CN105548941B - 带校准功能的互感器校验仪 - Google Patents

Abstract

一种带校准功能的互感器校验仪，包括电流采样输入端、电压采样输入端以及误差输入端，还包括：校准信号产生电路，适于产生参考电流信号、参考电压信号、角差信号以及比差信号；选择电路，适于在进行电流校准时选择所述参考电流信号输出至所述电流采样输入端、选择所述角差信号输出至所述误差输入端，在进行电压校准时选择所述参考电压信号输出至所述电压采样输入端、选择所述比差信号输出至所述误差输入端。本发明提供的带校准功能的互感器校验仪，能够在测试现场进行自校准，提高现场测试互感器误差结果的准确性。

Description

带校准功能的互感器校验仪

技术领域

本发明涉及电网监控装置技术领域，特别涉及一种带校准功能的互感器校验仪。

背景技术

互感器又被称为仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称，能将高电压/大电流转变成低电压/小电流，以便实现测量仪表、保护设备以及自动控制设备的标准化、小型化。同时，互感器还可以用来隔离高压系统，以保证人身和设备安全。采用电流互感器测量电流时，实测的二次电流都是按额定电流比折算为一次电流。这样的折算实际上是有误差的，也就是说，电流互感器实际电流比并不等于额定电流比，二者之间具有一定的误差。与采用电流互感器测量电流的原理类似，采用电压互感器测量电压也存在一定的误差。因此，需要采用互感器校验仪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。例如，申请号为201510337002.4、发明名称为“三相互感器校验仪”的中国发明专利就公开了一种能够校验三相组合互感器的互感器校验仪。

互感器校验仪是测试互感器误差的核心设备，因而在测试互感器误差前必须保证互感器校验仪的准确性。现有技术中，通常是将互感器校验仪拿到检定机构进行校准。在现场测试时，特别是对应用在偏远地区的互感器进行测试时，互感器校验仪经过远距离运输，其准确性已不能严格保证。并且，在测试互感器误差过程中若出现过流或者过压等情况，也必须重新对互感器校验仪进行校准，方可保证测试数据的真实可靠。然而，将偏远测试现场中的互感器校验仪拿到检定机构进行校准在时间上往往是不允许的，因而如何提高互感器校验仪在现场测试中的准确性仍是本领域一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的是无法在测试现场对互感器校验仪进行校准的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种带校准功能的互感器校验仪，包括电流采样输入端、电压采样输入端以及误差输入端，还包括：校准信号产生电路，适于产生参考电流信号、参考电压信号、角差信号以及比差信号；选择电路，适于在进行电流校准时选择所述参考电流信号输出至所述电流采样输入端、选择所述角差信号输出至所述误差输入端，在进行电压校准时选择所述参考电压信号输出至所述电压采样输入端、选择所述比差信号输出至所述误差输入端。

通过在互感器校验仪中设置所述校准信号产生电路和所述选择电路，可以在使用互感器校验仪前对互感器校验仪进行电流校准和电压校准。进行电流校准时，互感器校验仪对所述参考电流信号和所述角差信号进行校验，通过比较校验结果和已知相位差（即所述角差信号与所述参考电流信号的相位差）是否相同，可判断互感器校验仪的电流校验功能是否正常；进行电压校准时，互感器校验仪对所述参考电压信号和所述比差信号进行校验，通过比较校验结果和已知幅度比（即所述比差信号的幅度与所述参考电压信号的幅度之比）是否相同，可判断互感器校验仪的电压校验功能是否正常。本发明提供的互感器校验仪自带校准功能，可提高测试互感器误差结果的准确性，避免由于互感器校验仪本身的问题造成测试结果错误的情况。

可选的，所述校准信号产生电路包括：滤波电路，适于对交流电压进行滤波处理以产生滤波信号；第一转换电路，适于对所述滤波信号进行电流和电压变换处理以产生所述参考电流信号和所述参考电压信号；第二转换电路，适于对所述参考电流信号进行移相处理以产生所述角差信号，适于对所述参考电压信号进行降压处理以产生所述比差信号。

可选的，所述校准信号产生电路包括：滤波电路，适于对交流电压进行滤波处理以产生滤波信号；第一转换电路，适于对所述滤波信号进行电流和电压变换处理以产生所述参考电流信号和所述参考电压信号；第二转换电路，适于对所述滤波信号进行电流和电压变换处理以及移相处理以产生所述角差信号和所述比差信号。

可选的，所述交流电压的有效值为220V。采用市电作为交流电压输入，电源容易获取。

可选的，所述角差信号包括至少一个正角差信号和至少一个负角差信号；所述正角差信号与所述参考电流信号的相位差为正弧度，所述负角差信号与所述参考电流信号的相位差为负弧度，所述选择电路适于在进行电流校准时选择一个正角差信号或者一个负角差信号输出至所述误差输入端。通过所述校准信号产生电路产生正角差信号和负角差信号，可以检测互感器校验仪的正负角差测量是否有偏差。进一步，通过所述校准信号产生电路产生多个正角差信号和多个负角差信号，可以检测互感器校验仪在不同档角差测量时是否准确。

可选的，所述比差信号包括至少一个正比差信号和至少一个负比差信号；所述正比差信号的幅度与所述参考电压信号的幅度之比为正数，所述负比差信号的幅度与所述参考电压信号的幅度之比为负数，所述选择电路适于在进行电压校准时选择一个正比差信号或者一个负比差信号输出至所述误差输入端。通过所述校准信号产生电路产生正比差信号和负比差信号，可以检测互感器校验仪的正负比差测量是否有偏差。进一步，通过所述校准信号产生电路产生多个正比差信号和多个负比差信号，可以检测互感器校验仪在不同档比差测量时是否准确。

可选的，所述选择电路还适于在不进行电流校准和电压校准时不选择所述参考电流信号、所述参考电压信号、所述角差信号以及所述比差信号输出。在不进行校准时，所述选择电路禁止所述校准信号产生电路产生的信号输出，可以防止因电压过高或者电流过大而损坏互感器校验仪中的电子元器件，提高了互感器校验仪的可靠性。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的带校准功能的互感器校验仪，能够在测试现场、特别是比较偏远的测试现场进行自校准。通过比较校验结果和已知相位差/已知幅度比是否相同，可判断互感器校验仪的校验功能是否正常，而不必将互感器校验仪从测试现场拿到检定机构进行校准，从而提高测试互感器误差结果的准确性，避免由于互感器校验仪本身的问题造成测试结果错误的情况。

附图说明

图1是本发明实施例的带校准功能的互感器校验仪的部分结构示意图；

图2是本发明一种实施例的校准信号产生电路的结构示意图；

图3是本发明另一种实施例的校准信号产生电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

本实施例提供一种带校准功能的互感器校验仪，所述互感器校验仪可以为单相互感器校验仪，也可以为三相互感器校验仪。参考图1，与现有的单相互感器校验仪或者三相互感器校验仪相比，本实施例的互感器校验仪除包括现有的运算处理单元、数字信号处理器、显示器、电流采样输入端、电压采样输入端以及误差输入端外，还包括校准信号产生电路11和选择电路12。

具体地，所述校准信号产生电路11适于产生参考电流信号Is、参考电压信号Vs、角差信号Ix以及比差信号Vx。作为校准信号，所述参考电流信号Is的相位和所述角差信号Ix的相位不一致，所述参考电压信号Vs的幅度绝对值和所述比差信号Vx的幅度绝对值不相等。

所述参考电流信号Is的相位和所述角差信号Ix的相位可以根据想要校准的角差进行设置。例如，若想要校准的角差为5弧度，则将所述角差信号Ix和所述参考电流信号Is之间的相位差设置为5弧度即可；若想要校准的角差为0.5弧度，则将所述角差信号Ix和所述参考电流信号Is之间的相位差设置为0.5弧度即可。为了检测互感器校验仪的正负角差测量是否存在偏差，所述角差信号Ix可以包括正角差信号和负角差信号。所述正角差信号与所述参考电流信号Is的相位差为正弧度，所述负角差信号与所述参考电流信号Is的相位差为负弧度，所述正弧度的绝对值和所述负弧度的绝对值相等。进一步，为了检测互感器校验仪在不同档角差测量时是否准确，所述正角差信号和所述负角差信号可以设置为多个。例如，可以设置与所述参考电流信号Is之间的相位差为-0.5弧度和-5弧度的负角差信号，以及与所述参考电流信号Is之间的相位差为0.5弧度和5弧度的正角差信号。

所述参考电压信号Vs的幅度和所述比差信号Vx的幅度可以根据想要校准的比差进行设置。例如，若想要校准的比差为0.1%，则将所述比差信号Vx的幅度和所述参考电压信号Vs的幅度之比设置为0.1%即可；若想要校准的比差为0.01%，则将所述比差信号Vx的幅度和所述参考电压信号Vs的幅度之比设置为0.01%即可。为了检测互感器校验仪的正负比差测量是否存在偏差，所述比差信号Vx可以包括正比差信号和负比差信号。所述正比差信号的幅度与所述参考电压信号Vs的幅度之比为正数，所述负比差信号的幅度与所述参考电压信号Vs的幅度之比为负数，两幅度之比的绝对值相等。进一步，为了检测互感器校验仪在不同档比差测量时是否准确，所述正比差信号和所述负比差信号可以设置为多个。例如，可以设置幅度与所述参考电压信号Vs的幅度之比为-0.01%和-0.1%的负比差信号，以及幅度与所述参考电压信号Vs的幅度之比为0.01%和0.1%的正比差信号。

所述选择电路12与所述校准信号产生电路11连接，适于在进行电流校准时选择所述参考电流信号Is输出至所述电流采样输入端、选择所述角差信号Ix输出至所述误差输入端，在进行电压校准时选择所述参考电压信号Vs输出至所述电压采样输入端、选择所述比差信号Vx输出至所述误差输入端。若所述角差信号Ix包括至少一个正角差信号和至少一个负角差信号，则所述选择电路12适于在进行电流校准时选择一个正角差信号或者一个负角差信号输出至所述误差输入端；若所述比差信号包括至少一个正比差信号和至少一个负比差信号，则所述选择电路12适于在进行电压校准时选择一个正比差信号或者一个负比差信号输出至所述误差输入端。进一步，由于所述参考电流信号Is的电流较大、所述参考电压信号Vs的电压较高，为了防止在不进行校准时电压过高或者电流过大而损坏互感器校验仪中的电子元器件，所述选择电路12还适于在不进行电流校准和电压校准时不选择所述参考电流信号Is、所述参考电压信号Vs、所述角差信号Ix以及所述比差信号Vx输出，即所述选择电路12的输出端在不进行电流校准和电压校准时处于悬空状态。本领域技术人员知晓，所述选择电路12可以用多个开关和逻辑电路共同实现，开关可以为机械式开关或者触摸式开关，在此不再赘述。

进行电流校准时，所述选择电路12选择所述参考电流信号Is输出至所述电流采样输入端、选择所述角差信号Ix输出至所述误差输入端，经过互感器校验仪中的运算处理单元和数字信号处理器的处理，电流校验结果在显示器上显示。若电流校验结果和已知相位差（即所述角差信号Ix与所述参考电流信号Is的相位差）相同，则可判断该互感器校验仪的电流校验功能正常，否则判断该互感器校验仪的电流校验功能不正常。

进行电压校准时，所述选择电路12选择所述参考电压信号Vs输出至所述电压采样输入端、选择所述比差信号Vx输出至所述误差输入端，经过互感器校验仪中的运算处理单元和数字信号处理器的处理，电压校验结果在显示器上显示。若电压校验结果和已知幅度比（即所述比差信号Vx的幅度与所述参考电压信号Vs的幅度之比）相同，则可判断该互感器校验仪的电压校验功能正常，否则判断该互感器校验仪的电压校验功能不正常。

图2是所述校准信号产生电路11的一种结构示意图，所述校准信号产生电路11包括滤波电路21、第一转换电路22以及第二转换电路23。具体地，所述滤波电路21适于对交流电压进行滤波处理以产生滤波信号。在本实施例中，选择有效值为220V的市电作为所述交流电压，以方便获取电源。所述第一转换电路22适于对所述滤波信号进行电流和电压变换处理以产生所述参考电流信号Is和所述参考电压信号Vs，所述第二转换电路23适于对所述参考电流信号Is进行移相处理以产生所述角差信号Ix，适于对所述参考电压信号Vs进行降压处理以产生所述比差信号Vx。

图3是所述校准信号产生电路11的另一种结构示意图，所述校准信号产生电路11包括滤波电路31、第一转换电路32以及第二转换电路33。具体地，所述滤波电路31适于对交流电压进行滤波处理以产生滤波信号。在本实施例中，选择有效值为220V的市电作为所述交流电压，以方便获取电源。所述第一转换电路32适于对所述滤波信号进行电流和电压变换处理以产生所述参考电流信号Is和所述参考电压信号Vs，所述第二转换电路32适于对所述滤波信号进行电流和电压变换处理以及移相处理以产生所述角差信号Ix和所述比差信号Vx。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种带校准功能的互感器校验仪，包括电流采样输入端、电压采样输入端以及误差输入端，其特征在于，还包括：

校准信号产生电路，适于产生参考电流信号、参考电压信号、角差信号以及比差信号；

选择电路，适于在进行电流校准时选择所述参考电流信号输出至所述电流采样输入端、选择所述角差信号输出至所述误差输入端，在进行电压校准时选择所述参考电压信号输出至所述电压采样输入端、选择所述比差信号输出至所述误差输入端；所述校准信号产生电路包括：

滤波电路，适于对交流电压进行滤波处理以产生滤波信号；

第一转换电路，适于对所述滤波信号进行电流和电压变换处理以产生所述参考电流信号和所述参考电压信号；

第二转换电路，适于对所述参考电流信号进行移相处理以产生所述角差信号，适于对所述参考电压信号进行降压处理以产生所述比差信号。

2.根据权利要求1所述的带校准功能的互感器校验仪，其特征在于，所述交流电压的有效值为220V。

3.根据权利要求1所述的带校准功能的互感器校验仪，其特征在于，所述角差信号包括至少一个正角差信号和至少一个负角差信号；

所述正角差信号与所述参考电流信号的相位差为正弧度，所述负角差信号与所述参考电流信号的相位差为负弧度，所述选择电路适于在进行电流校准时选择一个正角差信号或者一个负角差信号输出至所述误差输入端。

4.根据权利要求1所述的带校准功能的互感器校验仪，其特征在于，所述比差信号包括至少一个正比差信号和至少一个负比差信号；

所述正比差信号的幅度与所述参考电压信号的幅度之比为正数，所述负比差信号的幅度与所述参考电压信号的幅度之比为负数，所述选择电路适于在进行电压校准时选择一个正比差信号或者一个负比差信号输出至所述误差输入端。

5.根据权利要求1所述的带校准功能的互感器校验仪，其特征在于，所述选择电路还适于在不进行电流校准和电压校准时不选择所述参考电流信号、所述参考电压信号、所述角差信号以及所述比差信号输出。

6.一种带校准功能的互感器校验仪，包括电流采样输入端、电压采样输入端以及误差输入端，其特征在于，还包括：

校准信号产生电路，适于产生参考电流信号、参考电压信号、角差信号以及比差信号；

选择电路，适于在进行电流校准时选择所述参考电流信号输出至所述电流采样输入端、选择所述角差信号输出至所述误差输入端，在进行电压校准时选择所述参考电压信号输出至所述电压采样输入端、选择所述比差信号输出至所述误差输入端；所述校准信号产生电路包括：

滤波电路，适于对交流电压进行滤波处理以产生滤波信号；

第一转换电路，适于对所述滤波信号进行电流和电压变换处理以产生所述参考电流信号和所述参考电压信号；

第二转换电路，适于对所述滤波信号进行电流和电压变换处理以及移相处理以产生所述角差信号和所述比差信号。

7.根据权利要求6所述的带校准功能的互感器校验仪，其特征在于，所述交流电压的有效值为220V。

8.根据权利要求6所述的带校准功能的互感器校验仪，其特征在于，所述角差信号包括至少一个正角差信号和至少一个负角差信号；

所述正角差信号与所述参考电流信号的相位差为正弧度，所述负角差信号与所述参考电流信号的相位差为负弧度，所述选择电路适于在进行电流校准时选择一个正角差信号或者一个负角差信号输出至所述误差输入端。

9.根据权利要求6所述的带校准功能的互感器校验仪，其特征在于，所述比差信号包括至少一个正比差信号和至少一个负比差信号；

所述正比差信号的幅度与所述参考电压信号的幅度之比为正数，所述负比差信号的幅度与所述参考电压信号的幅度之比为负数，所述选择电路适于在进行电压校准时选择一个正比差信号或者一个负比差信号输出至所述误差输入端。