电力互感器现场校验仿真实训系统

2022-12-03

为建设资源节约型社会提供良好的计量技术支撑, 确保电能量值传递准确、一致、可靠, 必须切实提高电能计量检定人员的业务素质和专业技能工作水平。然而, 目前国内从事电能计量检定人员流动性大、知识更新慢、检定人员专业知识和工作水平参差不齐, 复合型人才偏少;以往针对计量检定人员的集中培训、演示试验、书面考试、师徒一带一培训考核等方式存在很大的局限性, 现场培训机会偏少, 受训者很难通过培训达到实际应用技能水平。因此需创新一种简洁有效且切合实际的培训、考核手段, 弥补以往培训、考核方式的不足。为此, 本文提出一种电力互感器现场校验仿真实训系统, 为受训者提供模拟实际应用的工作环境, 通过亲身体验的培训模式, 达到最好的培训效果;亦可通过该系统对受训者进行考核。

1 电力互感器现场校验仿真实训可行性分析

电力互感器现场校验是将升流器/升压器、标准互感器、被试互感器、校验仪、负荷箱按照规程规定的接线方式接线, 再控制升流器/升压器输出, 按照规程规定的点进行测量[1]。根据规程规定, 电力互感器现场校验需要升压/升流至被试互感器额定电压/电流的120%, 除了需要特别注意电压互感器安全工作距离外, 还必须避免电压互感器二次短路、电流互感器二次开路以及超出互感器120%的额定值等[2]。由于受训人员互感器校验方面的知识尚未完全掌握, 对一些特别重要的细节映象不深, 故电力互感器现场校验仿真实训系统不仅需要模拟现场校验环境, 而且必须合理规避上述安全问题, 既能在受训人员犯下错误时进行提示, 又能保障受训人员安全。

从互感器校验原理图如图1, 可以看出互感器校验试验过程中, 由升压器/升流器输出的电压/电流带动标准互感器、被试互感器二次电压/电流的变化, 再由校验仪测量标准互感器二次电压/电流、计算百分表, 测量标准互感器与被试互感器的差压/差流、计算误差。整个过程受训人员均通过标准互感器、被试互感器二次侧电压/电流掌握整个校验试验过程, 为此模拟标准互感器、被试互感器二次电压、电流输出, 基本上可实现互感器现场校验仿真实训系统的误差、二次接线等仿真功能, 配合接线识别系统, 即可实现互感器校验仿真。

2 电力互感器现场校验仿真实训系统

电力互感器现场校验仿真实训系统由控制台、模拟调压控制箱、电流互感器模拟校验模块、电压互感器模拟校验模块、模拟负荷箱、互感器校验仪6部分组成, 系统示意如图2。培训过程首先由培训人员调用控制台仿真数据库内互感器额定电流/电压、变比、误差曲线、负荷等参数, 设置仿真实训系统, 模拟现场互感器校验情景, 并显示受训人员工作任务以及相关信息;然后, 受训人员根据任务、标准互感器端子说明, 连接互感器模拟校验模块、互感器校验仪、模拟负荷箱, 调节模拟调压控制箱上调节盘进行校验试验;在受训人员试验过程中, 控制台对受训人员接线进行识别, 判别校验仪测量误差与模拟调压控制箱输出误差, 并提示受训人员变比错误、极性错误、接线错误等, 同时对受训人员进行考核打分。

模拟调压控制箱输出互感器校验过程中校验仪测量的标准电压/电流、差压/差流, 实现方案是将互感器校验整检装置[3]的手动控制方式更改为继电器切换方式;仿真实训系统通过继电器切换、接线识别, 模拟标准互感器变比、标准电流/电压、差流/差压输出, 原理图如图3所示。对比图1、图3, 通过继电器切换实现标准电流接入校验仪To端, 实现标准电流互感器多变比切换以及差流接入校验仪K端, 通过接线识别检查被试互感器、负荷箱及校验仪Tx端的是否正确连接。

3 接线识别技术

接线识别主要依据互感器校验接线固定, 只需识别必须连接的两个端子是否已经连接, 即可实现。由于连接线必须为导电体, 为此, 采用电平逻辑识别方式, 识别接线的正确与错误。以电流互感器一次侧接线为例, 如图4所示, 控制台控制与标准端子La、Lb连接的继电器的开合, 当以图4 (A) 的接线方式, La连接的继电器闭合, 电平检测电路检测到的逻辑为La=0、Lb=1, Lb连接的继电器闭合, 电平检测电路检测到的逻辑为La=1、Lb=0;当以图4 (B) 的接线方式, La连接的继电器闭合, 电平检测电路检测到的逻辑为La=1、Lb=0, Lb连接的继电器闭合, 电平检测电路检测到的逻辑为La=0、Lb=1;当没有接线时, 逻辑为La=0、Lb=0, 控制台通过控制相应的继电器开合以及判断每组检测电路的逻辑形式, 即可分辨出受训人员接线是否存在问题。