CN105137381A - 智能型电流电压互感器校验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能型电流电压互感器校验装置，包括电流/电压源、校验仪、上位机CPU和显控界面；电流/电压源用于为标准互感器和被测互感器同时提供电流/电压源，校验仪内置有标准互感器和校验模块，标准互感器包括标准电流互感器和标准电压互感器，将标准互感器和被测互感器的输出信号同时发送给校验模块，上位机CPU将上传的标准互感器信号和被测互感器信号进行比对，得出比差和角差，并通过显控界面预设比对参数及显示比对结果信息。集成了标准电流互感器和标准电压互感器，不仅能实现常规电磁式电流/电压互感器的测试，也能实现以模拟量输出的电子式电流/电压互感器的测试，克服了常规校验仪功能单一的缺点；结构简单合理，测试功能强大，集成度高。

Description

智能型电流电压互感器校验装置

技术领域

本发明属于电力系统计量设备校准领域，具体指一种智能型电流电压互感器校验装置。

背景技术

互感器校验仪主要用于对现场应用的或者在实验室应用的电压互感器和电流互感器进行技术性能的检定。我国互感器校验仪大致可以分为三代：第一代电工类校验仪，使用操作繁琐，接线复杂；第二代校验仪采用较为先进的电子线路，使用较上一代校验仪方便，但在测量过程中需要频繁切换量程档位，测试过程中显示信息少；第三代校验仪大都采用了单片机，使仪器的智能化程度得到提高，部分仪器具有计算机通讯接口，提高了办公自动化水平。随着科技的发展，现代常规互感器校验仪在智能、自动化方面都有了质的飞跃，但仍然存在诸多不足：（1）功能但单一，一台仪器只能校验电流互感器或者只能校验电压互感器；（2）设备集成度低，要实现智能全自动校验时需要校验装置、标准电流互感器、标准电压互感器三台分立的设备，占用操作平台空间大，接线复杂，不易操作；（3）此外，常规校验仪通过复杂的拨盘来调节和辨别标准互感器和被测互感器变比，以及通过复杂的硬件系统来计算被测互感器的比差和角差等精度误差，严重影响校验精度和工作效率的提高。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种智能型电流电压互感器校验装置，集成了标准电流互感器和标准电压互感器，不仅能实现常规电磁式电流/电压互感器的测试，也能实现以模拟量输出的电子式电流/电压互感器的测试，克服了常规校验仪功能单一的缺点；结构简单合理，测试功能强大，集成度高。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种智能型电流电压互感器校验装置，包括电流/电压源、校验仪、上位机CPU和显控界面；

所述电流/电压源用于为标准互感器和被测互感器同时提供电流/电压源，其上设有外接输入220V、50Hz的电源输入端子，电流源输出端子，电压源输出端子，粗/微调节旋钮和用于选择为校验仪输出电流源或电压源的选择开关；其上还设有接地端子和保险丝；

所述校验仪内置有标准互感器和校验模块，标准互感器包括标准电流互感器和标准电压互感器，标准互感器采用高磁导率的导磁材料，结构合理可靠，主要用于检定与标准互感器的电流比或电压比相同或不同的互感器，具有校验灵活的特性。被测电流/电压互感器分别通过被测CT/PT信号输入端子外接入校验仪，标准电流/电压互感器和被测电流/电压互感器的输出信号同时发送给校验模块，校验模块完成校验后将信息上传给上位机CPU，校验模块主要完成信号采样、A/D转换、DSP信号处理、数据存储、波形分析、显示、打印等功能；

所述上位机CPU用于将校验仪上传的标准电流/电压互感器信号和被测电流/电压互感器信号进行比对，得出比差和角差；

所述显控界面接受上位机CPU的控制，用于实现互感器校验参数的预设并将预设的参数反馈给上位机CPU，以及显示互感器信号波形、比差、角差信息，此外还可显示电流源输出的电流大小、互感器二次电压信号大小等信息。

作为本发明的优化方案，所述电流/电压源接受上位机CPU的控制，通过预设程序实现电流/电压源自动输出用户需要测试用的电流/电压。

作为本发明的优化方案，所述电流源输出端子包括5A和100A两个档位，当给被测电流互感器的电流小于等于5A时，选择5A档位；当给被测电流互感器的电流大于5A时，选择100A档位。

作为本发明的优化方案，所述电压源输出端子采用航空插头，内含两芯信号针，该航空插头具有良好的抗电磁干扰功能。

作为本发明的优化方案，所述校验模块基于USB总线的通信方式将信号上传给上位机CPU。

作为本发明的优化方案，所述标准电流互感器设有1A、5A、20A、50A和100A多个电流选择档位，及档位公用端L；根据被测电流互感器的不同电流范围来选择适当的电流档位。

作为本发明的优化方案，所述标准电压互感器设有57.7V、100V、200V、300V和600V多个电压选择档位，根据被测电压互感器的不同电压范围来选择适当的电压档位。

作为本发明的优化方案，校验装置的互感器电流校验范围是0.001A～100A；在校验继电二次小互感器时，使互感器具有较宽的电流校验范围，解决目前国内校验仪不能校验电流在0.1A以下的互感器的缺点。

作为本发明的优化方案，校验装置可对0.05级～10级的互感器进行稳态精度校验。

作为本发明的优化方案，所述校验仪采用屏蔽双绞线连接电流/电压源的电压源输出端子，该屏蔽双绞线具有良好的抗电磁干扰功能。

本发明的设计要点有：

1、本发明的智能型互感器校验装置其内集成了标准电流互感器和标准电压互感器，通过校验模块内的高精度采集板采集标准电流互感器和标准电压互感器信号，同时采集被测电流互感器和被测电压互感器信号，之后将标准互感器信号和被测互感器信号转成数字信号发送给上位机CPU，CPU将标准信号和被测信号进行对比，进行相应的软件算法计算，从而得到被测电流互感器或电压互感器的比差和角差等精度误差；集成度高，对电流互感器和电压互感器都可以进行校验，一台智能型校验仪相当于整合了常规校验仪分立的校验装置、标准电流互感器、标准电压互感器三台装置；

而常规校验仪只可校验电流互感器或只可校验电压互感器，具有结构复杂，分立的装置数量较多，占用操作平台空间大，接线复杂，不易操作的缺点。

2、本发明的智能型互感器校验装置通过显控界面来设置、调节、辨别节标准互感器和被测互感器的变比，操作方便、快捷、清晰；而常规校验仪通过一些复杂的拨盘来实现；每一个拨盘数代表互感器变比的某一数字位上的值，如：第一个拨盘数代表个位，第二个拨盘代表小数点后面第一位数，第三个拨盘代表小数点后面第二位数，第四个拨盘代表小数点后面第三位数，第五个拨盘代表小数点后面第四位数，存在人工操作复杂、易出错，拨盘接触不良、容易磨损的缺陷。

3、本发明的智能型互感器校验装置通过上位机软件系统自动计算被测互感器的比差和角差等精度误差，计算精度高，速度快，稳定性好，没有额外的误差来源；而常规校验仪则是通过硬件系统来计算比差和角差的，需搭建复杂的电子电路，计算和处理用电子元器件自身的稳定性和误差直接影响了硬件系统的稳定性和精度，给整个校验系统带来了许多不稳定因素，且外界的电磁场干扰也会影响硬件系统的稳定性和精度；具有不稳定，计算精度易受元器件自身性能的影响，以及外界电磁场干扰的缺陷。

4、本发明的智能型互感器校验装置的显控界面，不仅可通过键盘和鼠标来操控，还可以通过触摸屏来操控，极大方便了用户操作，避免了常规校验仪通过各种硬件旋钮和按钮来操作，带来的硬件按钮易损坏、操作不到位、操作复杂、效率低等缺陷。

触摸屏是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果；本发明的智能型全自动互感器校验仪通过触摸屏可进行互感器各种校验参数设置、操作和命令执行，方便快捷；具有较好的人性化操作界面，可进行互感器各种校验参数设置、操作和命令执行，方便快捷，提高了互感器调试效率，节约大量时间。

5、本发明的智能型互感器校验装置既可测试电流转电流型的电流互感器，也可测电流转电压型的电流互感器，解决了常规校验仪只可测其中一种型式的电流互感器的缺陷。

对于电流转电流型的电流互感器，其一次和二次信号都是电流；对于电流转电压型的电流互感器，其一次信号是电流，而二次信号是电压，而校验仪需采集的信号是互感器的二次信号。本发明的智能型全自动互感器校验仪既可测电流信号，也可测电压信号，因而既可测试电流转电流型的电流互感器，也可测电流转电压型的电流互感器转电压型的电流互感器，具有集成度高的特点。

常规校验仪只能测试电流转电流型的电流互感器，或只能测试电流转电压型的电流互感器，功能比较单一，若兼顾测试这两种型式的电流互感器，则需要分立的三台装置功能。

附图说明

图1为本发明的结构示意框图；

图2为本发明中电流/电压源的正面示意图；

图3为本发明中电流/电压源的背面示意图；

图4为本发明中校验仪的正面示意图；

图5为本发明中校验仪的背面示意图；

图6为本发明中显控界面示意图；

图7为实施例1中电流互感器变比设置界面；

图8为实施例2中电压互感器变比设置界面；

图中：1-粗调旋钮，2-微调旋钮，3-检验电源开关，4-电流源电压源选择开关，5-外接电源输入端子，6-电流源输出端子，7-电压源输出端子，8-电流选择档位，9-电压选择档位，10-被测CT信号输入端子，11-被测PT信号输入端子，12-显控界面。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明及其效果作进一步阐述。

本发明综合应用了微机、电子、通信等先进技术，在保持准确性和稳定性前提下，在智能化程度方面比常规互感器校验仪有了进一步提高；使用户在使用该仪器时感到更加方便、快捷、高效，让校验人员从繁琐、重复的校验工作中解放出来，提高互感器的校验效率和生产效率。

如图1所示，一种智能型电流电压互感器校验装置，包括电流/电压源、校验仪、上位机CPU和显控界面；

电流/电压源用于为标准互感器和被测互感器同时提供电流/电压源，其上设有外接输入220V、50Hz的电源输入端子，电流源输出端子，电压源输出端子，粗/微调节旋钮和用于选择为校验仪输出电流源或电压源的选择开关；其上还设有接地端子和保险丝；

校验仪内置有标准互感器和校验模块，标准互感器包括标准电流互感器和标准电压互感器，标准互感器采用高磁导率的导磁材料，结构合理可靠，主要用于检定与标准互感器的电流比或电压比相同或不同的互感器，具有校验灵活的特性。被测电流/电压互感器分别通过校验仪上的被测CT/PT信号输入端子外接入校验仪，标准电流/电压互感器和被测电流/电压互感器的输出信号同时发送给校验模块，校验模块完成校验后将信息上传给上位机CPU，校验模块主要完成信号采样、A/D转换、DSP信号处理、数据存储、波形分析、显示、打印等功能；

上位机CPU用于将校验仪上传的标准电流/电压互感器信号和被测电流/电压互感器信号进行比对，得出比差和角差；

显控界面接受上位机CPU的控制，用于实现互感器校验参数的预设并将预设的参数反馈给上位机CPU，以及显示互感器信号波形、比差、角差信息，此外还可显示电流源输出的电流大小、互感器二次电压信号大小等信息。

如图2、3所示，电流/电压源仪器上设有粗调旋钮1，微调旋钮2，启动电流/电压源的检验电源开关3，电流源电压源选择开关4以及信号指示灯，当电流源电压源选择开关4开关向上时选择输出电压源，向下时选择校验仪输出电流源。其中，AC220V为需外接输入的220V、50Hz外接电源输入端子5，电流源输出端子6包括5A和100A两个档位，L为两个档位的公共端；Uout端子为电压源输出端子7，该端子为航空插头，内含两芯信号针；“〨”端是仪器接地端子，FOUSE为保险丝。

测量时的接线说明：当给被测电流互感器的电流小于等于5A时，选择5A档位；当给被测电流互感器的电流大于5A时，选择100A档位。

如图4、5所示，校验仪设有标准电流互感器的电流选择档位8，有1A、5A、20A、50A、100A等多个档位，L为各档位公用端。

标准电压互感器的电压选择档位9有57.7V、100V、200V、300V、600V等多个档位，电流选择区域右下方为被测PT信号输入端子11U1和被测CT信号输入端子10，根据测试电流互感器的不同电流范围需求来选择电流选择档位，根据测试电压互感器的不同电压范围需求来选择电压选择档位。本校验仪标准互感器采用高磁导率的导磁材料，结构合理可靠，主要用于检定与标准电流电压互感器电流比或电压比相同或不同的电流互感器，具有校验的灵活性；标准互感器与被测互感器输出的二次信号同时送给校验模块，由校验模块完成信号采样、A/D转换、信号上传给上位机等功能。

中间的液晶界面为显控界面12，在此界面上可以设置标准互感器和被测互感器的变比、查看互感器信号波形、比差和角差、电流源输出的电流大小、互感器二次电压信号大小等（如图6所示）。

实施例1

如图7所示，例如被测CT即被测电流互感器的变比为1A:0.1765V，则标准电流互感器选择“1A”档，标准CT即标准电流互感器设置如下：额定一次电流“1A”，额定二次电压“4V”（默认为4V）；被测CT设置：额定一次电流“1A”，额定二次电压“0.1765V”；图7中标准CT的额定一次电流选择档位需与图4中的标准CT选择档位一致。

例如，被测CT的变比为5A:3.53V，则标准电流互感器选择“5A”档，图7中的标准CT设置：额定一次电流“5A”，额定二次电压“4V”（默认为4V）；被测CT设置：额定一次电流“5A”，额定二次电压“3.53V”。

实施例2

如图8所示，例如被测PT即被测电压互感器的变比为100V:5V，则标准电压互感器选择“100V”档，图8中的标准PT设置：额定一次电压“100V”，额定二次电压“4V”（默认为4V）；被测PT设置：额定一次电压“100”，额定二次电压“5V”。图8中标准PT的额定一次电流选择档位需与图4中的标准PT选择档位一致。

以上实施例仅是示例性的，并不会局限本发明，应当指出对于本领域的技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，所做出的其它等同变型和改进，均应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能型电流电压互感器校验装置，其特征在于：包括电流/电压源、校验仪、上位机CPU和显控界面；

所述电流/电压源用于为标准互感器和被测互感器同时提供电流/电压源，其上设有外接电源输入端子、电流源输出端子、电压源输出端子、调节旋钮和电流源电压源选择开关；

所述校验仪内置有标准互感器和校验模块，标准互感器包括标准电流互感器和标准电压互感器，被测电流/电压互感器分别通过被测CT/PT信号输入端子外接入校验仪，标准电流/电压互感器和被测电流/电压互感器的输出信号同时发送给校验模块，由校验模块完成信号采样、A/D转换、DSP信号处理后上传给上位机CPU；

所述上位机CPU用于将校验仪上传的标准电流/电压互感器信号和被测电流/电压互感器信号进行比对，得出比差和角差；

所述显控界面接受上位机CPU的控制，用于实现互感器校验参数的预设，以及显示互感器信号波形、比差、角差信息。

2.根据权利要求1所述的一种智能型电流电压互感器校验装置，其特征在于：所述电流/电压源接受上位机CPU的控制，通过预设程序实现电流/电压源自动输出用户需要测试用的电流/电压。

3.根据权利要求1所述的一种智能型电流电压互感器校验装置，其特征在于：所述电流源输出端子包括5A和100A两个档位，当给被测电流互感器的电流小于等于5A时，选择5A档位；当给被测电流互感器的电流大于5A时，选择100A档位。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种智能型电流电压互感器校验装置，其特征在于：所述电压源输出端子采用航空插头，内含两芯信号针。

5.根据权利要求1-3任一所述的一种智能型电流电压互感器校验装置，其特征在于：所述校验模块基于USB总线的通信方式将信号上传给上位机。

6.根据权利要求1-3任一所述的一种智能型电流电压互感器校验装置，其特征在于：所述标准电流互感器设有1A、5A、20A、50A和100A多个电流选择档位，及档位公用端L。

7.根据权利要求1-3任一所述的一种智能型电流电压互感器校验装置，其特征在于：所述标准电压互感器设有57.7V、100V、200V、300V和600V多个电压选择档位。

8.根据权利要求1-3任一所述的一种智能型电流电压互感器校验装置，其特征在于：所述校验装置的互感器电流校验范围是0.001A～100A。

9.根据权利要求1-3任一所述的一种智能型电流电压互感器校验装置，其特征在于：所述校验装置可对0.05级～10级的互感器进行稳态精度校验。

10.根据权利要求1-3任一所述的一种智能型电流电压互感器校验装置，其特征在于：所述校验仪采用屏蔽双绞线连接电流/电压源的电压源输出端子。