[導讀]摘要：近年來，變電站10kV系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)三相電壓不平衡,、10kV電磁式電壓互感器熔斷絲燒斷等現(xiàn)象,。變電站10kV系統(tǒng)為中性點非有效接地系統(tǒng)，大多數(shù)10kV母線電磁式電壓互感器中性點串接一次消諧器接地,，以抑制鐵磁諧振過電壓,。一次消諧器的損壞，會引起以上故障,。日常運維或故障檢查時,，開展工頻電壓及電流參數(shù)測試工作，能有效地檢測出消諧器的好壞,。根據(jù)《電磁式電壓互感器用非線性電阻型消諧器技術規(guī)范》要求,，消諧器電壓峰值在40~1400V,電流峰值在1~20mA,測量儀器的精度等級不低于2.0,由于市場上還沒有滿足規(guī)程要求的高精度檢測裝置，供電公司試驗人員每次必須在現(xiàn)場通過高精度的大型調壓器,、儀表搭建試驗平臺才能完成試驗,，每次試驗需組裝許多設備，費時又費力,。本項目設計了一套便攜式測試裝置,，測量精度高，能有效地對一次消諧器進行工頻電壓及電流參數(shù)測試,，方便日常運維和系統(tǒng)故障檢查分析,，減輕了工作人員的工作強度，提高了工作效率,，保證了電力系統(tǒng)的正常運行,。
引言
目前，變電站大多數(shù)10kV母線電磁式電壓互感器中性點串接一次消諧器,，以抑制電磁諧振過電壓,。一次消諧器是采用非線性電阻材料制作的消諧器，但由于該設備沒有采用絕緣封裝,，非線性電阻材料直接裸露在空中,，導致消諧器容易吸潮損壞。
在日常的運維或系統(tǒng)故障檢查時,，通過測試工頻電壓及電流參數(shù)以檢查它是否合格,，但由于目前市面上的常用調壓器及升壓器無法滿足規(guī)程所要求的消諧器電壓峰值、電流峰值及測量精度,，導致試驗效率低下,。有些供電公司由于測試設備缺乏，僅開展簡單的項目檢測,，無法有效檢測出消諧器的問題：而有些供電公司試驗人員每次都需要在現(xiàn)場搭建試驗平臺才能完成試驗,，試驗組件繁瑣，設備組裝耗時耗力,，無法達到高效運維的目的,。
1一次消諧工頻電壓及電流參數(shù)測試裝置的設計思路
（1）為了能有效地檢測消諧器是否合格,，必須對其工頻電流,、電壓參數(shù)進行校驗，本項目研發(fā)的一次消諧工頻電壓及電流參數(shù)測試裝置,，能實現(xiàn)自動檢測消諧器在電流峰值為0.3mA,、0.5mA、1mA,、3mA,、5mA、10mA時相對應的電壓峰值或有效值,。該裝置應用于變電站10kV系統(tǒng)的電磁式電壓互感器一次消諧器的工頻電壓及電流參數(shù)測試,。
（2）裝置采用電池供電,，無需外接市電,，能實現(xiàn)邊充電邊測量的功能，同時可自動設定工頻電流,。為滿足規(guī)程測量要求,，裝置的測量精度等級需達到2.0級，設有0.3mA,、0.5mA,、1.0mA、3.0mA、5.0mA,、10mA六檔常用電流指示精度等級,，能覆蓋全部常用消諧器電流指標，適用于6~35kV消諧電阻器伏安特性測試,。其輸出電流為交流0~20mA:輸出電壓為交流0~2800V:工作電壓為交流220×（1士10%）V,。裝置能在顯示屏上同時顯示電壓的峰值和有效值數(shù)據(jù)，并實時打印數(shù)據(jù),，在室內室外均可使用,。
（3）裝置設計需輕便,，能方便工作人員攜帶到現(xiàn)場使用,。由于采用調壓器或升壓器極大地增加了裝置的重量，不滿足設計的要求,。本裝置將采用SPwM方式進行電子調壓來減輕裝置的重量,，SPwM是一種比較成熟的、使用較廣泛的PwM法,。沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時,，其效果基本相同。SPwM法就是以該結論為理論基礎,，用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PwM波形控制逆變電路中開關器件的通斷,，使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應區(qū)間內的面積相等，通過改變調制波的頻率和幅值則可調節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值,。
?。?）為進一步方便測量人員的使用，將通過PID閉環(huán)控制使測量的過程自動化,。
2一次消諧工頻電壓及電流參數(shù)測試裝置的整體設計步驟
?。?）通過對工頻電壓及電流參數(shù)測試工作的走訪與調研，收集相關資料,，對裝置的相關技術進行技術調研,。
（2）確認裝置的工作原理,、元件選擇,、工作方式等關鍵點，形成可行的設計方案,。
?。?）根據(jù)設計方案尋找加工廠家進行裝置樣品的試制。
?。?）對研制的裝置進行現(xiàn)場應用,，并根據(jù)現(xiàn)場應用效果進行相應的技術改進,。
（5）研制出的成果通過測試后正式進行推廣應用,。
3一次消諧工頻電壓及電流參數(shù)測試裝置的調壓裝置設計
本裝置結構包括電池,、電源管理系統(tǒng)、MCU微控制器,、正弦波發(fā)生器,、H橋逆變LC濾波,、升壓變壓器,、電壓及電流取樣電路、模數(shù)轉換器,、消諧器,、彩色顯示屏、中文提示界面及數(shù)據(jù)打印機,。
圖1為正弦波電子調壓電路原理圖,。裝置中電壓分檔輸出，能滿足低壓試品與高壓試品的測量精度,。采用的技術原理是利用高速微處理器產(chǎn)生SPwM正弦脈寬調制信號后,，通過H橋及LC濾波回路將直流電源調制成工頻源，再將低壓電源通過分檔控制的工頻升壓器將電壓升高,。微處理器通過對工頻高壓側的電壓互感器和電流互感器的采樣,，經(jīng)過PID運算，從而控制輸出電源達到試驗目標的電壓和電流,，實現(xiàn)對一次消諧器工頻電壓及電流參數(shù)的自動化測試,。由于裝置采用SPwM方式進行電子調壓，因此無需調壓器或升壓器,，能有效減輕裝置重量,。同時PID閉環(huán)控制使測量過程自動化，無需人員干預,。
4一次消諧工頻電壓及電流參數(shù)測試裝置的優(yōu)點
?。?）裝置采用電池供電，能邊充電邊測量,，無需外接市電,。
（2）裝置操作簡單,，便于工作人員外出攜帶及現(xiàn)場使用,。
（3）裝置能自動設定工頻電流,，同時設有六檔常用電流指示精度等級,，能覆蓋全部常用消諧器電流指標,。
（4）能在顯示屏上同時顯示電壓峰值和有效值數(shù)據(jù),，并能將數(shù)據(jù)實時打印,。
（5）采用P1D閉環(huán)控制,，測量過程無需人為干預,，全程自動化。
?。?）電壓分檔輸出,，滿足低壓試品與高壓試品的測量精度要求。
?。?）采用sPwM方式進行電子調壓,，無需調壓器或升壓器，減少裝置內部組件數(shù)量,。
5結語
綜上所述,，隨著高壓試驗技術的發(fā)展，更多快捷方便的試驗裝置正在不斷推廣應用,，本文所述的一次消諧工頻電壓及電流參數(shù)測試裝置無需試驗人員現(xiàn)場搭建試驗平臺,，采用了電池供電，能實現(xiàn)邊充電邊測量的功能,，同時可自動設定工頻電流,。測試儀設有彩色顯示屏及中文提示界面，方便操作人員進行操作,。測試結果能直接打印,。測試儀設計輕便小巧，方便工作人員攜帶到現(xiàn)場使用,，提高了試驗的效率,，滿足了日益提高的試驗要求。
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