二次负荷及压降模拟系统

一、背景技术
目前国内电能计量检定人员流动性大、知识更新慢、专业知识和工作水平参差不齐,复合型人才偏少,掌握互感器现场检定技术的技术人员较少,影响了正常的检测工作,主要是因为培训装置较滞后,目前多以集中理论培训、演示实验、书面考试以及跟现场一带一等培训方式,都存在很大的局限性,培训效率非常低。
而且在实际环境中的培训,由于电能计量设备具有高电压、大电流,会对人身和设备产生安全隐患,限制了培训的质量和效率。
如果能提供一种能够在低压的条件下操作,真实模拟现场各种情况,实现电能计量互感器计量二次回路压降接线培训以及电压/电流互感器二次回路实际负荷测试培训,对电能计量检定人员培训该设备时的安全操作将是十分有利的。
二、发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种电能计量互感器二次负荷及压降模拟系统,所述系统包括三相电流/电压源、CT端子箱、PT端子箱、第一电能表端子箱、第二电能表端子箱、PT二次回路压降/负荷测试仪、负荷/压降控制设备、第一负载箱及相应的二次回路接线、第二负载箱及相应的二次回路接线;其中三相电流/电压源与CT端子箱、PT端子箱连接, PT二次回路压降/负荷测试仪与PT端子箱、第一电能表端子箱连接,第一电能表端子箱与PT端子箱和第一负载箱及相应的二次回路接线连接;
所述CT端子箱与第二电能表端子箱、第二负载箱及相应的二次回路接线依次连接;
所述负荷/压降控制设备与CT端子箱、PT端子箱、第一电能表端子箱、第二电能表端子箱连接。
进一步的,所述系统包括电压互感器计量二次回路压降测试培训系统、电压互感器二次回路实际负荷测试培训系统、电流互感器二次回路实际负荷测试培训系统,其中,三相电流/电压源、PT端子箱、第一电能表端子箱、PT二次回路压降/负荷测试仪、负荷/压降控制设备构成电压互感器计量二次回路压降测试培训系统;三相电流/电压源、PT端子箱、PT二次回路压降/负荷测试仪、负荷/压降控制设备构成电压互感器二次回路实际负荷测试系统;三相电流/电压源、CT端子箱、PT二次回路压降/负荷测试仪、负荷/压降控制设备构成电流互感器二次回路实际负荷测试系统。
本发明的有益效果为:
本系统能模拟现场实际运行中的电流、电压互感器二次回路工况,并可通过负荷/压降控制设备改变电流、电压互感器二次回路实际负荷值和PT二次回路压降值,以真实模拟现场各种情况,实现电能计量互感器计量二次回路压降接线培训以及电压/电流互感器二次回路实际负荷测试培训。
附图说明

图1为本系统的构造图。

图2为电压互感器计量二次回路压降测试培训系统构造图。

图3为电压互感器二次回路实际负荷测试系统开发。

图4为电压互感器二次回路实际负荷测试接线示意图。

图5为电流互感器二次回路实际负荷测试培训系统。

图6为电流互感器二次回路实际负荷测试接线示意图。
具体实施方式
如图1所示,为本系统的构造图。整个系统由三相电流电压源、CT端子箱、PT端子箱、两个电能表端子箱、PT二次回路压降/负荷测试仪、负荷/压降控制设备、负载箱及相应的二次回路接线构成。它们的连接关系为:
三相电流/电压源与CT端子箱、PT端子箱连接, PT二次回路压降/负荷测试仪与PT端子箱、第一电能表端子箱连接,第一电能表端子箱与PT端子箱和第一负载箱及相应的二次回路接线连接;
所述CT端子箱与第二电能表端子箱、第二负载箱及相应的二次回路接线依次连接;
所述负荷/压降控制设备与CT端子箱、PT端子箱、第一电能表端子箱、第二电能表端子箱连接。
根据测试功能,本系统可具体区分为电压互感器计量二次回路压降测试培训系统、电压互感器二次回路实际负荷测试培训系统、电流互感器二次回路实际负荷测试培训系统。下面分别予以介绍。
1,电压互感器计量二次回路压降测试培训系统
如图2所示,电压互感器计量二次回路压降测试培训系统硬件设计包括三相电流/电压源、PT端子箱、第一电能表端子箱、PT二次回路压降/负荷测试仪、第一负荷/压降控制设备及相应的二次回路接线。
三相电流/电压源用于模拟现场带电情况,为PT二次回路压降测试提供基本的电压: PT端子箱采用现场的PT端子箱的接线盒代替,让学员通过自行接线来熟悉现场工作的接线方法,同理,第一电能表端子箱也是采用电能表接线盒代替; PT二次回路压降/负荷测试仪使用实际的设备进行,教员可以通过负荷/压降控制设备调整PT端子箱和第一电能表端子间的压降大小,让学员通过使用PT二次回路压降/负荷测试仪对被试设备的压降进行测试,得到测试结果。
本系统的原理为:影响电压互感器二次压降的因素是电压互感器二次回路线路阻抗和二次回路中通过的电流,这些因素都是变化的,且具有一定的随机性,由欧姆定律可知,电压互感器二次回路线路压降是一个变化量,且具有一定的随机性。电压互感器计量二次回路压降测试的目的在于测试该电压互感器二次压降是否在规程规定的允许范围内,保证计量点的准确性。
试验在设备带电时进行。将PT二次回路压降/负荷测试仪的电压输入导线夹接到PT二次绕组输出端(an,bn.cn),将电流钳钳到相应的a、b、c线上,然后操作测试仪进行测量、读数,最后将记录数据进行等效转换。需要注意的是,试验时需逐相进行,并且电流钳应钳取PT二次绕组输出的总电流,钳的位置应在电压未分支前的位置。
2,电压互感器二次回路实际负荷测试培训系统
如图3所示,电压互感器二次回路实际负荷测试系统硬件设计包括三相电流/电压源、PT端子箱、PT二次回路压降/负荷测试仪、负荷/压降控制设备及相应的二次回路接线。本系统是为学员提供电压互感器二次回路负荷测试的模拟环境,让其接受包括二次回路负荷测试的接线练习、PT二次回路压降/负荷测试仪操作、电压互感器二次绕组实际二次负荷伏安值换算等培训内容。
其中三相电流/电压源用于模拟现场带电情况, PT端子箱采用实际PT端子接线盒代替,让学员通过自行接线来熟悉现场工作的接线方法,另外,PT二次回路压降/负荷测试仪使用实际的设备进行,教员可以通过负荷/压降控制设备调整PT端子箱的电压、电流大小,让学员通过使用PT二次回路压降/负荷测试仪得到被试设备的二次回路等效阻导纳值,并将其进行正确换算,得到考核结果。
本系统的工作原理为:根据《JJG1021-2007电能计量互感器检定规程》规定,在进行电压互感器检定时,对其二次回路实际负荷有明确要求,电压互感器二次回路实际负荷必须满足在额定负荷和1/4额定负荷之间,因此在现场检定时,需要对电压互感器二次回路的实际负荷进行测试,其做法主要是:首先在PT端子箱处将PT二次回路压降/负荷测试仪并接到PT二次输出端,然后测量出电压互感器二次回路的端口电压;再用PT二次回路压降/负荷测试仪的电流钳钳取PT二次回路电流,测量出其端口的输出电流,最后求出端口电压和输出电流的向量比,即得到其二次回路的等效导纳值,再通过这个值计算出该二次回路的负载实际值。
试验在设备带电时进行。将PT二次回路压降/负荷测试仪的电压输入导线夹接到CT计量二次绕组输出端(Na,Nb、Nc),将电流钳钳到相应的a、b.c线上,然后操作仪器PT二次回路压降/负荷测试仪对其进行测量、读数。需要注意的是,试验应逐相进行。
图4为电流互感器二次回路实际负荷测试接线示意图。
3,电流互感器二次回路实际负荷测试培训系统
如图5所示,电流互感器二次回路实际负荷测试系统包括CT端子箱、PT二次回路压降/负荷测试仪、负荷/压降控制设备及相应的二次回路接线构成,如图所示。本系统的设计要求是为学员提供电流互感器二次回路负荷测试的模拟环境,让其接受包括二次回路负荷测试的接线练习、PT二次回路压降/负荷测试仪操作、电流互感器二次绕组实际二次负荷伏安值换算等培训内容。
三相电流/电压源用于模拟现场带电情况, CT端子箱采用实际CT端子接线盒代替,让学员通过自行接线来熟悉现场工作的接线方法,另外,PT二次回路压降/负荷测试仪使用实际的设备进行,教员可以通过负荷/压降控制设备调整CT端子箱的电压、电流大小,让学员通过使用PT二次回路压降/负荷测试仪得到被试设备的二次回路等效阻抗值,并将其进行正确换算,得到考核结果。
本系统原理为:根据《JJG1021-2007电能计量互感器检定规程》规定,在进行电压互感器检定时,对其二次回路实际负荷有明确要求,电压互感器二次回路实际负荷必须满足在额定负荷和1/4额定负荷之间,因此在现场检定时,需要对电压互感器二次回路的实际负荷进行测试,其做法主要是:首先在PT端子箱处将PT二次回路压降/负荷测试仪并接到PT二次输出端,然后测量出电压互感器二次回路的端口电压;再用PT二次回路压降/负荷测试仪的电流钳钳取PT二次回路电流,测量出其端口的输出电流,最后求出端口电压和输出电流的向量比,即得到其二次回路的等效导纳值,再通过这个值计算出该二次回路的负载实际值。
图6为电流互感器二次回路实际负荷测试接线示意图。
本发明的有益效果为:
本系统能模拟现场实际运行中的电流、电压互感器二次回路工况,并可通过负荷/压降控制设备改变电流、电压互感器二次回路实际负荷值和PT二次回路压降值,以真实模拟现场各种情况,实现电能计量互感器计量二次回路压降接线培训以及电压/电流互感器二次回路实际负荷测试培训。