CN115421092A - 电子式互感器谐波校验仪校验装置及校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子式互感器谐波校验仪校验装置及校验方法，包括：基准互感元件连接到电网，用于获取一次电流或电压作为待转换的参考基准；信号转换单元用于将所述待转换的参考基准转换成小电压信号作为实际使用的参考基准；测量单元用于接收所述实际使用的参考基准；被校ECT的模拟输出和实际使用的参考基准通过测量单元上传到PC机；PC机计算出两者的有效值和相位差，然后计算得到被测ECT比差和角差。本发明，对电网的电流源进行有效补偿，这样基准互感元件的一次额定电压或电流即可实现补偿，从而实现固有误差保持稳定的目的，从而消除影响校验装置的测量准确度的问题。

Description

电子式互感器谐波校验仪校验装置及校验方法

技术领域

本发明涉及电子式互感器校验仪的校准技术领域，具体为一种电子式互感器谐波校验仪校验装置及校验方法。

背景技术

互感器校验仪是一种测量电压互感器和电流互感器比例误差的仪器。互感器校验仪检定装置由标准比例、分压器、移相器、控制电源组成。通过调节移相器和标准比率对被检互感器校验仪提供标准同相和正交分量，从而实现检定互感器校验仪的需要。随着IEC61850-9协议的推广，基于该协议的电子式互感器也愈加广泛地应用。但是目前基于IEC61850-9协议的电子式互感器校验系统设计时没有充分考虑影响校验系统精度的因素，比如传统校验主要基于差值法原理，两路信号的采集没有考虑因额定电流变化带来的影响，所以导致校验系统精度还有待于进步的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子式互感器谐波校验仪校验装置及校验方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电子式互感器谐波校验仪校验装置，包括：

基准互感元件，连接到电网，用于获取一次电流或电压作为待转换的参考基准；

被校ECT，连接到电网；

信号转换单元，用于将所述待转换的参考基准转换成小电压信号作为实际使用的参考基准；

测量单元，用于接收所述实际使用的参考基准；

所述被校ECT的模拟输出和实际使用的参考基准通过测量单元上传到PC机；

所述PC机计算出两者的有效值和相位差，然后计算得到被测ECT比差和角差。

优选的，所述测量单元根据实际使用的参考基准，采集和计算输入量的标准不确定度，上传到PC机，所述PC机根据标准不确定度与分辨力引入的不确定度比较，从而对一次电压或电流进行补偿。

优选的，所述PC机通过控制DVR单元用于对电网的一次电压或电流进行补偿。

优选的，所述基准互感元件基于电压互感器或电流互感器，所述被校ECT为被校电压互感器或被校电流互感器。

优选的，所述信号转换单元包括精密互感器和精密电阻，所述基准互感元件连接精密互感器，所述精密电阻连接精密互感器，所述测量单元连接精密电阻。

优选的，所述测量单元包括采集卡以及处理单元，所述采集卡通过开关模块Ⅰ与信号转换单元连接，所述处理单元与采集卡、开关模块Ⅰ以及开关模块Ⅱ连接，开关模块Ⅰ与精密电阻连接，所述开关模块Ⅱ与PC机连接。

优选的，所述采集卡通过分屏卡与PC机连接，所述被校ECT通过二次转换器连接有合并器，所述合并器与合并器连接，并且合并器通过网口与PC机连接。

为实现上述目的，本发明提还供如下技术方案：

一种电子式互感器谐波校验仪校验方法，包括：

基准互感元件获取一次电流或电压作为待转换的参考基准；

信号转换单元将所述待转换的参考基准转换成小电压信号作为实际使用的参考基准；

测量单元接收所述实际使用的参考基准；

所述被校ECT的模拟输出和实际使用的参考基准通过测量单元上传到PC机；

所述PC机计算出两者的有效值和相位差，然后计算得到被测ECT比差和角差。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明，校验装置具有精度高的特点，同步方式采用RTSI总线路由采样时基进而分频产生秒脉冲的方式，这种同步方式可使同步误差小于一毫米，装置对电网的电流源进行有效补偿，这样基准互感元件的一次额定电压或电流即可实现补偿，从而实现固有误差保持稳定的目的，从而消除影响校验装置的测量准确度的问题。

附图说明

图1为本发明电子式互感器谐波校验仪校验装置原理示意图；

图2为本发明同步触发脉冲路由过程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：

一种电子式互感器谐波校验仪校验装置，采用绝对测量法：即通过构建标准通道，对标准通道的模拟输出信号数字化，并同步接收被校电子式互感器的数字信号，对两路信号直接进行相位和幅值的比对。具体的，采用互感元件基于电压互感器或电流互感器，被校ECT为被校电压互感器或被校电流互感器。以标准电流互感器为例：一次电流通过基准CT，电流被采集后作为参考基准，该参考基准为待转换的参考基准，基准CT的二次电流通过由精密互感器和精密电阻构成的信号转换单元转换，二次电流通过精密互感器和精密电阻转换成小电压信号作为实际使用的参考基准，此路作为标准通道。被校ECT和基准CT的一次侧串联于同一电流回路，被校ECT经过二次转换器，然后模拟输出至采集卡，数字输出通过网口到PC机，此路作为被校通道。将参考基准和ECT的二次输出采集到PC机，算出两者的有效值和相位差，最后计算得到被校ECT比差和角差。本发明，标准通道和被校通道之间同步，降低误差的产生。采集卡采用24位的A/D转换器。以采集卡的板载晶振为源，利用RTSI总线路由出采样时基，分频后产生误差小于1纳秒的同步脉冲，来触发标准和被校两路信号的同步采样，原理如图2所示，图中fs表示采样频率。由于采用采集卡的板载晶振作为时钟源，与独立的外部同步源相比，其脉冲更加稳定，同步误差非常小，可达纳秒级。同步方法使得标准通道和被校通道使用同一个时钟源，即使出现两路信号的偏差也是一致的，可以相互抵消，不会出现触发时标在两采样点之间波动的情况。

本发明，由于采集卡在采集信号时，基准互感元件可能会产生误差，可通过连续测量得到测量列，装置在5′(分度)档，额定电流为100％时，连续测量数次比如10次，得到电流上升、下降的算术平均值的测量列为：0.008′、0.007′、0.006′、0.006′、0.006′、0.007′、0.006′、0.007′、0.007′、0.006′，根据Bessel(贝塞尔公式)可得实验标准偏差为0.0007。此时，不确定度为0.0007′，将该值与分辨力引入的不确定度对比，若大于分辨力引入的不确定度，则省去互感器校验装置分辨率引入的不确定度，反之保留。具体的，处理单元先控制开关模块Ⅱ断开，然后按照触发信号，均匀间隔控制开关模块Ⅰ的关断，每关断一次则记录计算电流上升、下降的算术平均值的测量，直至达到所需次数，然后计算不确定度，然后控制开关模块Ⅱ接通，处理单元将处理后的数据上传到PC机，PC机进行处理，当计算的不确定度小于验装置分辨率引入的不确定度，则说明，基准互感元件：基准CT误差引起的不确定度，这将影响校验装置的测量准确度，所以需要在测量过程中可以对其存储并对所测结果进行补偿。本校验装置具有精度高的特点，校验结果显示系统可以达到0.05％的准确度。对于一次额定电压或电流的任何百分比点，补偿都要有效，以达到固有误差保持稳定；具体的是，PC机控制DVR单元(动态电压恢复器或动态电压调节器)对电网的电流源进行有效补偿，这样基准互感元件基准CT的一次额定电压或电流即可实现补偿，从而实现固有误差保持稳定的目的，从而消除影响校验装置的测量准确度的问题。

本发明，其余未叙述部分均可与现有技术相同、或为公知技术或可采用现有技术加以实现，此处不再详述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种电子式互感器谐波校验仪校验装置，其特征在于，包括：

基准互感元件，连接到电网，用于获取一次电流或电压作为待转换的参考基准；

被校ECT，连接到电网；

信号转换单元，用于将所述待转换的参考基准转换成小电压信号作为实际使用的参考基准；

测量单元，用于接收所述实际使用的参考基准；

所述被校ECT的模拟输出和实际使用的参考基准通过测量单元上传到PC机；

所述PC机计算出两者的有效值和相位差，然后计算得到被测ECT比差和角差。

2.根据权利要求1所述的一种电子式互感器谐波校验仪校验装置，其特征在于，所述测量单元根据实际使用的参考基准，采集和计算输入量的标准不确定度，上传到PC机，所述PC机根据标准不确定度与分辨力引入的不确定度比较，从而对一次电压或电流进行补偿。

3.根据权利要求2所述的一种电子式互感器谐波校验仪校验装置，其特征在于，所述PC机通过控制DVR单元用于对电网的一次电压或电流进行补偿。

4.根据权利要求1所述的一种电子式互感器谐波校验仪校验装置，其特征在于，所述基准互感元件基于电压互感器或电流互感器，所述被校ECT为被校电压互感器或被校电流互感器。

5.根据权利要求1所述的一种电子式互感器谐波校验仪校验装置，其特征在于，所述信号转换单元包括精密互感器和精密电阻，所述基准互感元件连接精密互感器，所述精密电阻连接精密互感器，所述测量单元连接精密电阻。

6.根据权利要求1所述的一种电子式互感器谐波校验仪校验装置，其特征在于，所述测量单元包括采集卡以及处理单元，所述采集卡通过开关模块Ⅰ与信号转换单元连接，所述处理单元与采集卡、开关模块Ⅰ以及开关模块Ⅱ连接，所述开关模块Ⅱ与PC机连接。

7.根据权利要求6所述的一种电子式互感器谐波校验仪校验装置，其特征在于，所述采集卡通过分屏卡与PC机连接，所述被校ECT通过二次转换器连接有合并器，所述合并器与合并器连接，并且合并器通过网口与PC机连接。

8.一种电子式互感器谐波校验仪校验方法，其特征在于，包括：

基准互感元件获取一次电流或电压作为待转换的参考基准；

信号转换单元将所述待转换的参考基准转换成小电压信号作为实际使用的参考基准；

测量单元接收所述实际使用的参考基准；

所述被校ECT的模拟输出和实际使用的参考基准通过测量单元上传到PC机；

所述PC机计算出两者的有效值和相位差，然后计算得到被测ECT比差和角差。

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