CN103969536B - 基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试方法 - Google Patents

基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103969536B
CN103969536B CN201410244248.2A CN201410244248A CN103969536B CN 103969536 B CN103969536 B CN 103969536B CN 201410244248 A CN201410244248 A CN 201410244248A CN 103969536 B CN103969536 B CN 103969536B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
coil
luo
module
output
Prior art date
Application number
CN201410244248.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103969536A (zh
Inventor
徐长宝
高吉普
王宇
戴宇
罗强
Original Assignee
贵州电力试验研究院
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 贵州电力试验研究院 filed Critical 贵州电力试验研究院
Priority to CN201410244248.2A priority Critical patent/CN103969536B/zh
Publication of CN103969536A publication Critical patent/CN103969536A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103969536B publication Critical patent/CN103969536B/zh

Links

Abstract

本发明公开了一种基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试系统,包括信号调理模块、光纤发送模块、光纤以太网模块、数模转换器、FPGA、POWERPC、晶振、人机界面和存储模块;晶振与FPGA和POWERPC相连接,FPGA与数模转换器、光纤发送模块、光纤以太网模块、POWERPC相连接,POWERPC与存储模块、人机界面相连接,数模转换器与信号调理模块相连接;FPGA包括同步模块、数据接收模块和DAC控制模块;POWERPC包括罗氏线圈数字仿真模型模块、参数配置模块、试验数据处理模块和暂态特性分析模块;本发明以罗氏线圈理想模型为基础建立微分信号输出,全数字仿真测试,不局限极个别专业实验室,能够对比硬件积分与软件积分的性能优劣,实现电子式互感器的暂态特性全方位的仿真测试。

Description

基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试方法

技术领域

[0001] 本发明属于电子式电流互感器暂态特性仿真测试技术领域,针对的是罗氏线圈原 理的电子式电流互感器暂态特性测试,涉及的是一种基于对罗氏线圈理想模型建立数字仿 真技术而开展的暂态测试技术。

背景技术

[0002] 电子式互感器已经在电力系统中大量得到应用,目前基于罗氏线圈原理的电学电 子式互感器依旧是市场的主流产品。但罗氏线圈原理的电子式互感器由于其输出是微分后 的信号,必须要通过积分环节来进行还原,这种微分到积分的环节所带来暂态特性的变化 最终造成的影响目前还缺乏足够的测试数据。目前国内的罗氏线圈原理的电子式互感器积 分环苄基本采取的两种技术方案,一种是软件积分一种是硬件积分。这两种方式在暂态特 性上的差异性也是一个未知数。

[0003] 目前国内电子式互感器的暂态测试基本都是在西安高压电器研究院进行测试,采 用的是大电流冲击的方式产生测试所需要的暂态过程大电流,然后再对试品连同合并单元 (Merging Unit,简称MU)进行测试。这种方式所依赖的硬件试验条件高投入大,需要搭建大 占地的一次系统物理动态模型实验室,这使得国内绝大多数省级电科院这一级别的科研院 所,都无法对电子式互感器的暂态特性进行专门研究。罗氏线圈是基于法拉第电磁感应定 律和安培环路定律由非磁性材料为骨架构成的空心线圈,无铁芯设计使得其磁回路基本可 以认为没有饱和和磁滞等造成暂态波形畸变,所以我们可以认为罗氏线圈是一个理想微分 器,可以通过建立理想罗氏线圈的数学模型来模拟罗氏线圈的仿真输出。

[0004] 基于罗氏线圈的电子式电流互感器主要暂态特性的误差是在其采样处理以及积 分环节,而这一环节的仿真测试目前还是一片空白。系统暂态过程出现时,电流的幅值会大 幅增大,并且基波分量中往往包含了大量衰减直流分量和谐波分量,那么这种情况下如何 对电子式互感器进行定量的测试是目前电子式互感器实验室所面临的最大挑战。

[0005] 本发明提出了一种基于对理想罗氏线圈的仿真模型来模拟罗氏线圈的模拟信号 输出和数字信号输出,通过数字仿真来测试电子式电流互感器的暂态特性,对比硬件积分 和软件积分的暂态特性差异,分析采集环节和积分环节对暂态特性的影响,为电子式电流 互感器的暂态特性研究提供灵活且全面的测试手段。

发明内容

[0006] 发明目的:本发明提出了一种基于对理想罗氏线圈的仿真模型来模拟罗氏线圈的 模拟信号输出和数字信号输出,通过数字仿真来测试电子式电流互感器的暂态特性,对比 硬件积分和软件积分的暂态特性差异,分析采集环节和积分环节对暂态特性的影响,为电 子式电流互感器的暂态特性研究提供灵活且全面的测试手段。该方法具有通用性,可以使 电子式电流互感器暂态特性测试这一重要的测试工作不再局限于极个别的专业实验室,可 以提高罗氏线圈原理电子式互感器的暂态测试能力,提高智能电网继电保护设备在故障发 生时保护动作的安全性与可靠性,为电网的安全稳定运行提供保障。

[0007] 本发明技术方案如下:

[0008] 基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试系统,包括信号调理模块、光纤发 送模块、光纤以太网模块、数模转换器、FPGA、POWERPC、晶振、人机界面和存储模块;晶振与 FPGA和POWERPC相连接,FPGA与数模转换器(DAC )、光纤发送模块、光纤以太网模块、POWERPC 相连接,POWERPC与存储模块、人机界面相连接,数模转换器(DAC)与信号调理模块相连接。

[0009] FPGA包括同步模块、数据接收模块(MU数据接收模块)和DAC控制模块;POWERPC包 括罗氏线圈数字仿真模型模块、参数配置模块、试验数据处理模块和暂态特性分析模块。

[0010] 同步模块与数据接收模块、光纤发送模块、DAC控制模块、罗氏线圈数字仿真模型 模块相连接,罗氏线圈数字仿真模型模块与参数配置模块、试验数据处理模块、DAC控制模 块、光纤发送模块相连接,信号调理模块、数模转换器、DAC控制模块依次顺序相连接;光纤 以太网模块、数据接收模块、试验数据处理模块和暂态特性分析模块顺序依次连接。

[0011] 信号调理模块的输出为模拟信号标准源。

[0012] 光纤发送模块的输出为数字信号标准源。

[0013] 同步模块包括同步信号输出接口,同步信号输出接口与被测合并单元(MU)相连 接。

[0014] 参数配置模块包括罗氏线圈参数配置单元、暂态电流参数配置单元和试验方式配 置单元。

[0015] 信号调理模块连接被测采集器,光纤发送模块与被测合并单元相连接,光纤以太 网模块与被测合并单元的输出端相连接。

[0016] 基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试方法,包括以下步骤:

[0017] S01,建立罗氏线圈数字仿真模型,罗氏线圈数字仿真模型为式(1):

Figure CN103969536BD00051

[0019]在稳态正弦电流下,式(1)表示为式(2):

Figure CN103969536BD00052

[0022] N--匝数密度[匝/m];

[0023] A--单而而积「m2]:

[0024] e(t)--低负荷Rb-⑴时,空心线圈的输出电压[V];

[0025] E--e(t)的矢量表不;

[0026] ip(t)一一一次电流;

[0027] Ip ip(t)的矢量表不;

[0028] jo--角频率,ω = 2Jif,f为电流频率;

[0029]则,罗氏线圈二次输出的电压e(t)和一次电流iP(t)成微分关系;

[0030] S02,配置罗氏线圈仿真模型的仿真参数:根据具体测试的电子式互感器中罗氏线 圈的设计参数,通过人机界面配置,配置罗氏线圈仿真模型的仿真参数,即配置上述公式 (1)中的Μ值;罗氏线圈仿真模型的仿真参数包括匝数密度、线圈截面形状和线圈截面尺寸;

[0031] S03,配置暂态电流参数:根据被测电子式互感器的额定一次电流值、额定频率、额 定对称短路电流倍数和额定时间常数配置一次暂态电流值,即配置公式(1)中的。(^,其。 (t)数字仿真公式表示为(3):

Figure CN103969536BD00061

[0033]其中,Ipse---次电流对称分量方均根值;

[0034] f--基波频率 [0035] τ--一次时间常数;

[0036] ΨΡ一一一次相位移;

[0037] ipres(t)--一次剩余电流,包括谐波和一次直流电流;

[0038] t--时间瞬时值;

[0039] S04,配置试验方式:试验方式包括单次通电和双次通电,配置单次通电或者双次 通电、每次通电的时间长度、两次通电之间的无电流时间长度和两次通电时的磁通极性是 否相同,结合具体的被测电子式互感器配置模拟信号输出的额定电压,配置数字信号输出 的厂家类型和产品类型;

[0040] S05,将步骤S02、S03、S04配置的罗氏线圈仿真模型的仿真参数、暂态电流参数和 试验方式参数发送给罗氏线圈数字仿真模型模块,罗氏线圈数字仿真模型模块通过式(1) 的计算,获取理想罗氏线圈的二次电压输出,二次电压输出为被测电子式互感器的标准信 号源;

[0041 ] S06,步骤S05二次电压输出被DAC控制模块接收后,经过DAC转换为物理电源信号, 物理电压信号为模拟信号量,并经过信号调理模块对模拟信号量的放大、降低输出阻抗后, 输出模拟信号标准源;

[0042] S07,步骤S05输出的二次电压经过FPGA的控制输出给光纤发送模块,产生数字信 号标准源;

[0043] S08,同步模块同步二次电压输出信号、模拟信号标准源信号和数字信号标准源信 号;

[0044] S09,信号调理模块连接被测采集器,采集器连接合并单元,模拟信号标准源经过 采集器的硬件积分后,经过合并单元输出第一 MU输出信号给光纤以太网模块,第一 MU输出 信号为采集器硬件积分输出信号;光纤发送模块连接合并单元,光纤发送模块将数字信号 标准源发送给合并单元,经过合并单元软件积分后输出第二MU输出信号给光纤以太网模 块,第二MU输出信号为合并单元软件积分输出信号;光纤以太网模块将第一 MU输出信号、第 二MU输出信号发送给MU数据接收模块;

[0045]合并单元包括一对传输光纤,传输光纤在通信过程中分配若干逻辑的数据通道, 第一 MU输出信号、第二MU输出信号通过一次通信过程中产生或者多次通信过程中产生。即 对一个被测试的电子式互感器的合并单元而言,其输出的最终信号,可能是采用硬件来完 成积分工作,也可能是采用软件完成积分工作,对比硬件积分和软件积分的差异,可以通过 多次试验来完成,也可以在一次试验中就完成对比;

[0046] S10,试验数据处理模块接收罗氏线圈数字仿真模型模块的二次电压输出信号和 光纤以太网模块输出的第一MU输出信号、第二MU输出信号,对二次电压输出信号、第一MU输 出信号、第二MU输出信号进行录波并存储;

[0047] 较优地,试验数据处理模块的滤波启动方式为手动启动录波或者突变量启动录 波,实时判别录波触发条件是否满足,如果满足录波触发条件后,按指定的录波时长进行录 波,按照C0MTRADE格式进行录波数据的存储;

[0048] S11,暂态特性分析模块分析被测互感器(被测电子式互感器包括采集器和合并单 元)的暂态延时时间、复合误差、瞬时误差电流、最大峰值瞬时误差和衰减时间常数误差暂 态指标;对比被测采集器硬件积分和被测合并单元软件积分的暂态特性差异;通过调整暂 态试验电流的参数来推断积分环节的适用条件和影响因素,进而优化硬件积分和软件积分 的性能;通过调整罗氏线圈的仿真参数观察暂态性能的改变以优化互感器的设计。

[0049] 本发明的技术方案有益效果包括:本发明与现有技术相比,有益效果在于:

[0050] 1、本发明电子式互感器暂态特性测试方法以罗氏线圈理想模型为基础建立微分 信号输出,展开全数字仿真测试,在没有大电流发生的情况下对电子式互感器的暂态特性 进行测试,不再局限于极个别专业实验室,方便实用。

[0051] 2.支持模拟量与数字量的输出,对电子式互感器的采集器以及合并单元进行分离 的暂态特性测试,能够对比硬件积分与软件积分的性能优劣。

[0052] 3.线圈设计参数及输出信号参数可以根据需要进行灵活配置,实现电子式互感器 的暂态特性全方位的仿真测试。

[0053] 4.采用高精度宽频D/A实现罗氏线圈的微分信号输出,实现电子式互感器模拟回 路与数字回路的一体化测试。

[0054] 5.实时性,采用FPGA控制互感器本体采样值数据输出,确保其实时性,以实现电子 式互感器连同合并单元的整体暂态延时测试。

[0055] 6.通用性强,模拟目前市场上主流的电子式互感器厂家的采集器输出,实现合并 单元的单机数字化仿真测试。

附图说明

[0056] 图1是本发明基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试系统结构示意图;

[0057] 图2为本发明基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试系统的信号流向图。 [0058]图3为本发明基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试方法流程图。

具体实施方式

[0059] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对 本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并 不用于限定本发明。

[0060] 参阅图1,基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试系统,包括信号调理模 块、光纤发送模块、光纤以太网模块、数模转换器(DAC)、FPGA、POWERPC、晶振、人机界面和存 储模块;晶振与FPGA和POWERPC相连接,FPGA与数模转换器(DAC)、光纤发送模块、光纤以太 网模块、POWERPC相连接,POWERPC与存储模块、人机界面相连接,DAC与信号调理模块相连 接。

[0061 ] FPGA包括同步模块、数据接收模块(MU数据接收模块)和DAC控制模块;POWERPC包 括罗氏线圈数字仿真模型模块、参数配置模块、试验数据处理模块和暂态特性分析模块。 [0062]同步模块与数据接收模块、光纤发送模块、DAC控制模块、罗氏线圈数字仿真模型 模块相连接,罗氏线圈数字仿真模型模块与参数配置模块、试验数据处理模块、DAC控制模 块、光纤发送模块相连接,信号调理模块、数模转换器、DAC控制模块依次顺序相连接;光纤 以太网模块、数据接收模块、试验数据处理模块和暂态特性分析模块顺序依次连接。

[0063] 本实施例,POWERPC采用Freescale公司的MPC8247嵌入式微处理器,该处理器属于 PowerQUICC II系列,包含一个基于PowerPC MPC603e的内核,和一个通信处理内核CPM。双 核设计具有强大的处理能力和较高的集成度,降低了系统的组成开销,简化了电路板的设 计,降低了功耗。理想罗氏线圈仿真模型的建立、仿真计算、人机交互的响应、FPGA数据的接 口处理、暂态试验的录波等软件任务均在PowerPC上运行。

[0064] FPGA采用Xilinx的Spartan3系列产品XC3S1500,包含有150万个系统门,32个专用 乘法器,4个数字时钟管理模块,逻辑资源丰富,运行速度快。FPGA利用精确的时序控制能 力,完成以太网的MAC子层设计、MAC子层与以太网控制器的接口设计,以太网数据接收,DAC 的控制,罗氏线圈二次电压仿真数据的发送等所有对时间有要求严格的工作。

[0065]数模转换器采用ADI公司的AD5683R,是一款16位单通道转换器,其相对精度为土 2LSB INL,内置2ppm/°C 2 · 5V基准电压源;采用节省空间的2mm X 2mm 8引脚LFCSP和10引脚 MS0P封装,可在更小的电路板空间中实现更多的功能;2mV总非调整误差,无需初始校准或 调整;4kV HBM ESD额定值,实现了系统稳健性。

[0066] 光纤以太网模块为Intel公司LXT97ULXT971是单端口 10/100M双速快速以太控制 器,它兼容 IEEE802 · 3;支持 10Base5、10Base2、lOBaseT,100BASE-X,100BASE-TX,100BASEFX,并能自 动检测所连接的介质 ,选用 Agilent AFBR5803 作为光纤网络收发器。

[0067]晶振选用0 C X 0 5 0恒温晶振,-4 0至8 5度的工作温度,小于1 p p b的温漂特性,-160dBc/lKHz的低相位噪声,最大lOppb/year的低老化,高精度晶振为PowerPC和FPGA提供 时钟节拍,保证了时序控制的精确性,以及长期的稳定性。

[0068] 理想罗氏线圈的数字仿真模型在PowerPC上建立,基于vxworks操作系统开发, vxworks良好的可靠性和卓越的实时性被广泛应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术 及实时性要求极高的领域。PowerPC并接收对罗氏线圈模型参数的配置,接收暂态试验电流 的配置和试验方式的配置,计算出理想罗氏线圈二次微分电压的仿真输出,完成与FPGA数 据的交互任务,将待发送的数据交由FPGA完成数据发送工作,并接收FPGA转发的合并(MU) 数据。此外,PowerPC还完成DAC的控制,以输出测试用的模拟信号;完成暂态试验数据的录 波,并对录波数据分析,完成所有暂态指标的计算,完成暂态性能的分析和评估。同时 PowerPC与人机界面相连接,实现人机界面的控制,以实现测试系统的易用性和交互性。 [0069]如图2所示,信号调理模块的输出为模拟信号标准源。

[0070]光纤发送模块的输出为数字信号标准源。

[0071] 同步模块包括同步信号输出接口,同步信号输出接口与被测合并单元相连接。

[0072] 参数配置模块包括罗氏线圈参数配置单元、暂态电流参数配置单元和试验方式配 置单元。

[0073]信号调理模块连接被测采集器,光纤发送模块与被测合并单元相连接,光纤以太 网模块与被测合并单元的输出端相连接。

[0074]如图3所示,基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试方法,包括以下步骤: [0075] S01,建立罗氏线圈数字仿真模型,罗氏线圈数字仿真模型为式(1):

Figure CN103969536BD00091

[0077] 在稳态正弦电流下,式(1)表示为式(2):

Figure CN103969536BD00092

[0080] N--匝数密度[匝/m];

[0081 ] A--单而而积「m2]:

[0082] e(t)--低负荷Rb-⑴时,空心线圈的输出电压[V];

[0083] E--e(t)的矢量表不;

[0084] Ip ip(t)的矢量表不;

[0085] j ω--角频率,ω = 2Jif,f为电流频率;

[0086] 贝lj,罗氏线圈二次输出的电压e(t)和一次电流iP(t)成微分关系;

[0087] S02,配置罗氏线圈仿真模型的仿真参数:根据具体测试的电子式互感器中罗氏线 圈的设计参数,通过人机界面配置,配置罗氏线圈仿真模型的仿真参数,即配置上述公式 (1)中的Μ值;罗氏线圈仿真模型的仿真参数包括匝数密度、线圈截面形状和线圈截面尺寸; [0088] S03,配置暂态电流参数:根据被测电子式互感器的额定一次电流值、额定频率、额 定对称短路电流倍数、额定时间常数配置一次暂态电流值,即配置公式(1)中的。(^,其^ (t)数字仿真公式表示为(3):

Figure CN103969536BD00093

[0090]其中,Ipse---次电流对称分量方均根值;

[0091 ] f--基波频率

[0092] τ--一次时间常数;

[0093] ΨΡ--一次相位移;

[0094] ipres(t)--一次剩余电流,包括谐波和一次直流电流;

[0095] t 时间瞬时值;

[0096] S04,配置试验方式:试验方式包括单次通电和双次通电,配置单次通电或者双次 通电、每次通电的时间长度、两次通电之间的无电流时间长度和两次通电时的磁通极性是 否相同,结合具体的被测电子式互感器配置模拟信号输出的额定电压,配置数字信号输出 的厂家类型、产品类型;

[0097] S05,将步骤S02、S03、S04配置的罗氏线圈仿真模型的仿真参数、暂态电流参数和 试验方式参数发送给罗氏线圈数字仿真模型模块,罗氏线圈数字仿真模型模块通过式(1) 的计算,获取理想罗氏线圈的二次电压输出,二次电压输出为被测电子式互感器的标准信 号源;

[0098] S06,步骤S05二次电压输出被DAC控制模块接收后,经过DAC转换为物理电源信号, 物理电压信号为模拟信号量,并经过信号调理模块对模拟信号量的放大、降低输出阻抗后, 输出模拟信号标准源;

[0099] S07,步骤S05输出的二次电压经过FPGA的控制输出给光纤发送模块,产生数字信 号标准源;

[0100] S08,同步模块同步二次电压输出信号、模拟信号标准源信号和数字信号标准源信 号;

[0101] S09,信号调理模块连接被测采集器,采集器连接合并单元,模拟信号标准源经过 采集器的硬件积分后,经过合并单元输出第一 MU输出信号给光纤以太网模块,第一 MU输出 信号为采集器硬件积分输出信号;光纤发送模块连接合并单元,光纤发送模块将数字信号 标准源发送给合并单元,经过合并单元软件积分后输出第二MU输出信号给光纤以太网模 块,第二MU输出信号为合并单元软件积分输出信号;光纤以太网模块将第一 MU输出信号、第 二MU输出信号发送给MU数据接收模块;

[0102] 合并单元包括一对传输光纤,传输光纤在通信过程中分配若干逻辑的数据通道, 第一 MU输出信号、第二MU输出信号通过一次通信过程中产生或者多次通信过程中产生。即 对一个被测试的电子式互感器的合并单元而言,其输出的最终信号,可能是采用硬件来完 成积分工作,也可能是采用软件完成积分工作,对比硬件积分和软件积分的差异,可以通过 多次试验来完成,也可以在一次试验中就完成对比;

[0103] S10,试验数据处理模块接收罗氏线圈数字仿真模型模块的二次电压输出信号和 光纤以太网模块输出的第一MU输出信号、第二MU输出信号,对二次电压输出信号、第一MU输 出信号、第二MU输出信号进行录波并存储;

[0104] 较优地,试验数据处理模块的滤波启动方式手动启动录波或者突变量启动录波, 实时判别录波触发条件是否满足,如果满足录波触发条件后,按指定的录波时长进行录波, 按照C0MTRADE格式进行录波数据的存储;

[0105] S11,暂态特性分析模块分析被测互感器(被测电子式互感器包括采集器和合并单 元)的暂态延时时间、复合误差、瞬时误差电流、最大峰值瞬时误差、衰减时间常数误差暂态 指标;对比被测采集器硬件积分和被测合并单元软件积分的暂态特性差异;通过调整暂态 试验电流的参数来推断积分环节的适用条件和影响因素,进而优化硬件积分和软件积分的 性能;通过调整罗氏线圈的仿真参数观察暂态性能的改变以优化互感器的设计。

[0106] 以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来 说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围。

Claims (4)

1.基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试方法,其特征在于,包括W下步骤: S01,建立罗氏线圈数字仿真模型,所述罗氏线圈数字仿真模型为式(1):
Figure CN103969536BC00021
…, 在稳态正弦电流下,式(1)表示为式(2):
Figure CN103969536BC00022
其中μ〇--真空导磁率,μ〇 =如X 1 〇一7; Μ为罗氏线圈数字仿真模型的配置参数; Ν为应数密度;A为单应面积; e(t)为低负荷时,空屯、线圈的输出电压. g为e(t)的矢量表示; ip(t)为罗氏线圈一次电流; 山为ip(t)的矢量表示; j ω为角频率,ω = 2灶,f为电流频率; 贝1J,罗氏线圈二次输出的电压e(t)和一次电流ip(t)成微分关系; 502, 配置罗氏线圈仿真模型的仿真参数:根据具体测试的电子式互感器中罗氏线圈的 设计参数,通过人机界面配置罗氏线圈仿真模型的仿真参数,即配置上述式(1)中的Μ值; 503, 配置暂态电流参数:根据被测电子式互感器的额定一次电流值、额定频率、额定对 称短路电流倍数和额定时间常数配置一次暂态电流值,即配置式(1)中的ip(t),其ip(t)数 字仿真公式表示为(3):
Figure CN103969536BC00023
巧 其中,Ipse表不一次电流对称分量方均根值; f为基波频率 τ为一次时间常数; &为一次相位移; ipres (t)为一次剩余电流,包括谐波和一次直流电流; t为时间瞬时值; 504, 配置试验方式:所述试验方式包括单次通电和双次通电,配置单次通电或者双次 通电、每次通电的时间长度、两次通电之间的无电流时间长度和两次通电时的磁通极性是 否相同,结合具体的被测电子式互感器配置模拟信号输出的额定电压,配置数字信号输出 的厂家类型和产品类型; 505, 将步骤S02、S03、S04配置的罗氏线圈仿真模型的仿真参数、暂态电流参数和试验 方式参数发送给罗氏线圈数字仿真模型模块,罗氏线圈数字仿真模型模块通过式(1)的计 算,获取理想罗氏线圈的二次电压输出,所述二次电压输出为被测电子式互感器的标准信 号源; S06,所述步骤S05二次电压输出被DAC控制模块接收后,经过DAC转换为物理电源信号, 所述物理电源信号为模拟信号量,并经过信号调理模块对所述模拟信号量的放大、降低输 出阻抗后,输出模拟信号标准源; 507, 步骤S05输出的二次电压经过FPGA的控制输出给光纤发送模块,产生数字信号标 准源; 508, 同步模块同步二次电压输出信号、模拟信号标准源信号和数字信号标准源信号; 509, 信号调理模块连接被测采集器,所述采集器连接合并单元(MU),模拟信号标准源 经过采集器的硬件积分后,经过合并单元输出第一 MU输出信号给光纤W太网模块,所述第 一 MU输出信号为采集器硬件积分输出信号;光纤发送模块连接合并单元,光纤发送模块将 数字信号标准源发送给合并单元,经过合并单元软件积分后输出第二MU输出信号给光纤W 太网模块,所述第二MU输出信号为合并单元软件积分输出信号;所述光纤W太网模块将第 一MU输出信号、第二MU输出信号发送给数据接收模块; 510, 试验数据处理模块接收罗氏线圈数字仿真模型模块的二次电压输出信号和光纤 W太网模块输出的第一 MU输出信号、第二MU输出信号,对二次电压输出信号、第一 MU输出信 号和第二MU输出信号进行录波并存储; S11,暂态特性分析模块分析被测互感器的暂态延时时间、复合误差、瞬时误差电流、最 大峰值瞬时误差和衰减时间常数误差暂态指标;对比被测采集器硬件积分和被测合并单元 软件积分的暂态特性差异;通过调整暂态试验电流的参数来推断积分环节的适用条件和影 响因素,进而优化硬件积分和软件积分的性能;通过调整罗氏线圈的仿真参数观察暂态性 能的改变W优化互感器的设计。
2. 根据权利要求1基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试方法,其特征在于,步 骤S09所述合并单元包括一对传输光纤,所述传输光纤在通信过程中分配若干逻辑的数据 通道,所述第一 MU输出信号、第二MU输出信号通过一次通信过程中产生或者多次通信过程 中产生。
3. 根据权利要求1基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试方法,其特征在于,步 骤S10试验数据处理模块的滤波启动方式为手动启动录波或者突变量启动录波,实时判别 录波触发条件是否满足,如果满足录波触发条件后,按指定的录波时长进行录波,按照 COMTRADE格式进行录波数据的存储。
4. 根据权利要求1所述的基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试方法,其特征 在于,步骤S02中罗氏线圈仿真模型的仿真参数包括应数密度、线圈截面形状和线圈截面尺 寸。
CN201410244248.2A 2014-06-04 2014-06-04 基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试方法 CN103969536B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410244248.2A CN103969536B (zh) 2014-06-04 2014-06-04 基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410244248.2A CN103969536B (zh) 2014-06-04 2014-06-04 基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103969536A CN103969536A (zh) 2014-08-06
CN103969536B true CN103969536B (zh) 2016-06-22

Family

ID=51239280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410244248.2A CN103969536B (zh) 2014-06-04 2014-06-04 基于罗氏线圈数字仿真的互感器暂态特性测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103969536B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105242230A (zh) * 2015-11-18 2016-01-13 南京国电南自电网自动化有限公司 一种基于虚拟仪器的合并单元互感器暂态性能检测方法
CN105548942A (zh) * 2016-01-18 2016-05-04 云南电网有限责任公司电力科学研究院 电子式电流互感器暂态特性分析系统及方法
CN105974351B (zh) * 2016-06-14 2019-10-08 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 罗氏线圈微分信号可控放大的互感器暂态测试装置及方法
CN107525978A (zh) * 2016-06-22 2017-12-29 辽宁省送变电工程公司 一种基于暂态源的合并单元暂态电流测试方法和装置
CN108508399B (zh) * 2018-04-02 2020-12-15 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 基于电子式电压互感器传递过程仿真的电压暂态测试方法
CN108627793B (zh) * 2018-04-02 2020-07-28 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 基于波形反演的电子式电流互感器故障识别方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101246505A (zh) * 2007-12-14 2008-08-20 南方电网技术研究中心 电网电磁暂态与机电暂态混合仿真系统及其仿真方法
CN101446991A (zh) * 2008-08-15 2009-06-03 中国电力科学研究院 一种电力系统全过程动态仿真的数值积分方法
CN101673948A (zh) * 2009-09-28 2010-03-17 国网电力科学研究院 电力系统暂态稳定分析的n-2组合故障快速排序方法
CN101727522A (zh) * 2009-12-11 2010-06-09 中国电力科学研究院 一种基于出厂数据的电动机机电暂态仿真模型参数获取方法
CN102968519A (zh) * 2012-10-15 2013-03-13 广东电网公司电力科学研究院 电力系统中空心线圈电子式电流互感器模型及其建模方法
CN103630866A (zh) * 2013-09-09 2014-03-12 国家电网公司 电子式电压互感器的暂态特性检测系统及方法
CN203502582U (zh) * 2013-09-09 2014-03-26 国家电网公司 基于隔离开关分合容性小电流的gis电子互感器测试系统

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2990663B2 (ja) * 1997-04-08 1999-12-13 株式会社北計工業 大口径ロゴスキーコイル装置及びこれを用いた大電流検出装置
JP2003271693A (ja) * 2002-03-19 2003-09-26 Fujitsu Ltd アナログ・デジタル・コンバータ・セル、シミュレーション装置およびシミュレーション方法
US6925408B2 (en) * 2003-09-08 2005-08-02 Texas Instruments Incorporated Mixed-signal core design for concurrent testing of mixed-signal, analog, and digital components

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101246505A (zh) * 2007-12-14 2008-08-20 南方电网技术研究中心 电网电磁暂态与机电暂态混合仿真系统及其仿真方法
CN101446991A (zh) * 2008-08-15 2009-06-03 中国电力科学研究院 一种电力系统全过程动态仿真的数值积分方法
CN101673948A (zh) * 2009-09-28 2010-03-17 国网电力科学研究院 电力系统暂态稳定分析的n-2组合故障快速排序方法
CN101727522A (zh) * 2009-12-11 2010-06-09 中国电力科学研究院 一种基于出厂数据的电动机机电暂态仿真模型参数获取方法
CN102968519A (zh) * 2012-10-15 2013-03-13 广东电网公司电力科学研究院 电力系统中空心线圈电子式电流互感器模型及其建模方法
CN103630866A (zh) * 2013-09-09 2014-03-12 国家电网公司 电子式电压互感器的暂态特性检测系统及方法
CN203502582U (zh) * 2013-09-09 2014-03-26 国家电网公司 基于隔离开关分合容性小电流的gis电子互感器测试系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
数字化变压器保护电子式互感器的应用与研究;陈建国等;《南方电网技术》;20121231;第6卷(第5期);第105第2栏第1段-第107页第1栏第2段 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103969536A (zh) 2014-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103412205B (zh) 一种电动汽车充电设备的测试方法
CN102819004B (zh) 智能变电站数字化电能计量系统性能综合检测与分析平台
Cobreces et al. Grid impedance monitoring system for distributed power generation electronic interfaces
Martin Synchrophasor standards development-IEEE C37. 118 & IEC 61850
CN101907694B (zh) 一种测试低压集抄系统的装置及其测试方法
CN102707628B (zh) 一种用于电网安全稳定控制的实时仿真试验研究方法
US9784799B2 (en) Multi-node synchronous on-site test method
Hajnoroozi et al. Generating unit model validation and calibration through synchrophasor measurements
CN104242447A (zh) 智能变电站的一体化测控装置和系统
CN103176147B (zh) 电流互感器剩磁测量系统及测量方法
CN107121609A (zh) 一种基于prbs扰动注入的电网阻抗在线辨识方法及装置
CN102305922B (zh) 智能变电站光纤式电能表带负荷检测方法及装置
CN103345162B (zh) 一种功率级数模混合仿真系统
CN101982792B (zh) 智能电能表计量误差与ems频率自动匹配测试系统及方法
Vanfretti et al. A software development toolkit for real-time synchrophasor applications
CN105158723B (zh) 一种数字化电能计量系统的误差评估系统及方法
Montenegro et al. Real time OpenDSS framework for distribution systems simulation and analysis
CN102073029B (zh) 电子式互感器测试系统的测试方法
CN105932666A (zh) 复杂配电网多时间尺度数模混合仿真系统及其仿真方法
CN103278791A (zh) 可网络化检测的电子式互感器幅值相位误差校验系统
CN203759532U (zh) 航空发动机通用仿真器
CN104007346B (zh) 基于频率扫描的模拟量合并单元暂态延时测试方法
CN101807795B (zh) 一种电能计量仿真系统构成方法及其装置
CN103630871B (zh) 电子式电能表动态特性测试装置
CN202522866U (zh) 一种用于电网安稳控制测试研发的实时仿真试验平台

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160622

Termination date: 20180604