CN107064849A - 电子式电流互感器校验系统和校验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子式电流互感器校验系统和校验装置，校验系统中设置有标准电流互感器、控制处理部分、待测电子式电流互感器、即用于调节待测电子式电流互感器的检测环境温度的温度调节装置，控制处理部分对电子式电流互感器在不同的检测环境温度下检测到的电流信号与标准电流信号进行比较，并对比较结果进行相应地处理以实现对电子式电流互感器的校验。校验系统能够实现相关电子式电流互感器在批量生产校验时检测精度的全自动校验，有效提高校验的精度和效率，并且，通过校验得到的检测精度更加接近于实际的检测精度，所以，该校验系统的校验可靠性较高，得到的检测精度的可信度较高。

Description

电子式电流互感器校验系统和校验装置

技术领域

本发明涉及电子式电流互感器校验系统和校验装置，属于电子式电流互感器校验技术领域。

背景技术

随着电力系统电压等级的升高以及系统容量的提升，对高压开关设备提出了小型化、智能化的要求。传统电磁式电流互感器绝缘结构较复杂、体积较大、造价较高，同时，其磁饱和、铁磁谐振等问题也较为突出，难以满足电网的发展需求。而电子式电流互感器具有结构紧凑、体积小、无磁饱和、频带响应宽等优点，具有良好的市场前景。目前，国内随着智能变电站建设的推进，变电站正逐步推广应用电子式互感器，用量逐渐增加。电子式互感器正式投入运行之前需要进行调试校验，在电子式电流互感器调试校验阶段，需要严格按照操作规程对电子式电流互感器的测量精度进行校准。但是，传统调试系统在进行测量精度校准时，大部分是人工操作，比如系统输出电流的条件、互感器校验仪读数的读取及判断、高低温试验过程的读数记录，都需要人工操作，来对电子式互感器测量精度进行校验。但是，电子式电流互感器人工调试过程中，首先专门的工作人员需要进行不间断地记录数据，人力和物力成本耗费很大，而且，人工操作难免会对操作精度及调试效率造成一定的影响，降低操作精度及调试效率。

并且，申请公布号为CN104330677A的中国专利申请文件中公开了一种电子式电流互感器试验装置，该试验装置包括标准电流互感器、待测电流互感器、以及校验仪等设备，该试验装置能够对电子式电流互感器进行校验。但是，首先该试验装置的自动化程度较低，并且，由于电子式电流互感器的检测精度还与环境温度有着密切地联系，该试验装置只比较标准互感器和电子式互感器的电流信号，并没有考虑与检测精度有很大关联的温度参量，所以，该试验装置的校验可靠性较差，根据该试验装置得到的检测精度与实际的精度有很大的出入，可信度不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子式电流互感器校验系统，用以解决现有的试验装置的校验可靠性较差的问题。本发明同时提供一种电子式电流互感器校验装置。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种电子式电流互感器校验系统，包括用于输出标准电流信号的标准电流互感器、控制处理部分、以及至少一个待测电子式电流互感器，标准电流互感器和待测电子式电流互感器检测同一条检测线路上的电流信号，控制处理部分采样连接标准电流互感器和待测电子式电流互感器，其特征在于，所述校验系统还包括用于调节待测电子式电流互感器的检测环境温度的温度调节装置，控制处理部分与所述温度调节装置相连接，控制处理部分对电子式电流互感器在不同的检测环境温度下检测到的电流信号与标准电流信号进行比较，并对比较结果进行相应地处理以实现对电子式电流互感器的校验。

所述控制处理部分包括主控制模块和校验仪，所述主控制模块通过通信接口与校验仪通信连接；所述校验仪采样连接标准电流互感器和待测电子式电流互感器，用于比较标准电流互感器输出的标准电流信号和待测电子式电流互感器检测出的电流信号，所述主控制模块用于对比较结果进行相应地处理以实现对电子式电流互感器的校验；所述主控制模块通过通信接口与温度调节装置通信连接，实现对待测电子式电流互感器的检测环境温度的控制。

所述校验系统还包括设置在待测电子式电流互感器检测环境中的温度检测装置，所述控制处理部分采样连接所述温度检测装置，控制处理部分中设置有至少两个设定温度测量点，在温度调节装置的控制下，电子式电流互感器的检测环境温度会发生相应地变化，当温度变化到各设定温度测量点时，控制处理部分通过比较在各设定温度测量点下电子式电流互感器检测到的电流信号与标准电流信号对待测电子式电流互感器进行校验。

控制处理部分中设置有温度-时间曲线，根据所述温度-时间曲线控制温度调节装置，以使电子式电流互感器的检测环境温度按照所述温度-时间曲线进行相应变化。

如果电子式电流互感器的检测环境温度偏离所述温度-时间曲线曲线，控制处理部分对温度调节装置进行控制，使检测环境温度的变化回归到所述温度-时间曲线。

所述校验系统还包括电流调节模块，控制处理部分根据标准电流互感器输出的标准电流信号控制电流调节模块，以相应调节检测线路上的检测电流。

所述电流调节模块由驱动单元、调压器和升流器构成，所述驱动单元控制连接调压器和升流器，所述调压器和升流器设置在所述检测线路上，用于在驱动单元的控制下调节检测电流，使检测电流满足校验规程要求。

一种电子式电流互感器校验装置，包括控制处理部分以及用于输出标准电流信号的标准电流互感器，标准电流互感器和待测电子式电流互感器用于检测同一条检测线路上的电流信号，控制处理部分具有用于采样连接标准电流互感器和待测电子式电流互感器的数据接口，所述校验装置还包括用于调节待测电子式电流互感器的检测环境温度的温度调节装置，控制处理部分与所述温度调节装置相连接，控制处理部分对电子式电流互感器在不同的检测环境温度下检测到的电流信号与标准电流信号进行比较，并对比较结果进行相应地处理以实现对电子式电流互感器的校验。

所述控制处理部分包括主控制模块和校验仪，所述主控制模块通过通信接口与校验仪通信连接；所述校验仪具有所述数据接口，用于比较标准电流互感器输出的标准电流信号和待测电子式电流互感器检测出的电流信号，所述主控制模块用于对比较结果进行相应地处理以实现对电子式电流互感器的校验；所述主控制模块通过通信接口与温度调节装置通信连接，实现对待测电子式电流互感器的检测环境温度的控制。

所述校验装置还包括设置在待测电子式电流互感器检测环境中的温度检测装置，所述控制处理部分采样连接所述温度检测装置，控制处理部分中设置有至少两个设定温度测量点，在温度调节装置的控制下，电子式电流互感器的检测环境温度会发生相应地变化，当温度变化到各设定温度测量点时，控制处理部分通过比较在各设定温度测量点下电子式电流互感器检测到的电流信号与标准电流信号对待测电子式电流互感器进行校验。

在对待测电子式电流互感器进行校验时，将标准电流互感器与待测电子式电流互感器设置在同一条检测线路上，这两个互感器均输出连接到控制处理部分，控制处理部分自动对这两个互感器输出的电流信号进行比较，并根据两者的误差值自动判断，实现对电子式电流互感器的自动校验，而且，该校验系统还可以同时对多个电子式电流互感器进行校验，将所有的电子式电流互感器检测到的电流信号输出到控制处理部分，控制处理部分分别比较各电子式电流互感器的电流信号与标准电流互感器的电流信号，以对所有的电子式电流互感器进行校验，所以，通过搭建电子式电流互感器校验系统，在控制处理部分中设置相应地控制程序，能够实现相关电子式电流互感器在批量生产校验时检测精度的全自动校验，有效提高校验的精度和效率，达到无人值守要求，并且满足批量化生产需求。

而且，温度调节装置能够调节电子式互感器的检测环境温度，电子式电流互感器在不同环境温度下对检测线路上的电流进行检测，通过与标准电流信号进行比较，得到不同环境温度下的电子式电流互感器的检测精度。通过设置温度调节装置，对与检测精度有很大关联的温度参量进行考虑，对不同环境温度下电子式电流互感器的检测精度进行分析，能够总结得到电子式电流互感器的整体检测精度，并且，得到的检测精度更加接近于实际的检测精度，所以，该校验系统的校验可靠性较高，得到的检测精度的可信度较高。

另外，除控制处理部分需自主研发和编程外，其他模块通用性强，因此，该技术实施成本较低，且便于搭建。

附图说明

图1是电子式电流互感器校验系统原理示意图；

图2是电子式电流互感器校验流程示意图；

图3是高低温校验流程示意图。

具体实施方式

电子式电流互感器校验系统实施例

电子式电流互感器校验系统包括待测电子式电流互感器以及用于对电子式电流互感器进行校验的电子式电流互感器校验装置，其中，电子式电流互感器为常规设备，本实施例就不再对该互感器本身结构以及工作原理进行具体说明。以下对电子式电流互感器校验装置进行具体说明。

校验装置包括标准电流互感器和控制处理部分，在本实施例中，如图1所示，控制处理部分由两部分构成，分别是电子式互感器校验仪及主控制模块，这两部分均具有相应的控制功能，这两部分共同实现校验的所有控制和信号处理，当然，作为其他的实施例，该控制处理部分是一个整体，即为一个处理器，该处理器即具有下述校验仪的作用，也具有下述主控制模块的作用。

主控制模块通过通信接口与电子式互感器校验仪通信连接，其中，

待测电子式电流互感器与标准电流互感器检测同一条检测线路上的电流，所以，将检测线路上的电流称为检测电流或者被检电流。并且，标准电流互感器用于输出标准电流信号，该标准电流信号相当于一个用于与电子式电流互感器检测的电流信号进行比较的标准，所以，该标准电流互感器可以为除了电子式电流互感器之外的其他种类的互感器，本实施例中，标准电流互感器为电磁式电流互感器，当然，也不排除其他非电子式的电流互感器；或者，标准电流互感器还可以为已校验过、具有可靠检测精度的电子式电流互感器。

待测电子式电流互感器检测的电流信号和标准电流互感器检测的电流信号输出给电子式互感器校验仪。该校验装置可以只校验一个电子式电流互感器，但是，为了实现自动化批量校验，该校验装置也可以同时对多个(即至少两个)电子式电流互感器进行校验。当只有一个待测电子式电流互感器时，该待测电子式电流互感器通过信号线路将电流信号输出给电子式互感器校验仪；当有多个待测电子式电流互感器时，这些互感器可以通过对应的信号线路将各自的电流信号输出给电子式互感器校验仪，也可以通过一个合并单元进行电流信号传输，即所有的待测电子式电流互感器输出连接该合并单元，通过该合并单元的处理之后输出给电子式互感器校验仪，如图1所示。

本实施例中，该校验装置中还设置有电流调节模块，主控制模块控制连接该电流调节模块，在主控制模块的控制下调节检测线路上的被检电流，使被检电流达到校验规程要求，也就是说，校验规程中规定被检电流要满足一个设定范围，那么，就需要要求实际的被检电流处于该设定范围内，如果没有处于该设定范围内，那就通过调节使被检电流满足要求；或者，校验规程中规定被检电流要为一个设定电流测量点，那么，就需要要求实际的被检电流值等于该设定电流测量点，如果没有，那就通过调节使被检电流满足要求。

进一步地，电流调节模块由驱动模块、调压器和升流器构成，驱动模块控制连接调压器和升流器，调压器和升流器设置在检测线路上，驱动模块主要是通信电路，把主控制模块发出的控制命令转换为设备自身可识别的控制信号，对调压器和升流器进行控制，通过调压器和升流器的配合作用来实现对检测线路上的电流进行调节的目标。另外，由于标准电流信号就是被检电流，所以，对被检电流进行调节也就是为了使标准电流信号达到校验规程要求。

在本实施例中，如图1所示，主控制模块还包含主控制器、人机交互模块、电源模块和存储模块，其中，主控制器为控制和处理核心，选用DSP；人机交互模块包括液晶显示和3×3按键；存储模块选用大容量存储硬盘。另外，主控制模块上的通信接口包括2个RS-485接口和2个光纤通信口，主控制模块通过一个RS-485接口与驱动模块连接，主控制模块通过这2个光纤通信口分别与合并单元和校验仪连接，通过存储模块存储接收到的相关数据。

如图2所示，主控制模块从电子式互感器校验仪读取标准电流互感器检测到的电流信号，或者标准电流互感器检测到的电流信号通过传输线路直接输出给主控制模块，主控制模块根据校验规程要求判断检测线路上的被检电流是否满足要求，比如是否为设定的电流测量点，如果不是，通过电流调节模块来调节，直至满足要求，然后电子式电流互感器校验仪以标准电流互感器输出的电流信号为标准电流信号，将该标准电流信号与待测电子式电流互感器检测出的电流信号进行比较，并计算出两个电流信号的误差值。主控制模块从电子式互感器校验仪读取两个互感器的检测值以及误差值，并做出记录，并根据误差值进行判断，如果误差值超限，即大于一个设定的误差阈值时，表明该电子式电流互感器的检测精度很差，此时发出报警信号并记录。

另外，如果想要测试电子式电流互感器在不同电流等级下的精度，那么，控制电流调节模块来控制改变被检电流，相应地，标准电流信号就会发生变化，电子式电流互感器检测该情况下的电流信号，通过比较电子式电流互感器检测的电流信号与标准电流信号实现对电子式电流互感器的校验。所以，该电流调节模块还具有不同电流等级的校验，比如：通过电流调节模块使标准电流信号为1A、5A、10A、20A等，在不同的电流等级下检测电子式电流互感器的精度，实现电子式电流互感器全方位地校验。

如果校验对象是多个电子式电流互感器，那么，校验仪计算各电子式电流互感器的电流信号与标准电流信号的误差值，主控制模块分别对各误差值进行分析，以对各电子式电流互感器的检测精度分别进行判断。

重要的是，该校验装置包括温度调节装置，用于调节待测电子式电流互感器的检测环境温度，本实施例中，该温度调节装置的温度调节范围可大于或等于-40℃～70℃，具有串口通信功能，可实现程序化控制，具体地，该温度调节装置为高低温试验箱，主控制模块通过另一个RS-485接口与该高低温试验箱连接，待测电子式电流互感器设置在该试验箱的箱体内腔，通过改变该箱体内腔的温度来实现改变待测电子式电流互感器的检测环境温度。由于该高低温试验箱为常规的能够调低和调高温度的温度箱设备，本实施例就不再对该试验箱本身进行具体说明。

在校验前，试验箱按照设定的温度-时间曲线进行温度控制，该温度-时间曲线设置在主控制模块中，通过RS-485接口控制试验箱按照该曲线运行。另外，试验箱中还设置有温度检测装置，温度检测装置实时检测试验箱内腔的温度，并传输给主控制模块。

主控制模块远程控制试验箱的开启和关断，试验过程中，如图3所示，首先，根据上述电流调节模块实现对检测电流的调节，具体见上文相关描述，使检测电流为设定的电流测量点，然后，主控制模块实时读取试验箱的温度值并记录，判断高低温试验箱内温度是否按照设定的温度-时间曲线运行，如果温度变化偏离该设定曲线，可进行实时调节，具体为：主控制模块对高低温试验箱进行控制，使高低温试验箱内温度的变化回归到该设定曲线，即使高低温试验箱内温度始终按照该设定曲线进行变化。主控制模块中设置有至少两个设定温度测量点，比如：0°、10°、20°、30°、40°等，当试验箱内温度变化到各设定温度测量点时，主控制模块控制校验仪比较在各设定温度测量点下，电子式电流互感器检测到的电流信号与标准电流信号的误差值，然后主控制模块对误差值进行处理，如果超限，则报警，否则，记录数据，具体过程见图2以及上述相关描述，对于其他的温度测量点也按照该处理过程进行。直至完成在所有的设定温度测量点时的两个电流信号的误差值的判断。需要说明的是，每个电子式电流互感器的校验过程均按照上述过程进行。

对于所有的设定温度测量点，满足要求的对应误差值个数越多，说明对应的电子式电流互感器的检测精度越高。比如：假设共6个设定温度测量点，有3个设定温度测量点对应的误差值满足要求的电子式电流互感器对应的检测精度就小于有5个设定温度测量点对应的误差值满足要求的电子式电流互感器。

校验结束后，主控制模块可自动生成校验报告，报告包括校验过程中校验系统的主要参数、待测电子式电流互感器的参数曲线及误差报告、告警信息等内容。

需要说明的是，电子式电流互感器与温度调节装置的位置关系是根据温度调节装置的具体种类而定的，就如上述实施例而言，温度调节装置为高低温试验箱，电子式电流互感器只能够设置在该试验箱的内部，如果温度调节装置为一个加热设备，比如加热电阻丝或者类似于电暖气片等设备，电子式电流互感器是无法设置在设备内部的，只能够设置在设备附近，通过设备向四周发出热量的多少来调节检测环境温度。

上述实施例中，校验仪用于计算电流信号的误差值，主控制模块用于根据误差值进行判断，作为其他的实施例，根据误差值进行分析和判断的过程还可以由校验仪完成。

上述实施例中，电流调节模块能够改变检测线路上的检测电流，及满足不同电流等级的检测，实现在不同电流等级下的校验，当然，这只是一种优化地实施方式，作为更加一般的实施方式，如果只需在一种电流等级下进行校验的话，即不需要调节检测电流的情况下，电流调节模块可以省略，相应地，电流调节的相关控制过程也不再进行。

电子式电流互感器校验装置实施例

该校验装置在上述系统实施例中已进行了详细地描述，这里就不再赘述。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于校验装置中设置有温度调节装置，而在该基本技术方案的基础上所得到的其他优化的实施方式均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子式电流互感器校验系统，包括用于输出标准电流信号的标准电流互感器、控制处理部分、以及至少一个待测电子式电流互感器，标准电流互感器和待测电子式电流互感器检测同一条检测线路上的电流信号，控制处理部分采样连接标准电流互感器和待测电子式电流互感器，其特征在于，所述校验系统还包括用于调节待测电子式电流互感器的检测环境温度的温度调节装置，控制处理部分与所述温度调节装置相连接，控制处理部分对电子式电流互感器在不同的检测环境温度下检测到的电流信号与标准电流信号进行比较，并对比较结果进行相应地处理以实现对电子式电流互感器的校验。

2.根据权利要求1所述的电子式电流互感器校验系统，其特征在于，所述控制处理部分包括主控制模块和校验仪，所述主控制模块通过通信接口与校验仪通信连接；所述校验仪采样连接标准电流互感器和待测电子式电流互感器，用于比较标准电流互感器输出的标准电流信号和待测电子式电流互感器检测出的电流信号，所述主控制模块用于对比较结果进行相应地处理以实现对电子式电流互感器的校验；所述主控制模块通过通信接口与温度调节装置通信连接，实现对待测电子式电流互感器的检测环境温度的控制。

3.根据权利要求1所述的电子式电流互感器校验系统，其特征在于，所述校验系统还包括设置在待测电子式电流互感器检测环境中的温度检测装置，所述控制处理部分采样连接所述温度检测装置，控制处理部分中设置有至少两个设定温度测量点，在温度调节装置的控制下，电子式电流互感器的检测环境温度会发生相应地变化，当温度变化到各设定温度测量点时，控制处理部分通过比较在各设定温度测量点下电子式电流互感器检测到的电流信号与标准电流信号对待测电子式电流互感器进行校验。

4.根据权利要求3所述的电子式电流互感器校验系统，其特征在于，控制处理部分中设置有温度-时间曲线，根据所述温度-时间曲线控制温度调节装置，以使电子式电流互感器的检测环境温度按照所述温度-时间曲线进行相应变化。

5.根据权利要求4所述的电子式电流互感器校验系统，其特征在于，如果电子式电流互感器的检测环境温度偏离所述温度-时间曲线曲线，控制处理部分对温度调节装置进行控制，使检测环境温度的变化回归到所述温度-时间曲线。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的电子式电流互感器校验系统，其特征在于，所述校验系统还包括电流调节模块，控制处理部分根据标准电流互感器输出的标准电流信号控制电流调节模块，以相应调节检测线路上的检测电流。

7.根据权利要求6所述的电子式电流互感器校验系统，其特征在于，所述电流调节模块由驱动单元、调压器和升流器构成，所述驱动单元控制连接调压器和升流器，所述调压器和升流器设置在所述检测线路上，用于在驱动单元的控制下调节检测电流，使检测电流满足校验规程要求。

8.一种电子式电流互感器校验装置，包括控制处理部分以及用于输出标准电流信号的标准电流互感器，标准电流互感器和待测电子式电流互感器用于检测同一条检测线路上的电流信号，控制处理部分具有用于采样连接标准电流互感器和待测电子式电流互感器的数据接口，其特征在于，所述校验装置还包括用于调节待测电子式电流互感器的检测环境温度的温度调节装置，控制处理部分与所述温度调节装置相连接，控制处理部分对电子式电流互感器在不同的检测环境温度下检测到的电流信号与标准电流信号进行比较，并对比较结果进行相应地处理以实现对电子式电流互感器的校验。

9.根据权利要求8所述的电子式电流互感器校验装置，其特征在于，所述控制处理部分包括主控制模块和校验仪，所述主控制模块通过通信接口与校验仪通信连接；所述校验仪具有所述数据接口，用于比较标准电流互感器输出的标准电流信号和待测电子式电流互感器检测出的电流信号，所述主控制模块用于对比较结果进行相应地处理以实现对电子式电流互感器的校验；所述主控制模块通过通信接口与温度调节装置通信连接，实现对待测电子式电流互感器的检测环境温度的控制。

10.根据权利要求8所述的电子式电流互感器校验装置，其特征在于，所述校验装置还包括设置在待测电子式电流互感器检测环境中的温度检测装置，所述控制处理部分采样连接所述温度检测装置，控制处理部分中设置有至少两个设定温度测量点，在温度调节装置的控制下，电子式电流互感器的检测环境温度会发生相应地变化，当温度变化到各设定温度测量点时，控制处理部分通过比较在各设定温度测量点下电子式电流互感器检测到的电流信号与标准电流信号对待测电子式电流互感器进行校验。