CN107202969B - 三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定装置。目前的校验装置满足不了电子式互感器畸变波计量特性的检定。本发明包括装置电源、三相电流波形程控电源、三相高压升流器、三相电压波形程控电源、三相高压升压器、A相标准电流互感器、B相标准电流互感器、C相标准电流互感器、三相组合型电子式互感器、带监视电子负载、A相标准电压互感器、B相标准电压互感器、C相标准电压互感器、三相组合型电子式互感器误差计算器和三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台。本发明能同时提供试验用三相畸变波电压和三相畸变波电流，三相畸变波电流处于高压状态，从而实现三相组合型电子式互感器畸变波计量特性的校验。
Description
技术领域
本发明属于互感器畸变波计量特性检定技术领域，尤其涉及一种三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定装置。
背景技术
由于电力电子非线性装置的大量使用，现代电网电压和电流波形的畸变现象相当严重。互感器将高压电压和高压大电流转换成可直接测量的模拟小信号或数字信号，用于基波及谐波有功功率和无功功率的计算，互感器的畸变波转换准确度直接影响功率测量的准确性，因此互感器畸变波计量特性的校验对于现代电网的电能计量具有现实意义。传统电磁式互感器由于铁芯存在磁滞饱和现象等问题，频带较窄。电子式互感器是传统电磁式互感器更新换代的产品，适合电压和电流畸变波测量的场合，因此在现代电网中得到了越来越多的应用。三相组合型电子式互感器将三个单独的电子式电压互感器和三个单独的电子式电流互感器组合在一起，具有功能齐全、接线方便、结构紧凑等优点，是新一代电子式互感器的主流产品，但是目前还没有关于三相组合型电子式互感器畸变波计量特性的检定装置。
现有电子式互感器校验装置一般仅在工频正弦波电压和正弦波电流波条件下对独立单相电子式互感器或三相组合型电子式互感器中的单相电子式互感器进行校验，这些校验装置满足不了电子式互感器畸变波计量特性的检定，更满足不了三相组合型电子式互感器在畸变波条件下的一体化计量特性检定，而只有在与现场运行条件一致的情况下，才能考察三相组合型电子式互感器真实的计量特性，比如三相组合型电子式互感器内部电场分布及各个电子式互感器之间的相互作用对准确度的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定装置，其能同时提供试验用三相畸变波电压和三相畸变波电流，三相畸变波电流处于高压状态，由此构建三相电压和三相电流的波形都存在畸变的高压一体化计量现场运行仿真环境，从而实现三相组合型电子式互感器畸变波计量特性的校验。
为此，本发明采用的技术方案如下：三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定装置，包括装置电源、三相电流波形程控电源、三相高压升流器、三相电压波形程控电源、三相高压升压器、A相标准电流互感器、B相标准电流互感器、C相标准电流互感器、三相组合型电子式互感器、带监视电子负载、A相标准电压互感器、B相标准电压互感器、C相标准电压互感器、三相组合型电子式互感器误差计算器和三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台；
所述的三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台包括数字信号接口模块、输入与建模仿真模块、波形质量分析模块、显示模块和波形数字信号输出接口模块；装置电源向三相电流波形程控电源和三相电压波形程控电源提供三相四线制工作电源，三相电流波形程控电源和三相电压波形程控电源分别接收来自三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台的电压电流仿真及实测波形数据，并根据相应的波形数据分别驱动三相高压升流器和三相高压升压器，使得三相高压升流器和三相高压升压器分别输出三相试验电流和三相试验电压。
本发明利用电压发生设备产生三相畸变波试验电压，同时利用电流发生设备产生高压状态的三相畸变波试验电流，从而构建了三相组合型电子式互感器在电压电流畸变波形条件下的高压一体化检定运行环境。本发明通过对单相标准互感器器二次输出和被测电子式互感器对应的二次输出的计算，可实现对电子式互感器畸变波基波以及高达25次谐波传感准确度的校验，校验结果采用极坐标表示法，符合互感器误差的定义，并且由于采用直接测量法而不是传统的差值测量法，因此本发明能方便地实现对包括基于阻容分压器的电子式电压互感器以及基于罗氏线圈的电子式电流互感器的各种三相组合型电子式互感器的校验。此外，本发明采用带监控的电子负载给被试电子式互感器精确负载，避免了目前校验模拟量输出电子式互感器时二次取样电路带来的负载不确定性，保证了校验结果的准确性，并且本发明符合国家标准GBT 20840.7-2007《互感器第7部分：电子式电压互感器》和GBT 20840.8-2007《互感器第8部分：电子式电流互感器》关于模拟量输出和数字量输出的电子式互感器基波及谐波准确度校验的规定，这样的三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定装置未见有专利和文献报道。
进一步地，三相组合型电子式互感器为一个整体设备，其一次输入端口由A相输入端子、B相输入端子、C相输入端子和输入接地端子组成，其一次输出端口由A相输出端子、B相输出端子、C相输出端子和输出接地端子组成，其内部的A相电子式电流互感器、B相电子式电流互感器和C相电子式电流互感器分别用于测量A相、B相和C相电流，其内部的A相电子式电压互感器、B相电子式电压互感器和C相电子式电压互感器分别用于测量A相、B相和C相的对地相电压。
进一步地，三相组合型电子式互感器的二次信号端口有模拟量输出和数字量输入输出两种形式，模拟量输出由A相电子式电流互感器、B相电子式电流互感器、C相电子式电流互感器、A相电子式电压互感器、B相电子式电压互感器和C相电子式电压互感器的六个互相独立的模拟量端口输出，数字量输入输出由一个数字量端口实现所有六个电子式互感器的二次信息输出和控制信息的输入。
进一步地，所述的三相组合型电子式互感器误差计算器具有两组模拟量输入端口、一个互感器数字量输入输出端口和一个数字量输入输出总端口，第一组模拟量输入端口为对应于A相标准电流互感器、B相标准电流互感器、C相标准电流互感器、A相标准电压互感器、B相标准电压互感器和C相标准电压互感器二次输出的六个模拟量输入端口；第二组模拟量输入端口为对应于三相组合型电子式互感器六个模拟量端口输出的六个输入端口；互感器数字量输入输出端口接收三相组合型电子式互感器数字量输出信号并发送给三相组合型电子式互感器数字量控制信号；数字量输入输出总端口将三相组合型电子式互感器误差计算器接收到的所有互感器二次输出信息以及六个电子式互感器的误差计算结果发送给三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台，同时接收三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台发送的校验控制信息。
三相组合型电子式互感器误差计算器分别计算六个标准互感器以及六个电子式互感器的二次输出波形的基波分量和谐波分量，然后按照互感器误差定义，将相对应的标准互感器和电子式互感器二次输出波形的的基波分量和谐波分量进行比较计算，得到各个电子式互感器的极坐标表示的比值误差和角度误差。对于基于阻容分压器的电子式电压互感器以及基于罗氏线圈的电子式电流互感器，可扣除四分之一周期电角度后得到角度误差。
进一步地，所述的带监视电子负载分别为三相组合型电子式互感器的A相电子式电流互感器、B相电子式电流互感器、C相电子式电流互感器、A相电子式电压互感器、B相电子式电压互感器和C相电子式电压互感器的六个模拟量端口提供可设置的负载；带监视电子负载接收来自三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台的三相组合型电子式互感器内部的六个电子式互感器负载指令，并对每一个电子式互感器的模拟量输出端口进行阻抗测量，同时将阻抗测量发送给三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台。
进一步地，所述的三相高压升流器具有A相、B相和C相三个互相绝缘的电流输出端口，三相高压升压器提供三相四线制高压试验电压源。
进一步地，三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台的数字信号接口模块将接收到的信号分别发送给显示模块和波形质量分析模块进行显示和波形分析，波形质量分析模块将各互感器二次输出波形的基波与谐波分量结果发送给显示模块进行显示，输入与建模仿真模块实现校验控制信息输入功能、现场录波数字文件的输入功能、设定三相试验电压和试验电流波形的功能、三相组合型电子式互感器负载设定功能、复杂电网运行的建模仿真并产生三相电压和电流仿真试验波形的功能。
进一步地，所述的输入与建模仿真主要利用Matlab/Simulink软件和StarSim软件搭建具有光伏、风电、典型储能、柴油发电机等典型分布式电源仿真模块以及电气化铁路和变频调速电机等多种特殊负荷模型的复杂电网运行模型，并选择仿真节点及其仿真电压电流波形。
更进一步地，根据校验控制信息设定的试验波形来源，波形信号输出接口将现场录波三相电压和电流的实际波形、设定的三相试验电压和试验电流波形或三相电压和电流仿真试验波形中的一种波形送入三相电压波形程控电源和三相电流波形程控电源，用以发生三相试验电压和电流，同时波形信号输出接口将六个标准互感器的二次输出波形信息送入三相电压波形程控电源和三相电流波形程控电源，用以对三相试验电压和电流的输出准确度进行闭环控制。
进一步地，三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台的数字信号接口模块、输入与建模仿真模块、波形质量分析模块、显示模块和波形数字信号输出接口模块都是基于LabVIEW软件实现相应功能，LabVIEW软件与Matlab/Simulink软件和StarSim软件之间都有数据接口，因此可以方便地进行数据文件的交换，数字信号接口模块和波形数字信号输出接口模块通过LabVIEW软件的RS485驱动程序，实现与三相电压波形程控电源、三相电流波形程控电源、带监控电子负载和三相组合型电子式互感器误差计算器的通讯，波形质量分析模块可以利用LabVIEW软件编写分析软件得到各电压电流波形的频率、基波和谐波分量、波形畸变率等计算结果。
本发明可以模拟三相额定基波电压高达35kV、三相额定基波电流1000A、基波频率允许范围为45Hz～65Hz以及三相电压和三相电流均存在畸变现象的电网运行环境，并在此环境下实现三相组合型电子式互感器畸变波计量特性的校验，三相试验电压和三相试验电流的谐波次数分别高达25次，2～15次谐波含量为基波幅值的30％，15～25次谐波含量为基波幅值的10％，电子式电压互感器最高检测准确度为0.2级、电子式电流互感器最高检测准确度为0.2s级、互感器各次谐波电流的准确度为0.5级，电子式电压互感器的额定二次输出及其负载与国家标准GBT 20840.7-2007《互感器第7部分：电子式电压互感器》的规定相同，电子式电流互感器的额定二次输出及其负载与国家标准GBT 20840.8-2007《互感器第8部分：电子式电流互感器》的规定相同。
本发明具有的有益效果是：(1)由于电力电子非线性负载的大量使用，现代电网电压电流波形的畸变现象比较严重，互感器作为电能计量的一次传感器，其畸变波计量特性校验的意义重大。电子式互感器作为新兴互感器，以其优良的传感性能正在被广泛使用，但是目前还没有专门的畸变波计量特性校验装置。本发明利用三相试验电压和三相试验电流发生设备一个畸变波现场运行仿真环境，可实现对电子式互感器畸变波基波以及高达25次谐波传感准确度的校验，满足了目前电网的需求；(2)本发明将三相试验电流处在高压状态，这样就实现了三相组合型电子式互感器在电压电流畸变波形条件下的高压一体化检定，这使得三相组合型电子式互感器内部电场分布以及内部各电子式互感器之间的相互影响等都处在实际的高压工作环境下，因此检测的结果能真实地反映三相组合型电子式互感器的畸变波计量特性；(3)本发明采用极坐标表示法进行电子式互感器误差的计算，更加符合互感器误差的定义，因此更加准确；(4)本发明采用带监控的电子负载来给三相组合型电子式互感器内部各电子式互感器添加负载，可以精确控制负载量，避免目前在检测模拟量输出电子式互感器时采样电路以及传输线带来的负载不确定性；(5)本发明具有对试验电压电流、电子式互感器二次输出信号的波形进行质量分析和显示，这有别于目前实验室使用的电磁式互感器校验装置和电子式互感器校验装置，有利于定量进行电子式互感器畸变波计量特性校验；(6)三相试验电压和三相试验电流发生设备采用闭环控制驱动高压升压器和升流器的方式，保证了高压试验电压和电流的仿真精度；(7)三相组合型电子式互感器误差计算器具有很强的计算功能，因此本发明能实现对包括基于阻容分压器的电子式电压互感器以及基于罗氏线圈的电子式电流互感器的各种三相组合型电子式互感器的校验。
附图说明
图1是本发明的结构原理框图；
图中：1是装置电源、2是三相电流波形程控电源、3是三相高压升流器、4是三相电压波形程控电源、5是三相高压升压器、6是A相标准电流互感器、7是B相标准电流互感器、8是C相标准电流互感器、9是三相组合型电子式互感器、10是带监视电子负载、11是A相标准电压互感器、12是B相标准电压互感器、13是C相标准电压互感器、14是三相组合型电子式互感器误差计算器、15是三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台，16是A相电子式电流互感器、17是A相电子式电压互感器、18是B相电子式电流互感器、19是B相电子式电压互感器、20是C相电子式电流互感器、21是C相电子式电压互感器、22是数字信号接口模块、23是输入与建模仿真模块、24是波形质量分析模块、25是显示模块、26是波形数字信号输出接口模块。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
本发明为一种三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定装置，其实施例如图1所示，它包括装置电源1、三相电流波形程控电源2、三相高压升流器3、三相电压波形程控电源4、三相高压升压器5、A相标准电流互感器6、B相标准电流互感器7、C相标准电流互感器8、三相组合型电子式互感器9、带监视电子负载10、A相标准电压互感器11、B相标准电压互感器12、C相标准电压互感器13、三相组合型电子式互感器误差计算器14和三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台15。
三相组合型电子式互感器9为一个整体设备，它的一次输入端口由A相输入端子、B相输入端子、C相输入端子和输入接地端子组成，它的一次输出端口由A相输出端子、B相输出端子、C相输出端子和输出接地端子组成，它内部的A相电子式电流互感器16、B相电子式电流互感器18和C相电子式电流互感器20分别用于测量A相、B相和C相电流，它内部的A相电子式电压互感器17、B相电子式电压互感器19和C相电子式电压互感器21分别用于测量A相、B相和C相的对地相电压，三相组合型电子式互感器9的二次信号端口有模拟量输出和数字量输入输出两种形式，模拟量输出uEIT(t)由A相电子式电流互感器16、B相电子式电流互感器18、C相电子式电流互感器20、A相电子式电压互感器17、B相电子式电压互感器19和C相电子式电压互感器21的六个互相独立的模拟量端口输出，数字量输入输出由一个数字量端口实现所有六个电子式互感器二次信息uEIT(n)的输出和控制信息D(n)的输入；三相组合型电子式互感器误差计算器14具有两组模拟量输入端口、一个互感器数字量输入输出端口和一个数字量输入输出总端口，第一组模拟量输入端口为对应于A相标准电流互感器6二次输出ia0(t)、B相标准电流互感器7二次输出ib0(t)、C相标准电流互感器8二次输出ic0(t)、A相标准电压互感器11二次输出ua0(t)、B相标准电压互感器12二次输出ub0(t)和C相标准电压互感器13二次输出uc0(t)的六个模拟量输入端口，第二组模拟量输入端口为对应于三相组合型电子式互感器9的六个模拟量端口输出的六个输入端口。
带监视电子负载10分别为三相组合型电子式互感器9的A相电子式电流互感器16、B相电子式电流互感器18、C相电子式电流互感器20、A相电子式电压互感器17、B相电子式电压互感器19和C相电子式电压互感器21的六个模拟量输出端口提供可设置的负载。
三相高压升流器3具有A相、B相和C相等三个互相绝缘的电流输出端口，三相高压升压器5提供三相四线制高压试验电压源。三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台15包括数字信号接口模块22、输入与建模仿真模块23、波形质量分析模块24、显示模块25和波形数字信号输出接口模块26；装置电源1向三相电流波形程控电源2和三相电压波形程控电源4提供三相四线制工作电源，三相电流波形程控电源2和三相电压波形程控电源4分别接收来自三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台15的电压电流仿真及实测波形数据，并根据相应的波形数据分别驱动三相高压升流器3和三相高压升压器5，使得三相高压升流器3和三相高压升压器5分别输出三相试验电流和三相试验电压。
三相高压升流器3的A相电流输出端口的一个端子分别与三相高压升压器5的A相电压输出端子和三相组合型电子式互感器9的A相输入端子相连接，三相高压升流器3的A相电流输出端口的另一个端子与A相标准电流互感器6的同名端相连接，A相标准电流互感器6的非同名端分别与三相组合型电子式互感器9的A相输出端子、A相标准电压互感器11的一个一次高压输入端子和A相试验电压输出端相连接，三相高压升流器3的B相电流输出端口的一个端子分别与三相高压升压器5的B相电压输出端子和三相组合型电子式互感器9的B相输入端子相连接，三相高压升流器3的B相电流输出端口的另一个端子与B相标准电流互感器7的同名端相连接，B相标准电流互感器7的非同名端分别与三相组合型电子式互感器9的B相输出端子、B相标准电压互感器12的一个一次高压输入端子和B相试验电压输出端相连接，三相高压升流器3的C相电流输出端口的一个端子分别与三相高压升压器5的C相电压输出端子和三相组合型电子式互感器9的C相输入端子相连接，三相高压升流器3的C相电流输出端口的另一个端子与C相标准电流互感器8的同名端相连接，C相标准电流互感器8的非同名端分别与三相组合型电子式互感器9的C相输出端子、C相标准电压互感器13的一个一次高压输入端子和C相试验电压输出端子相连接。
三相高压升压器5的输出接地端子和三相组合型电子式互感器9的输入接地端子相连接，三相组合型电子式互感器9的输出接地端子分别与A相标准电压互感器11的另一个一次高压输入端子、B相标准电压互感器12的另一个一次高压输入端子、C相标准电压互感器13的另一个一次高压输入端子、三相试验电压的输出接地端子和地相连接。
三相组合型电子式互感器误差计算器14的第一组模拟量输入端口接收六个标准互感器的二次模拟量输出信号，第二组模拟量输入端口接收三相组合型电子式互感器9的六个模拟量输出信号，互感器数字量输入输出端口接收三相组合型电子式互感器9的数字量输出信号并发送给三相组合型电子式互感器9数字量控制信号，数字量输入输出总端口将三相组合型电子式互感器误差计算器14接收到的所有互感器二次输出信息以及六个电子式互感器的误差计算结果发送给三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台15，同时接收三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台15发送的校验控制信息；三相组合型电子式互感器误差计算器14分别计算六个标准互感器以及六个电子式互感器的二次输出波形的基波分量和谐波分量，然后按照互感器误差定义，将相对应的标准互感器和电子式互感器二次输出波形的的基波分量和谐波分量进行比较计算，得到各个电子式互感器的极坐标表示的比值误差和角度误差，对于基于阻容分压器的电子式电压互感器以及基于罗氏线圈的电子式电流互感器，可扣除四分之一周期电角度后得到角度误差。
带监视电子负载10接收来自三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台15的关于三相组合型电子式互感器9内部的六个电子式互感器负载指令，并对每一个电子式互感器的模拟量输出端口进行阻抗测量，同时将阻抗测量发送给三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台15。
三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台15的数字信号接口模块22将接收到的信号分别发送给显示模块25和波形质量分析模块24进行显示和波形分析，波形质量分析模块24将各互感器二次输出波形的基波与谐波分量结果发送给显示模块25进行显示，输入与建模仿真模块23实现校验控制信息输入功能、现场录波数字文件的输入功能、设定三相试验电压和试验电流波形的功能、三相组合型电子式互感器9的负载设定功能、复杂电网运行的建模仿真并产生三相电压和电流仿真试验波形的功能。输入与建模仿真模块主要利用Matlab/Simulink软件和StarSim软件搭建具有光伏、风电、典型储能、柴油发电机等典型分布式电源仿真模块以及电气化铁路和变频调速电机等多种特殊负荷模型的复杂电网运行模型，并选择仿真节点及其仿真电压电流波形。
根据校验控制信息设定的试验波形来源，波形信号输出接口26将现场录波的三相电压和电流实际波形、设定的三相试验电压和试验电流波形或三相电压和电流仿真试验波形中的一种波形送入三相电压波形程控电源4和三相电流波形程控电源2，用以发生三相试验电压和电流，同时波形信号输出接口26将六个标准互感器的二次输出波形信息送入三相电压波形程控电源4和三相电流波形程控电源2，用以对三相试验电压和电流的输出准确度进行闭环控制。
三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台15的数字信号接口模块22、输入与建模仿真模块23、波形质量分析模块24、显示模块25和波形数字信号输出接口模块26都是基于LabVIEW软件实现相应功能，LabVIEW软件与Matlab/Simulink软件和StarSim软件之间都有数据接口，因此可以方便地进行数据文件的交换，数字信号接口模块22和波形数字信号输出接口26模块通过LabVIEW软件的RS485驱动程序，实现与三相电压波形程控电源4、三相电流波形程控电源2、带监控电子负载10和三相组合型电子式互感器误差计算器14的通讯，波形质量分析模块24可以利用LabVIEW软件编写分析软件得到各电压电流波形的频率、基波和谐波分量、波形畸变率等计算结果。
本实施例的具体设计参数为：
本发明可以构建三相试验电压和三相试验电流存在畸变现象的电网运行环境，在此环境下实现三相组合型电子式互感器畸变波计量特性的校验。装置电源1为三相380V/50Hz常规供电电源，三相高压升压器4的额定输出基波试验电压为10kV，三相高压升流器2的额定输出基波试验电流600A，三相试验电压和三相试验电流的基波频率为50Hz，试验电压和试验电流的谐波次数达25次，2～15次谐波含量为基波幅值的30％，15～25次谐波含量为基波幅值的10％，三相电流波形程控电源2的输出容量为10kVA，三相电压波形程控电源4的输出容量为10kVA，A相标准电流互感器6、B相标准电流互感器7和C相标准电流互感器8的工作电压为10kV、额定频率为50Hz、额定变比为600A/5A、基波准确度为0.05s级、2～25次谐波的准确度为0.1级，A相标准电压互感器11、B相标准电压互感器12和C相标准电压互感器13的额定电压为10kV、额定频率为50Hz、额定变比为10kV/100V、基波准确度为0.05级、2～25次谐波的准确度为0.1级，三相组合型电子式互感器9的A相电子式电压互感器17、B相电子式电压互感器19和C相电子式电压互感器21的最高检测准确度为0.2级，三相组合型电子式互感器9的A相电子式电流互感器16、B相电子式电流互感器18和C相电子式电流互感器20的最高检测准确度为0.2s级、各电子式互感器的各次谐波电流的最高检测准确度为0.5级；带监视电子负载的负载准确度为3％，电子负载的负载可设置范围满足国家标准GBT20840.7-2007《互感器第7部分：电子式电压互感器》的规定相同，电子式电流互感器的额定二次输出及其负载与国家标准GBT 20840.8-2007《互感器第8部分：电子式电流互感器》的规定；三相组合型电子式互感器误差计算器14具有两组模拟量输入端口、一个互感器数字量输入输出端口和一个数字量输入输出总端口，第一组模拟量输入端口具有针对标准电压互感器二次输出的三路相互独立的100V/5V的前置转换电路、针对标准电流互感器二次输出的三路相互独立的5A/5V的前置转换电路以及六路16位250kS/s的模/数高速同步数据采集电路，第二组模拟量输入端口具有针对电子式电压互感器二次输出的三路相互独立的100V/5V的前置转换电路、针对三相组合型电子式互感器模拟量输出的六路16位250kS/s的模/数高速同步数据采集电路，互感器数字量输入输出端口和数字量输入输出总端口的数据传输速度均为24MB/s；三相组合型电子式互感器误差计算器14通过微处理器stm32芯片进行波形数据分析及误差计算处理；在Windows 7操作系统下三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台15中的输入与建模仿真模块23采用Matlab/Simulink仿真软件和StarSim软件，支持高达8个节点的微网运行仿真计算，每个节点均含分布式电源和特殊负荷，数字信号接口模块22、输入与建模仿真模块23、波形质量分析模块24、显示模块25和波形数字信号输出接口模块26都通过LabVIEW软件实现相应功能，仿真波形数据文件采用*.csv、*.tdms、*.mat in ASCII等格式，三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台15利用LabView软件建立良好的人机交互界面，装置各功能模块的软件程序交互调用与远程控制功能；本发明装置符合国家标准GBT 20840.7-2007《互感器第7部分：电子式电压互感器》和GBT20840.8-2007《互感器第8部分：电子式电流互感器》关于模拟量输出和数字量输出的电子式互感器基波及谐波准确度校验的规定。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定装置，其特征在于，包括装置电源(1)、三相电流波形程控电源(2)、三相高压升流器(3)、三相电压波形程控电源(4)、三相高压升压器(5)、A相标准电流互感器(6)、B相标准电流互感器(7)、C相标准电流互感器(8)、三相组合型电子式互感器(9)、带监视电子负载(10)、A相标准电压互感器(11)、B相标准电压互感器(12)、C相标准电压互感器(13)、三相组合型电子式互感器误差计算器(14)和三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台(15)；
所述的三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台(15)包括数字信号接口模块(22)、输入与建模仿真模块(23)、波形质量分析模块(24)、显示模块(25)和波形数字信号输出接口模块(26)；装置电源(1)向三相电流波形程控电源(2)和三相电压波形程控电源(4)提供三相四线制工作电源，三相电流波形程控电源(2)和三相电压波形程控电源(4)分别接收来自三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台(15)的电压电流仿真及实测波形数据，并根据相应的波形数据分别驱动三相高压升流器(3)和三相高压升压器(5)，使得三相高压升流器(3)和三相高压升压器(5)分别输出三相试验电流和三相试验电压；
所述的三相组合型电子式互感器误差计算器具有两组模拟量输入端口、一个互感器数字量输入输出端口和一个数字量输入输出总端口，第一组模拟量输入端口为对应于A相标准电流互感器、B相标准电流互感器、C相标准电流互感器、A相标准电压互感器、B相标准电压互感器和C相标准电压互感器二次输出的六个模拟量输入端口；第二组模拟量输入端口为对应于三相组合型电子式互感器六个模拟量端口输出的六个输入端口；互感器数字量输入输出端口接收三相组合型电子式互感器数字量输出信号并发送给三相组合型电子式互感器数字量控制信号；数字量输入输出总端口将三相组合型电子式互感器误差计算器接收到的所有互感器二次输出信息以及六个电子式互感器的误差计算结果发送给三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台，同时接收三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台发送的校验控制信息；
所述的带监视电子负载分别为三相组合型电子式互感器的A相电子式电流互感器、B相电子式电流互感器、C相电子式电流互感器、A相电子式电压互感器、B相电子式电压互感器和C相电子式电压互感器的六个模拟量端口提供可设置的负载；带监视电子负载接收来自三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台的三相组合型电子式互感器内部的六个电子式互感器负载指令，并对每一个电子式互感器的模拟量输出端口进行阻抗测量，同时将阻抗测量发送给三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台；
所述三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台的数字信号接口模块将接收到的信号分别发送给显示模块和波形质量分析模块进行显示和波形分析，波形质量分析模块将各互感器二次输出波形的基波与谐波分量结果发送给显示模块进行显示，输入与建模仿真模块实现校验控制信息输入功能、现场录波数字文件的输入功能、设定三相试验电压和试验电流波形的功能、三相组合型电子式互感器负载设定功能、复杂电网运行的建模仿真并产生三相电压和电流仿真试验波形的功能；
根据校验控制信息设定的试验波形来源，波形数字信号输出接口模块将现场录波三相电压和电流的实际波形、设定的三相试验电压和试验电流波形或三相电压和电流仿真试验波形中的一种波形送入三相电压波形程控电源和三相电流波形程控电源，用以发生三相试验电压和电流，同时波形数字信号输出接口模块将六个标准互感器的二次输出波形信息送入三相电压波形程控电源和三相电流波形程控电源，用以对三相试验电压和电流的输出准确度进行闭环控制。
2.根据权利要求1所述的三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定装置，其特征在于，
所述的三相组合型电子式互感器(9)为一个整体设备，其一次输入端口由A相输入端子、B相输入端子、C相输入端子和输入接地端子组成，其一次输出端口由A相输出端子、B相输出端子、C相输出端子和输出接地端子组成，其内部的A相电子式电流互感器(16)、B相电子式电流互感器(18)和C相电子式电流互感器(20)分别用于测量A相、B相和C相电流，其内部的A相电子式电压互感器(17)、B相电子式电压互感器(19)和C相电子式电压互感器(21)分别用于测量A相、B相和C相的对地相电压。
3.根据权利要求2所述的三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定装置，其特征在于，
所述三相组合型电子式互感器的二次信号端口有模拟量输出和数字量输入输出两种形式，模拟量输出由A相电子式电流互感器、B相电子式电流互感器、C相电子式电流互感器、A相电子式电压互感器、B相电子式电压互感器和C相电子式电压互感器的六个互相独立的模拟量端口输出，数字量输入输出由一个数字量端口实现所有六个电子式互感器的二次信息输出和控制信息的输入。
4.根据权利要求1所述的三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定装置，其特征在于，
所述的三相高压升流器具有A相、B相和C相三个互相绝缘的电流输出端口，三相高压升压器提供三相四线制高压试验电压源。
5.根据权利要求1所述的三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定装置，其特征在于，
所述的输入与建模仿真模块主要利用Matlab/Simulink软件和StarSim软件搭建具有典型分布式电源仿真模块以及包含电气化铁路和变频调速电机负荷模型的复杂电网运行模型，并选择仿真节点及其仿真电压电流波形。
6.根据权利要求5所述的三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定装置，其特征在于，
所述三相组合型电子式互感器畸变波计量特性检定控制平台的数字信号接口模块、输入与建模仿真模块、波形质量分析模块、显示模块和波形数字信号输出接口模块都是基于LabVIEW软件实现相应功能，LabVIEW软件与Matlab/Simulink软件和StarSim软件之间都有数据接口。
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