二次負荷及壓降模擬系統

一、背景技術
目前國內電能計量檢定人員流動性大、知識更新慢、專業知識和工作水平參差不齊,復合型人才偏少,掌握互感器現場檢定技術的技術人員較少,影響了正常的檢測工作,主要是因為培訓裝置較滯后,目前多以集中理論培訓、演示實驗、書面考試以及跟現場一帶一等培訓方式,都存在很大的局限性,培訓效率非常低。
而且在實際環境中的培訓,由于電能計量設備具有高電壓、大電流,會對人身和設備產生安全隱患,限制了培訓的質量和效率。
如果能提供一種能夠在低壓的條件下操作,真實模擬現場各種情況,實現電能計量互感器計量二次回路壓降接線培訓以及電壓/電流互感器二次回路實際負荷測試培訓,對電能計量檢定人員培訓該設備時的安全操作將是十分有利的。
二、發明內容
為解決上述問題,本發明提供了一種電能計量互感器二次負荷及壓降模擬系統,所述系統包括三相電流/電壓源、CT端子箱、PT端子箱、第一電能表端子箱、第二電能表端子箱、PT二次回路壓降/負荷測試儀、負荷/壓降控制設備、第一負載箱及相應的二次回路接線、第二負載箱及相應的二次回路接線;其中三相電流/電壓源與CT端子箱、PT端子箱連接, PT二次回路壓降/負荷測試儀與PT端子箱、第一電能表端子箱連接,第一電能表端子箱與PT端子箱和第一負載箱及相應的二次回路接線連接;
所述CT端子箱與第二電能表端子箱、第二負載箱及相應的二次回路接線依次連接;
所述負荷/壓降控制設備與CT端子箱、PT端子箱、第一電能表端子箱、第二電能表端子箱連接。
進一步的,所述系統包括電壓互感器計量二次回路壓降測試培訓系統、電壓互感器二次回路實際負荷測試培訓系統、電流互感器二次回路實際負荷測試培訓系統,其中,三相電流/電壓源、PT端子箱、第一電能表端子箱、PT二次回路壓降/負荷測試儀、負荷/壓降控制設備構成電壓互感器計量二次回路壓降測試培訓系統;三相電流/電壓源、PT端子箱、PT二次回路壓降/負荷測試儀、負荷/壓降控制設備構成電壓互感器二次回路實際負荷測試系統;三相電流/電壓源、CT端子箱、PT二次回路壓降/負荷測試儀、負荷/壓降控制設備構成電流互感器二次回路實際負荷測試系統。
本發明的有益效果為:
本系統能模擬現場實際運行中的電流、電壓互感器二次回路工況,并可通過負荷/壓降控制設備改變電流、電壓互感器二次回路實際負荷值和PT二次回路壓降值,以真實模擬現場各種情況,實現電能計量互感器計量二次回路壓降接線培訓以及電壓/電流互感器二次回路實際負荷測試培訓。
附圖說明

圖1為本系統的構造圖。

圖2為電壓互感器計量二次回路壓降測試培訓系統構造圖。

圖3為電壓互感器二次回路實際負荷測試系統開發。

圖4為電壓互感器二次回路實際負荷測試接線示意圖。

圖5為電流互感器二次回路實際負荷測試培訓系統。

圖6為電流互感器二次回路實際負荷測試接線示意圖。
具體實施方式
如圖1所示,為本系統的構造圖。整個系統由三相電流電壓源、CT端子箱、PT端子箱、兩個電能表端子箱、PT二次回路壓降/負荷測試儀、負荷/壓降控制設備、負載箱及相應的二次回路接線構成。它們的連接關系為:
三相電流/電壓源與CT端子箱、PT端子箱連接, PT二次回路壓降/負荷測試儀與PT端子箱、第一電能表端子箱連接,第一電能表端子箱與PT端子箱和第一負載箱及相應的二次回路接線連接;
所述CT端子箱與第二電能表端子箱、第二負載箱及相應的二次回路接線依次連接;
所述負荷/壓降控制設備與CT端子箱、PT端子箱、第一電能表端子箱、第二電能表端子箱連接。
根據測試功能,本系統可具體區分為電壓互感器計量二次回路壓降測試培訓系統、電壓互感器二次回路實際負荷測試培訓系統、電流互感器二次回路實際負荷測試培訓系統。下面分別予以介紹。
1,電壓互感器計量二次回路壓降測試培訓系統
如圖2所示,電壓互感器計量二次回路壓降測試培訓系統硬件設計包括三相電流/電壓源、PT端子箱、第一電能表端子箱、PT二次回路壓降/負荷測試儀、第一負荷/壓降控制設備及相應的二次回路接線。
三相電流/電壓源用于模擬現場帶電情況,為PT二次回路壓降測試提供基本的電壓: PT端子箱采用現場的PT端子箱的接線盒代替,讓學員通過自行接線來熟悉現場工作的接線方法,同理,第一電能表端子箱也是采用電能表接線盒代替; PT二次回路壓降/負荷測試儀使用實際的設備進行,教員可以通過負荷/壓降控制設備調整PT端子箱和第一電能表端子間的壓降大小,讓學員通過使用PT二次回路壓降/負荷測試儀對被試設備的壓降進行測試,得到測試結果。
本系統的原理為:影響電壓互感器二次壓降的因素是電壓互感器二次回路線路阻抗和二次回路中通過的電流,這些因素都是變化的,且具有一定的隨機性,由歐姆定律可知,電壓互感器二次回路線路壓降是一個變化量,且具有一定的隨機性。電壓互感器計量二次回路壓降測試的目的在于測試該電壓互感器二次壓降是否在規程規定的允許范圍內,保證計量點的準確性。
試驗在設備帶電時進行。將PT二次回路壓降/負荷測試儀的電壓輸入導線夾接到PT二次繞組輸出端(an,bn.cn),將電流鉗鉗到相應的a、b、c線上,然后操作測試儀進行測量、讀數,最后將記錄數據進行等效轉換。需要注意的是,試驗時需逐相進行,并且電流鉗應鉗取PT二次繞組輸出的總電流,鉗的位置應在電壓未分支前的位置。
2,電壓互感器二次回路實際負荷測試培訓系統
如圖3所示,電壓互感器二次回路實際負荷測試系統硬件設計包括三相電流/電壓源、PT端子箱、PT二次回路壓降/負荷測試儀、負荷/壓降控制設備及相應的二次回路接線。本系統是為學員提供電壓互感器二次回路負荷測試的模擬環境,讓其接受包括二次回路負荷測試的接線練習、PT二次回路壓降/負荷測試儀操作、電壓互感器二次繞組實際二次負荷伏安值換算等培訓內容。
其中三相電流/電壓源用于模擬現場帶電情況, PT端子箱采用實際PT端子接線盒代替,讓學員通過自行接線來熟悉現場工作的接線方法,另外,PT二次回路壓降/負荷測試儀使用實際的設備進行,教員可以通過負荷/壓降控制設備調整PT端子箱的電壓、電流大小,讓學員通過使用PT二次回路壓降/負荷測試儀得到被試設備的二次回路等效阻導納值,并將其進行正確換算,得到考核結果。
本系統的工作原理為:根據《JJG1021-2007電能計量互感器檢定規程》規定,在進行電壓互感器檢定時,對其二次回路實際負荷有明確要求,電壓互感器二次回路實際負荷必須滿足在額定負荷和1/4額定負荷之間,因此在現場檢定時,需要對電壓互感器二次回路的實際負荷進行測試,其做法主要是:首先在PT端子箱處將PT二次回路壓降/負荷測試儀并接到PT二次輸出端,然后測量出電壓互感器二次回路的端口電壓;再用PT二次回路壓降/負荷測試儀的電流鉗鉗取PT二次回路電流,測量出其端口的輸出電流,最后求出端口電壓和輸出電流的向量比,即得到其二次回路的等效導納值,再通過這個值計算出該二次回路的負載實際值。
試驗在設備帶電時進行。將PT二次回路壓降/負荷測試儀的電壓輸入導線夾接到CT計量二次繞組輸出端(Na,Nb、Nc),將電流鉗鉗到相應的a、b.c線上,然后操作儀器PT二次回路壓降/負荷測試儀對其進行測量、讀數。需要注意的是,試驗應逐相進行。
圖4為電流互感器二次回路實際負荷測試接線示意圖。
3,電流互感器二次回路實際負荷測試培訓系統
如圖5所示,電流互感器二次回路實際負荷測試系統包括CT端子箱、PT二次回路壓降/負荷測試儀、負荷/壓降控制設備及相應的二次回路接線構成,如圖所示。本系統的設計要求是為學員提供電流互感器二次回路負荷測試的模擬環境,讓其接受包括二次回路負荷測試的接線練習、PT二次回路壓降/負荷測試儀操作、電流互感器二次繞組實際二次負荷伏安值換算等培訓內容。
三相電流/電壓源用于模擬現場帶電情況, CT端子箱采用實際CT端子接線盒代替,讓學員通過自行接線來熟悉現場工作的接線方法,另外,PT二次回路壓降/負荷測試儀使用實際的設備進行,教員可以通過負荷/壓降控制設備調整CT端子箱的電壓、電流大小,讓學員通過使用PT二次回路壓降/負荷測試儀得到被試設備的二次回路等效阻抗值,并將其進行正確換算,得到考核結果。
本系統原理為:根據《JJG1021-2007電能計量互感器檢定規程》規定,在進行電壓互感器檢定時,對其二次回路實際負荷有明確要求,電壓互感器二次回路實際負荷必須滿足在額定負荷和1/4額定負荷之間,因此在現場檢定時,需要對電壓互感器二次回路的實際負荷進行測試,其做法主要是:首先在PT端子箱處將PT二次回路壓降/負荷測試儀并接到PT二次輸出端,然后測量出電壓互感器二次回路的端口電壓;再用PT二次回路壓降/負荷測試儀的電流鉗鉗取PT二次回路電流,測量出其端口的輸出電流,最后求出端口電壓和輸出電流的向量比,即得到其二次回路的等效導納值,再通過這個值計算出該二次回路的負載實際值。
圖6為電流互感器二次回路實際負荷測試接線示意圖。
本發明的有益效果為:
本系統能模擬現場實際運行中的電流、電壓互感器二次回路工況,并可通過負荷/壓降控制設備改變電流、電壓互感器二次回路實際負荷值和PT二次回路壓降值,以真實模擬現場各種情況,實現電能計量互感器計量二次回路壓降接線培訓以及電壓/電流互感器二次回路實際負荷測試培訓。

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二次負荷及壓降模擬系統