CN112162231A - 一种用于电子式互感器校验仪的校准系统及方法 - Google Patents
一种用于电子式互感器校验仪的校准系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112162231A CN112162231A CN202011069131.7A CN202011069131A CN112162231A CN 112162231 A CN112162231 A CN 112162231A CN 202011069131 A CN202011069131 A CN 202011069131A CN 112162231 A CN112162231 A CN 112162231A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- module
- alternating
- alternating current
- sampling
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 140
- 238000009432 framing Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 84
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 19
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 19
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 15
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
- G01R35/02—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass of auxiliary devices, e.g. of instrument transformers according to prescribed transformation ratio, phase angle, or wattage rating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
- G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references
- G01R35/007—Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden references"
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于电子式互感器校验仪的校准系统及方法，属于智能设备技术领域。本发明方法，包括：时钟基准模块，量子电压基准模块，标准信号源模块，感应分压器模块、标准CT模块和标准采样电阻模块，分频模块，差分采样模块，重构组帧模块，校验仪，本发明将量子电压基准应用于电子式互感器校验仪的校准，基于量子电压基准和差分采样技术实现模拟量的高精度采样，提升数字量信号的不确定度水平，相比传统的电子式互感器校验仪校准装置，本发明通过将数字量溯源至量子电压基准，提升整个校准系统的整体准确度，此外，将电子式互感器校验仪校准装置的量值溯源至量子基准，可实现量值的扁平化溯源。
Description
技术领域
本发明涉及智能设备技术领域，并且更具体地，涉及一种用于电子式互感器校验仪的校准系统及方法。
背景技术
电子式互感器校验仪作为一种电子式互感器的误差测量装置，由于电子式互感器的输出类型为模拟信号及IEC 61850协议的数字信号，因此电子式互感器校验仪的被测输入通道分为模拟量通道和数字报文通道。电子式互感器校验仪的校准也分为电子式互感器校验仪的模拟量校准和数字量校准两种形式。目前电子式互感器校验仪的准确度通常为0.05％，而电子式互感器校验仪校准装置的准确度一般为0.02％，准确度最高能达到0.01％。电子式互感器校验仪校准装置通常包括工频比例电源、电压或电流转换器、高精度数字多用表和数字报文发生器。为实现电子式互感器校验仪数字量校验，电子式互感器校验仪校准装置通常采用高精度数字多用表作为A/D采样模块，对工频比例电源输出的交流信号进行直接采样，然后通常数字报文发生器将采样值组帧成IEC 61850协议的数字报文，发送到电子式互感器校验仪的数字报文通道。由于数字多用表使用过程中受实验室操作环境及仪器自身性能影响，其实际测量准确度一般在0.01％左右，从而限制了电子式互感器校验仪校准装置的整体准确度。此外，这种校准方法将数字报文的量值溯源至高精度数字多用表，再通过数字多用表溯源至更高准确度的校准源，采用逐级的物理量传方式。随着量子化技术发展及量子电压基准的出现，扁平化的量子量传方式具有显著的优势，将电压量直接溯源至量子电压基准，不再需要传统的逐渐量传传递，提升量传溯源的准确性和可靠性。
在电子式互感器校验仪校准技术方面，上海市计量测试技术研究院申请的发明专利-电子式互感器校验仪的整检系统及整检方法(专利号：201910975186.5)采用工频比例电源、高精度数字万用表和协议转换实现电子式互感器校验仪的模拟量和数字量校准。在量子化量传溯源技术方面，中国计量科学研究院申请的发明专利-一种基于量子电压的交流电压换向差分测量装置及方法(专利号：201910203056.X)利用换向开关及差分采样电路分别对被测交流电压和量子电压进行差分采样，利用差分信号和量子电压重构被测电压，提高交流电压幅值测量准确度。中国计量科学研究院申请的发明专利-一种基于量子技术的交流功率差分测量系统及方法(专利号：201611202556.4)利用两个采样单元分别对正弦电压与交流量子电压进行采样并计算相位差，根据相位差调整交流量子电压的相位，使正弦电压与交流量子电压的台阶中心位置相交，从而提升交流信号测量的准确度。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种用于电子式互感器校验仪的校准系统，包括：
时钟基准模块，所述时钟基准模块为所述系统提供参考时钟；
量子电压基准模块，所述量子电压基准模块接收时钟基准模块提供的参考时钟，生成预设频率的同步脉冲及交流量子电压台阶信号；
标准信号源模块，所述标准信号源模块接收量子电压基准模块输出的同步脉冲，针对同步脉冲的上升沿锁相输出交流信号；
感应分压器模块、标准CT模块和标准采样电阻模块，所述感应分压器模块、标准CT模块和标准采样电阻模块，接收标准信号源模块输出的交流信号，以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号；
分频模块，所述分频模块接收同步脉冲并对同步脉冲进行分频处理，输出预设频率的预设倍数的同步脉冲信号；
所述同步脉冲信号为差分采样模块及电子式互感器校验仪的同步触发信号；
差分采样模块，所述差分采样模块由同步触发信号，触发对交流信号及量子基准信号进行差分采样，获取差分采样值；
重构组帧模块，所述重构组帧模块获取差分采样模块输出的差分采样值，将采样值与交流量子电压台阶信号的幅值进行叠加，经重构生成交流信号的采样值，针对采样值以预设的转换系数进行转换，获取离散交流信号，将离散交流信号叠加微差信号，输出交流采样信号，将交流采样信号以预设的报文格式组帧为数字报文，传输至校验仪；
校验仪，所述校验仪接收数字报文，获取信号误差，通过信号误差完成对电子式互感器校验仪电压/电流通道的校准。
可选的，以预设的比例系数对交流信号进行转换，包括：
若交流信号为交流电压信号，感应分压器模块以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号；
若交流信号为交流电流信号，标准CT模块和标准采样电阻模块以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号。
可选的，参考时钟的频率不低于10MHz。
可选的，量子电压基准模块由偏置电源生成不低于50Hz的同步脉冲，偏置电源在不低于50Hz的同步脉冲上升沿驱动在输出端输出频率不低于50Hz的交流量子电压台阶信号，所述交流量子电压台阶信号的每个周期均由多个等时间段的直流电压台阶信号构成，每个台阶的直流电压信号的幅值可控。
可选的，重构组帧模块，包括：
重构单元、微差单元和组帧单元；
所述重构单元获取差分采样模块输出的差分采样值，将采样值与交流量子电压台阶信号的幅值进行叠加，经重构生成交流信号的采样值，针对采样值以预设的转换系数进行转换，获取离散交流信号；
所述微差单元将离散交流信号叠加微差信号，输出交流采样信号；
所述组帧单元将交流采样信号以预设的报文格式组帧为数字报文，传输至校验仪。
本发明还提出了一种用于电子式互感器校验仪的校准方法，包括：
控制时钟基准模块提供参考时钟；
控制量子电压基准模块接收时钟基准模块提供的参考时钟，生成预设频率的同步脉冲及交流量子电压台阶信号；
控制标准信号源模块接收量子电压基准模块输出的同步脉冲，针对同步脉冲的上升沿锁相输出交流信号；
控制感应分压器模块、标准CT模块和标准采样电阻模块接收标准信号源模块输出的交流信号，以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号；
控制分频模块接收同步脉冲并对同步脉冲进行分频处理，输出预设频率的预设倍数的同步脉冲信号；
控制所述同步脉冲信号为差分采样模块及电子式互感器校验仪的同步触发信号；
控制差分采样模块根据同步触发信号，触发对交流信号及量子基准信号进行差分采样，获取差分采样值；
控制重构组帧模块获取差分采样模块输出的差分采样值，将采样值与交流量子电压台阶信号的幅值进行叠加，经重构生成交流信号的采样值，针对采样值以预设的转换系数进行转换，获取离散交流信号，将离散交流信号叠加微差信号，输出交流采样信号，将交流采样信号以预设的报文格式组帧为数字报文，传输至校验仪；
控制校验仪接收数字报文，获取信号误差，通过信号误差完成对电子式互感器校验仪电压/电流通道的校准。
可选的，以预设的比例系数对交流信号进行转换，包括：
若交流信号为交流电压信号，控制感应分压器模块以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号；
若交流信号为交流电流信号，控制标准CT模块和标准采样电阻模块以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号。
可选的，参考时钟的频率不低于10MHz。
可选的，量子电压基准模块由偏置电源生成不低于50Hz的同步脉冲，偏置电源在不低于50Hz的同步脉冲上升沿驱动在输出端输出频率不低于50Hz的交流量子电压台阶信号，所述交流量子电压台阶信号的每个周期均由多个等时间段的直流电压台阶信号构成，每个台阶的直流电压信号的幅值可控。
本发明将量子电压基准应用于电子式互感器校验仪的校准，基于量子电压基准和差分采样技术实现模拟量的高精度采样，提升数字量信号的不确定度水平，相比传统的电子式互感器校验仪校准装置，本发明通过将数字量溯源至量子电压基准，提升整个校准系统的整体准确度，此外，将电子式互感器校验仪校准装置的量值溯源至量子基准，可实现量值的扁平化溯源。
附图说明
图1为本发明一种用于电子式互感器校验仪的校准系统结构图；
图2为本发明一种用于电子式互感器校验仪的校准系统交流量子电压台阶信号与交流电压信号图；
图3为本发明一种用于电子式互感器校验仪的校准方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
针对上述问题，本发明提出了一种用于电子式互感器校验仪的校准系统，如图1所示，包括：
时钟基准模块，所述时钟基准模块为所述系统提供参考时钟；
量子电压基准模块，所述量子电压基准模块接收时钟基准模块提供的参考时钟，生成预设频率的同步脉冲及交流量子电压台阶信号；
标准信号源模块，所述标准信号源模块接收量子电压基准模块输出的同步脉冲，针对同步脉冲的上升沿锁相输出交流信号；
感应分压器模块、标准CT模块和标准采样电阻模块，所述感应分压器模块、标准CT模块和标准采样电阻模块，接收标准信号源模块输出的交流信号，以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号；
分频模块，所述分频模块接收同步脉冲并对同步脉冲进行分频处理，输出预设频率的预设倍数的同步脉冲信号；
所述同步脉冲信号为差分采样模块及电子式互感器校验仪的同步触发信号；
差分采样模块，所述差分采样模块由同步触发信号，触发对交流信号及量子基准信号进行差分采样，获取差分采样值；
重构组帧模块，所述重构组帧模块获取差分采样模块输出的差分采样值，将采样值与交流量子电压台阶信号的幅值进行叠加，经重构生成交流信号的采样值，针对采样值以预设的转换系数进行转换，获取离散交流信号，将离散交流信号叠加微差信号，输出交流采样信号，将交流采样信号以预设的报文格式组帧为数字报文，传输至校验仪；
校验仪，所述校验仪接收数字报文，获取信号误差，通过信号误差完成对电子式互感器校验仪电压/电流通道的校准。
以预设的比例系数对交流信号进行转换，包括：
若交流信号为交流电压信号，感应分压器模块以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号；
若交流信号为交流电流信号，标准CT模块和标准采样电阻模块以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号。
参考时钟的频率不低于10MHz。
量子电压基准模块由偏置电源生成不低于50Hz的同步脉冲，偏置电源在不低于50Hz的同步脉冲上升沿驱动在输出端输出频率不低于50Hz的交流量子电压台阶信号，所述交流量子电压台阶信号的每个周期均由多个等时间段的直流电压台阶信号构成，每个台阶的直流电压信号的幅值可控。
重构组帧模块，包括：
重构单元、微差单元和组帧单元；
所述重构单元获取差分采样模块输出的差分采样值，将采样值与交流量子电压台阶信号的幅值进行叠加，经重构生成交流信号的采样值，针对采样值以预设的转换系数进行转换，获取离散交流信号；
所述微差单元将离散交流信号叠加微差信号，输出交流采样信号；
所述组帧单元将交流采样信号以预设的报文格式组帧为数字报文，传输至校验仪。
下面结合实施例对本发明进行详细说明：
本发明分为电压模式和电流模式，电压模式用于对电子式互感器校验仪的电压通道进行校验，电流模式用于对电子式互感器校验仪的电流通道进行校验。
电压模式时，本发明系统包括：时钟基准模块、量子电压基准模块、标准信号源模块、差分采样模块、感应分压器模块、重构组帧模块和分频模块；
电流模式时，本发明系统包括：时钟基准模块、量子电压基准模块、标准信号源模块、差分采样模块、标准CT模块、标准采样电阻模块、重构组帧模块和分频模块；
时钟基准可以是外部部件，也可以是量子电压的内部部件，主要功能是为校准系统提供10MHz的参考时钟。
量子电压基准的输出低端LO连接到感应分压器或标准CT的低端，高端HI连接到差分采样模块的高端HI，其主要功能是接收外部时钟基准的10MHz参考时钟，由偏置电源生成50Hz同步脉冲，输出标准信号源和分频模块；偏置电源在50Hz同步脉冲上升沿驱动AC-PJVS在LO和HI端输出频率为50Hz的交流量子电压台阶信号
如图2所示，交流量子电压台阶信号每个周期均由N个等时间段的直流电压台阶信号构成，每个台阶的直流电压幅值可编程控制。
标准信号源具有锁相输入端口、交流电压信号输出端口和交流电流信号输出端口，其输出端口连接到感应分压器的输入端和校验仪的参考电压输入端，标准信号源的主要功能是在输入端的50Hz同步脉冲的上升沿锁相输出交流电压信号或交流电流信号。
感应分压器的主要功能是实现电压比例转换，电压转换系数为k1＝Ua/Ub，将标准信号源输出的交流电压信号
转换成与量子电压基准中AC-PJVS输出信号接近的交流电压信号
如图2所示，此外，感应分压器的功能还在于其将AC-PJVS与标准信号源和校验仪进行电气隔离。
标准CT和标准采样电阻R的主要功能是实现电流/电压比例转换，电压转换系数为k2＝Ia/Ub，将标准信号源输出的交流电流信号
转换成与量子电压基准中AC-PJVS输出信号接近的小交流电压信号
此外，标准CT的功能还在于其将AC-PJVS与标准信号源和校验仪进行电气隔离。
分频模块的主要功能是接收50Hz同步脉冲信号，经过50倍分频处理后，输出1Hz的同步脉冲信号，用于给差分采样模块和校验仪提供同步触发信号。
差分采样模块具有差分采样输入端口、采样值通信接口和外部触发端口，其主要功能是对感应分压器输出的交流信号
和AC-PJVS输出的交流信号
进行差分采样，其采样触发信号由分频模块输出的1Hz同步脉冲提供，通过设置差分采样模块的采样率和触发延迟时间使其采样时刻尽量保持在交流信号
中每个直流电压台阶的中间时刻，差分采样模块将差分采样值传输到重构组帧模块进行处理。
重构组帧模块包含有重构模块、微差模块和组帧模块，其主要功能是将差分采样模块的差分采样值与量子电压基准中AC-PJVS输出信号
中直流电压台阶的幅值叠加，重构成交流信号
的采样值，采样值乘以转换系数k1，得到离散的交流信号
即作为标准信号源输出信号
的等效采样信号。
微差模块在交流等效采样信号
上叠加微差信号
输出交流采样信号
其中
包含比值误差和相位误差。
组帧模块将微差模块重构的带有微差信号的交流信号
按照IEC61850协议格式组帧为SV数字报文，通过光纤输出到校验仪的数字报文接口。
电压模式时，量子电压基准内部的偏置电源在时钟基准输出的10MHz参考时钟下输出同相的50Hz同步脉冲到标准信号源的锁相输入端和分频模块的输入端，标准信号源在50Hz同步脉冲上升沿锁相输出50Hz交流电压信号
并输出到感应分压器输入端和校验仪的参考电压输入端，感应分压器将交流电压信号
转换为交流电压信号
偏置电源在50Hz同步脉冲上升沿驱动交流可编程约瑟夫森电压基准芯片(AC-PJVS)输出与交流电压信号
幅值相同的交流量子电压台阶信号
将感应分压器的输出低端与AC-PJVS的输出低端短接，差分采样模块对感应分压器输出的交流信号
和AC-PJVS输出的交流信号
的差分信号进行采样，并将差分采样值输出到重构模块，分频模块将50Hz同步脉冲分频为1Hz同步脉冲，为差分采样模块和校验仪提供触发信号；重构模块将差分采样值与AC-PJVS的量子台阶电压叠加后重构出交流信号
的采样值，再乘以转换系数k1，得到交流信号
微差模块在交流信号
上叠加微差
后输出离散交流信号
其中ε包含比值误差和相位误差，组帧模块将离散交流信号
组帧为IEC61850协议格式的SV报文，然后通过光纤输出到校验仪的数字报文接口；校验仪在1Hz的同步脉冲下，同步采集参考电压输入端的交流电压信号
和接收数字报文接口的IEC61850协议的SV报文，计算出误差
即可通过公式
计算校验仪的误差，实现电子式互感器校验仪的校准。
电流模式与电压模式大致相同，区别在于，标准信号源在50Hz同步脉冲上升沿锁相输出同相的50Hz交流电流信号
输出到标准CT和校验仪的参考电流输入端，标准CT和标准采样电阻R构成电流/电压转换模块，将交流电流信号
转换为交流电压信号
偏置电源在50Hz同步脉冲上升沿驱动交流可编程约瑟夫森电压基准芯片(AC-PJVS)输出与交流电压信号
幅值相同的交流量子电压台阶信号
将标准CT的输出低端与AC-PJVS的输出低端短接，差分采样模块对交流电压信号
和AC-PJVS输出的交流电压信号
的差分信号进行采样，并将差分采样值输出到重构模块，分频模块将50Hz同步脉冲分频为1Hz同步脉冲，为差分采样模块和校验仪提供触发信号；重构模块将差分采样值与AC-PJVS的量子台阶电压叠加后重构出交流信号
的采样值，再乘以转换系数k2，得到交流信号
微差模块在交流信号
上叠加微差
后输出离散交流信号
其中
包含比值误差和相位误差，组帧模块将离散交流信号
组帧为IEC61850协议格式的SV报文，然后通过光纤输出到校验仪的数字报文接口；校验仪在1Hz的同步脉冲下，同步采集参考电压输入端的交流电压信号
和接收数字报文接口的IEC61850协议的SV报文，计算出误差
即可通过公式
计算校验仪的误差，实现电子式互感器校验仪的校准。
通过控制交流量子电压的相位使交流电压信号
和交流量子电压信号
的差分信号的有效幅值最小化；交流量子电压的相位的控制是通过控制每个信号周期内量子电压台阶的幅值来实现的；交流量子电压台阶幅值设置为
n＝0，1，2，……，N-1，其中n为偏置电源输出50Hz同步脉冲上升沿后的台阶序号，N为交流量子电压每周期的台阶数。
组帧模块发送的IEC61850协议格式的SV报文中，额定相位延迟设置为
其中N为交流量子电压每周期的台阶数。
本发明还提出了一种用于电子式互感器校验仪的校准方法，如图3所示，包括：
控制时钟基准模块提供参考时钟；
控制量子电压基准模块接收时钟基准模块提供的参考时钟，生成预设频率的同步脉冲及交流量子电压台阶信号；
控制标准信号源模块接收量子电压基准模块输出的同步脉冲，针对同步脉冲的上升沿锁相输出交流信号；
控制感应分压器模块、标准CT模块和标准采样电阻模块接收标准信号源模块输出的交流信号，以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号；
控制分频模块接收同步脉冲并对同步脉冲进行分频处理，输出预设频率的预设倍数的同步脉冲信号；
控制所述同步脉冲信号为差分采样模块及电子式互感器校验仪的同步触发信号；
控制差分采样模块根据同步触发信号，触发对交流信号及量子基准信号进行差分采样，获取差分采样值；
控制重构组帧模块获取差分采样模块输出的差分采样值，将采样值与交流量子电压台阶信号的幅值进行叠加，经重构生成交流信号的采样值，针对采样值以预设的转换系数进行转换，获取离散交流信号，将离散交流信号叠加微差信号，输出交流采样信号，将交流采样信号以预设的报文格式组帧为数字报文，传输至校验仪；
控制校验仪接收数字报文，获取信号误差，通过信号误差完成对电子式互感器校验仪电压/电流通道的校准。
以预设的比例系数对交流信号进行转换，包括：
若交流信号为交流电压信号，控制感应分压器模块以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号；
若交流信号为交流电流信号，控制标准CT模块和标准采样电阻模块以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号。
参考时钟的频率不低于10MHz。
量子电压基准模块由偏置电源生成不低于50Hz的同步脉冲，偏置电源在不低于50Hz的同步脉冲上升沿驱动在输出端输出频率不低于50Hz的交流量子电压台阶信号，所述交流量子电压台阶信号的每个周期均由多个等时间段的直流电压台阶信号构成，每个台阶的直流电压信号的幅值可控。
本发明将量子电压基准应用于电子式互感器校验仪的校准，基于量子电压基准和差分采样技术实现模拟量的高精度采样，提升数字量信号的不确定度水平，相比传统的电子式互感器校验仪校准装置，本发明通过将数字量溯源至量子电压基准，提升整个校准系统的整体准确度，此外，将电子式互感器校验仪校准装置的量值溯源至量子基准，可实现量值的扁平化溯源。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种用于电子式互感器校验仪的校准系统，所述系统包括：
时钟基准模块，所述时钟基准模块为所述系统提供参考时钟；
量子电压基准模块，所述量子电压基准模块接收时钟基准模块提供的参考时钟，生成预设频率的同步脉冲及交流量子电压台阶信号；
标准信号源模块，所述标准信号源模块接收量子电压基准模块输出的同步脉冲，针对同步脉冲的上升沿锁相输出交流信号；
感应分压器模块、标准CT模块和标准采样电阻模块，所述感应分压器模块、标准CT模块和标准采样电阻模块，接收标准信号源模块输出的交流信号，以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号；
分频模块，所述分频模块接收同步脉冲并对同步脉冲进行分频处理，输出预设频率的预设倍数的同步脉冲信号；
所述同步脉冲信号为差分采样模块及电子式互感器校验仪的同步触发信号；
差分采样模块，所述差分采样模块由同步触发信号，触发对交流信号及量子基准信号进行差分采样，获取差分采样值；
重构组帧模块，所述重构组帧模块获取差分采样模块输出的差分采样值，将采样值与交流量子电压台阶信号的幅值进行叠加，经重构生成交流信号的采样值，针对采样值以预设的转换系数进行转换，获取离散交流信号，将离散交流信号叠加微差信号，输出交流采样信号，将交流采样信号以预设的报文格式组帧为数字报文，传输至校验仪；
校验仪，所述校验仪接收数字报文，获取信号误差，通过信号误差完成对电子式互感器校验仪电压/电流通道的校准。
2.根据权利要求1所述的系统，所述以预设的比例系数对交流信号进行转换，包括：
若交流信号为交流电压信号，感应分压器模块以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号；
若交流信号为交流电流信号，标准CT模块和标准采样电阻模块以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号。
3.根据权利要求1所述的系统，所述参考时钟的频率不低于10MHz。
4.根据权利要求1所述的系统，所述量子电压基准模块由偏置电源生成不低于50Hz的同步脉冲，偏置电源在不低于50Hz的同步脉冲上升沿驱动下，在输出端输出频率不低于50Hz的交流量子电压台阶信号，所述交流量子电压台阶信号的每个周期均由多个等时间段的直流电压台阶信号构成，每个台阶的直流电压信号的幅值可控。
5.根据权利要求1所述的系统，所述重构组帧模块，包括：
重构单元、微差单元和组帧单元；
所述重构单元获取差分采样模块输出的差分采样值，将采样值与交流量子电压台阶信号的幅值进行叠加，经重构生成交流信号的采样值，针对采样值以预设的转换系数进行转换，获取离散交流信号；
所述微差单元将离散交流信号叠加微差信号，输出交流采样信号；
所述组帧单元将交流采样信号以预设的报文格式组帧为数字报文，传输至校验仪。
6.一种使用如权利要求1-5所述的任意一种系统用于电子式互感器校验仪的校准方法，所述方法包括：
控制时钟基准模块提供参考时钟；
控制量子电压基准模块接收时钟基准模块提供的参考时钟，生成预设频率的同步脉冲及交流量子电压台阶信号；
控制标准信号源模块接收量子电压基准模块输出的同步脉冲，针对同步脉冲的上升沿锁相输出交流信号；
控制感应分压器模块、标准CT模块和标准采样电阻模块接收标准信号源模块输出的交流信号，以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号；
控制分频模块接收同步脉冲并对同步脉冲进行分频处理，输出预设频率的预设倍数的同步脉冲信号；
控制所述同步脉冲信号为差分采样模块及电子式互感器校验仪的同步触发信号；
控制差分采样模块根据同步触发信号，触发对交流信号及量子基准信号进行差分采样，获取差分采样值；
控制重构组帧模块获取差分采样模块输出的差分采样值，将采样值与交流量子电压台阶信号的幅值进行叠加，经重构生成交流信号的采样值，针对采样值以预设的转换系数进行转换，获取离散交流信号，将离散交流信号叠加微差信号，输出交流采样信号，将交流采样信号以预设的报文格式组帧为数字报文，传输至校验仪；
控制校验仪接收数字报文，获取信号误差，通过信号误差完成对电子式互感器校验仪电压/电流通道的校准。
7.根据权利要求6所述的方法，所述以预设的比例系数对交流信号进行转换，包括：
若交流信号为交流电压信号，控制感应分压器模块以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号；
若交流信号为交流电流信号，控制标准CT模块和标准采样电阻模块以预设的比例系数对交流信号进行转换，输出与量子基准信号幅值接近的交流信号。
8.根根据权利要求6所述的方法，所述参考时钟的频率不低于10MHz。
9.根据权利要求6所述的方法，所述量子电压基准模块由偏置电源生成不低于50Hz的同步脉冲，偏置电源在不低于50Hz的同步脉冲上升沿驱动下，在输出端输出频率不低于50Hz的交流量子电压台阶信号，所述交流量子电压台阶信号的每个周期均由多个等时间段的直流电压台阶信号构成，每个台阶的直流电压信号的幅值可控。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011069131.7A CN112162231A (zh) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | 一种用于电子式互感器校验仪的校准系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011069131.7A CN112162231A (zh) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | 一种用于电子式互感器校验仪的校准系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112162231A true CN112162231A (zh) | 2021-01-01 |
Family
ID=73861693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011069131.7A Pending CN112162231A (zh) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | 一种用于电子式互感器校验仪的校准系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112162231A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112924915A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-08 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种电压监测仪互校准系统和方法 |
| CN114019339A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-08 | 中国计量大学 | 可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器的校准方法及校准装置 |
| CN114325058A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-04-12 | 北京东方计量测试研究所 | 交流电压校准装置及方法 |
| CN115167597A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-11 | 国网陕西省电力有限公司营销服务中心(计量中心) | 一种pjvs系统中偏置驱动器的自校准方法及装置 |
| CN115656910A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-01-31 | 太原山互科技有限公司 | 互感器校验仪器远程校准系统、方法及装备 |
| WO2023040264A1 (zh) * | 2021-09-14 | 2023-03-23 | 国网江苏省电力有限公司营销服务中心 | 一种基于量子技术的超低频电压交直流转换验证系统及方法 |
| CN116500331A (zh) * | 2023-03-06 | 2023-07-28 | 中国计量科学研究院 | 低频交流电压精密差分测量系统及测量方法 |
| CN116990738A (zh) * | 2023-09-28 | 2023-11-03 | 国网江苏省电力有限公司营销服务中心 | 低压驱动的1kV电压比例标准量值溯源方法、装置及系统 |
-
2020
- 2020-09-30 CN CN202011069131.7A patent/CN112162231A/zh active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112924915B (zh) * | 2021-01-27 | 2023-11-21 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种电压监测仪互校准系统和方法 |
| CN112924915A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-08 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种电压监测仪互校准系统和方法 |
| WO2023040264A1 (zh) * | 2021-09-14 | 2023-03-23 | 国网江苏省电力有限公司营销服务中心 | 一种基于量子技术的超低频电压交直流转换验证系统及方法 |
| CN114019339A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-08 | 中国计量大学 | 可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器的校准方法及校准装置 |
| CN114019339B (zh) * | 2021-10-29 | 2023-12-26 | 中国计量大学 | 可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器的校准方法及校准装置 |
| CN114325058A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-04-12 | 北京东方计量测试研究所 | 交流电压校准装置及方法 |
| CN115167597A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-11 | 国网陕西省电力有限公司营销服务中心(计量中心) | 一种pjvs系统中偏置驱动器的自校准方法及装置 |
| CN115167597B (zh) * | 2022-07-25 | 2023-10-13 | 国网陕西省电力有限公司营销服务中心(计量中心) | 一种pjvs系统中偏置驱动器的自校准方法及装置 |
| CN115656910A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-01-31 | 太原山互科技有限公司 | 互感器校验仪器远程校准系统、方法及装备 |
| CN116500331A (zh) * | 2023-03-06 | 2023-07-28 | 中国计量科学研究院 | 低频交流电压精密差分测量系统及测量方法 |
| CN116500331B (zh) * | 2023-03-06 | 2024-04-02 | 中国计量科学研究院 | 低频交流电压精密差分测量系统及测量方法 |
| CN116990738A (zh) * | 2023-09-28 | 2023-11-03 | 国网江苏省电力有限公司营销服务中心 | 低压驱动的1kV电压比例标准量值溯源方法、装置及系统 |
| CN116990738B (zh) * | 2023-09-28 | 2023-12-01 | 国网江苏省电力有限公司营销服务中心 | 低压驱动的1kV电压比例标准量值溯源方法、装置及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112162231A (zh) | 一种用于电子式互感器校验仪的校准系统及方法 | |
| WO2014071753A1 (zh) | 一种基于数字源的电子式互感器校验仪校验装置及方法 | |
| CN101281243B (zh) | 等电位闭环电能表检验装置及检验方法 | |
| CN109407033A (zh) | 一种直流互感器暂态校验仪的校验装置 | |
| CN213986797U (zh) | 一种用于电子式互感器校验仪的校准装置 | |
| CN110441724A (zh) | 一种用于对直流电压互感器二次测量系统进行校验的装置 | |
| CN109709428A (zh) | 一种波形幅频分离实时控制的高频电流源 | |
| CN106054102A (zh) | 一种电流互感器谐波误差测量系统 | |
| CN109100678A (zh) | 一种用于数字化电能表的检测装置及检测方法 | |
| Petrovic | New digital multimeter for accurate measurement of synchronously sampled AC signals | |
| CN202939299U (zh) | 一种基于同步脉冲输出电源的电子式互感器校验装置 | |
| CN116087590A (zh) | 一种用于量子电压精密测量的差分采样控制装置及方法 | |
| CN111142021A (zh) | 一种用于三级式无刷同步变频交流发电系统的异步采样方法 | |
| CN114200381A (zh) | 一种智能电表可靠性检测系统和方法 | |
| CN111562537A (zh) | 电能表动态误差的同步测量方法 | |
| CN210347905U (zh) | 一种用于对直流互感器校验仪进行整检的系统 | |
| CN105549468B (zh) | 一种光栅信号仿真发生器 | |
| CN116224209A (zh) | 一种电流互感器校验仪溯源系统及方法 | |
| CN107677894B (zh) | 非线性负荷功率输出装置 | |
| CN115993564A (zh) | 一种电压比例标准的校准方法及量子电压测量系统 | |
| CN110488214A (zh) | 直流互感器校验仪及工作方法 | |
| CN110456298A (zh) | 一种测量直流电压比例量值误差的自适应交替测量装置及方法 | |
| CN104316889A (zh) | 基于虚拟负载法的发电机转子交流阻抗测试仪校验装置 | |
| CN209858719U (zh) | 一种直流互感器暂态校验仪的校验装置 | |
| CN108490380A (zh) | 一种电压电流互感器在线校验系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |