[发明专利]一种低功耗程控式电流互感器现场检定装置

权利要求书

1.一种低功耗程控式电流互感器现场检定装置，包括程控式电子功率源(101)、升流器(102)、标准电流互感器(103)、电流负荷箱(105)、前置信号切换控制单元(106)和程控式互感器校验仪(107)；其特征在于，所述程控电子功率源(101)输出端连接升流器(102)输入端，升流器(102)输出端为标准电流互感器(103)和被检电流互感器(104)提供一次电流，二者的二次电流或电压信号输入前置信号切换与控制单元(106)完成信号转换，转换后的信号经程控式互感器校验仪(107)处理，进行误差测量和二次励磁电流测量。

2.根据权利要求1所述的低功耗程控式电流互感器现场检定装置，其特征在于：所述程控式电子功率源(101)包括功率放大器和控制单元；所述功率放大器输入电压为AC220V，输出电压为AC 0～250V，调节细度0.1V，输出功率1～5kVA，功率放大器既保证了测试回路的功率输出，又保证了小电流测量点1％、5％、20％额定电流点的准确测量，以及小电压信号的精细调节；所述控制单元实现了程控式逻辑控制，根据互感器校验仪的测量点输出信号控制功率放大器电压升降，实现测量过程程控自动的目的。

3.根据权利要求1所述的低功耗程控式电流互感器现场检定装置，其特征在于，所述升流器(102)输入电压为0～250V，输出电压为2.5V～10V，最大输出电流2000A，在测试回路负荷大，压降大的情况下保证400A电流输出，所述升流器(102)主要为标准电流互感器(103)和被检电流互感器(104)提供一次电流。

4.根据权利要求1所述的低功耗程控式电流互感器现场检定装置，其特征在于，所述标准电流互感器(103)电流比为5～2000/5A、1A准确级为0.02S级，标准电流互感器(103)用作检定标准器，与被检电流互感器(104)进行比较，其准确级比被检电流互感器至少高2个准确度级别，用以保证测量准确性，其准确度等级符合检定规程要求。

5.根据权利要求1所述的低功耗程控式电流互感器现场检定装置，其特征在于：所述电流负荷箱(105)工作电流为5A或1A，负荷范围为2.5～80VA，精度为±3％，用来模拟被检电流互感器的工作负荷，其性能指标符合检定规程要求。

6.根据权利要求1所述的低功耗程控式电流互感器现场检定装置，其特征在于：所述前置信号切换与控制单元(106)包括标准二次信号采样，差值电流及励磁电流采样，感应电动势采样及工作状态逻辑控制和信号切换，所述前置信号切换对应于校验仪误差测试工作状态和励磁电流测试工作状态，所述控制单元用以控制程控式电子功率源电压输出升降和信号切换的逻辑控制。

7.根据权利要求1所述的低功耗程控式电流互感器现场检定装置，其特征在于：所述程控式互感器校验仪(107)包括输入信号采样，信号处理，A/D转换(301)，数据分析计算及数据显示存储(302)，所述程控式互感器校验仪(107)主要用来读取被检互感器的误差数据及参数的读取。

8.一种低功耗程控式电流互感器现场检定测试方法，其特点是：包括如下步骤：

1)装置在上限负荷、下限负荷、空载情况下测试额定电流百分数1％、5％点误差分别为εn1、εn5、εx1、εx5、εo1、εo5误差并记录；

误差表达式为：

式(1)中为电流百分数i点误差，f_i为电流百分数i点比差值，δ_i为电流百分数i点相位差，所以测量得到被检电流互感器在1％、5％电流点上限负荷、下限负荷、空载情况下的误差分别为：

2)装置继续自动升电流至一次电流400A，相应于电流百分数为其中I1n为额定一次电流，测定此时上限负荷εm和空载误差εmo，并记录，则

又

式(10)中Z₂为被检互感器二次绕组内阻抗，Ym为励磁导纳，εb为补偿值，常数；

对式(10)取导数，则

dε_m＝Z₂dY_m (11)

故测得dε_m和dY_m可得

3)降电压至零，计算被检互感器在电流百分数m％、20％、100％和120％点感应电势Em、E₁₀₀、E₁₂₀；

其中

式(13)、(14)、(15)、(16)中分别为m％、20％、100％、120％点二次电流，Z为被检电流互感器二次负荷，由被检互感器铭牌直读；

4)在m％、20％、100％、120％额定电流点对应的二次感应电势Em、E₂₀、E₁₀₀、E₁₂₀下直接测一次励磁电流并折算到二次励磁电流电流互感器误差由励磁电流引起，由电流互感器误差定义可知：

其中为二次励磁电流，为电流互感器无补偿误差，那么：

由(18)、(19)、(20)、(21)可知，

由(22)、(23)、(24)可知，直接测定二次感应电势Em、E₂₀、E₁₀₀、E₁₂₀下励磁电流即可得到电流互感器在额定负荷下20％、100％、120％三点误差，同理Z为下限负荷时可测得被检互感器下限负荷下误差为εx20、εx100、εx120。