4软件设计与测试分析
4.1软件系统设计
软件综合管理系统采用主流的、成熟的并符合业界标准的正版平台进行开发，采用网络化控制，遵循通用接口协议。数据通信采用XML标准语言格式，同时要求对传输数据进行加密，其中与生产调度平台通信统一采用WebService接口方式，支持多个异构系统和数据源之间的数据交换。不仅能综合管理试验数据，从一体化管控平台接受任务并上传试验数据与分析结果，还具有检定试品的试验数据与试验结果的查询功能。另外，检测系统还能接受温湿度监测系统上传的数据，并将提供数据上传至生产调度平台。此外，系统数据库设计充分考虑信息的扩展，数据库的设计满足第三范式的要求。人机界面采用风格一致的操作界面，窗口的内容简单明了，提供的信息语言要通俗易懂、连贯一致，兼顾现有计量系统的数据规范和电力行业数据规范，满足一体化管控平台及相关系统需要。
4.2系统测试与分析
根据以上系统设计方案，利用以上低压电流互感器电气综合试验检测系统，取6只1000/5的低压电流互感器试品，按照《Q/GDW572—2014低压电流互感器技术规范》进行实际试验，试验包括绝缘电阻测量、工频耐压试验、二次绕组匝间绝缘试验、室温条件下的误差试验、磁饱和裕度试验、等安匝误差试验、剩磁误差试验、仪表保安系数试验、温升试验、极限条件下的误差试验。取其检定效率作为考量指标，与传统分立的电气试验设备进行对比。
5结论
本文针对各网省计量中心的低压电流互感器全性能实验室建设参差不齐，设备落后以及试验项目不全等问题，研制了一套低压电流互感器综合电气试验检测系统。该系统通过对现有的低压电流互感器校验仪和对应的负载箱进行改进设计，运用自动化控制技术，采用试验电气设备集成控制柜加测试台体形式，实现一次接线、一键式开展6只低压电流互感器10项电气试验项目，可从一体化管控平台接受试验任务等数据并上传试验数据与分析结果，以完成与生产调度平台的数据共享。研发产品实际使用结果表明，相比于传统全性能实验室，该装置的检定效率提高了3倍，不仅节省了大量的人力与财力，还能保障试验人员的安全，达到了国网公司提出的产品试验管理平台智能化、信息化的整体要求。
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