CN203054210U - 一种电子式互感器校验仪整体检定装置 - Google Patents

一种电子式互感器校验仪整体检定装置 Download PDF

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肖勇
孙卫明
赵伟
张永旺
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Abstract

一种电子式互感器校验仪整体检定装置，其特征是：包括依次连接的数字微差源、电流/电压变换器或电压/电压变换器、高精度A/D转换器和IEC61850-9-1/2协议转换器，所述的高精度A/D转换器还外连一时钟同步模块，所述的数字微差源、IEC61850-9-1/2协议转换器和时钟同步模块分别连接于与被检电子式互感器校验仪。本实用新型的电子式互感器校验仪整体检定装置，其检定设备功能丰富，采样精度较高，所需设备简单，可实现测试自动化检定，完成基于IEC61850-9-1/2协议的各种类型的电子式互感器校验仪的检定工作。

Description

一种电子式互感器校验仪整体检定装置
技术领域
本实用新型涉及一种互感器校验设备的检定装置，尤其是涉及一种电子式互感器校验仪整体检定装置。
背景技术
随着电子式互感器技术的推广和应用，其校验技术也发展迅猛，生产电子式互感器校验仪的厂家越来越多，校验仪的功能也越来越丰富，从原来单纯测试基于秒脉冲同步的电子式互感器的比差和角差，已经拓展到具备PPS、IRIG_B、IEC61588等同步校验功能，以及采用插值算法的非同步校验功能；从单纯检定高压侧到合并单元输出的精度拓展到检测合并单元、高压采集器、小信号模拟输出等分项误差。同时，少数厂家的互感器校验仪还可以检定谐波分量的比差和角差，以及合并单元的对时精度、守时精度、丢帧、错帧、错序、帧离散度、帧传输延时等。
与此同时，电子式互感器校验仪的检定至今还没有国家标准，目前能够做比对测试的只有国家高电压计量站（原武汉高压研究所）一个单位，但是国家高电压计量站的检定设备存在很多不足，表现为：
1.检定设备功能单一。只能检定秒脉冲和IRIG_B码同步的电子式互感器校验仪的比差和角差，无法检定其它模式的校验仪的精度。
2.测试方法存在缺陷。一秒钟只能采集960点的数据，而且数据集中在一个时间段发送，中间断帧，与被检校验仪实际工作条件不相符，无法检验在实际工作条件下校验仪的性能。
3.电流/电压转换器在低端精度差。电流/电压转换器在1A档位存在0.02%的搭接变差，无法检定0.05S级的电子式互感器校验仪在0.01In处的精度。
4.全手工测试，自动化程度低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种电子式互感器校验仪整体检定装置，其检定设备功能丰富，采样精度较高，所需设备简单，可实现测试自动化检定。
解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
一种电子式互感器校验仪整体检定装置，其特征是：包括依次连接的数字微差源、电流/电压变换器或电压/电压变换器、高精度A/D转换器和IEC61850-9-1/2协议转换器，所述的高精度A/D转换器还外连一时钟同步模块，所述的数字微差源、IEC61850-9-1/2协议转换器和时钟同步模块分别连接于与被检电子式互感器校验仪。
所述的I/V和V/V可选择性地接在线路上，如果接进来的是电压信号用的就是V/V变换器，如果接进来的是电流信号用的就是I/V变换器。
所述的数字微差源提供两个标准信号UP和IP，以及两个差值信号ΔU和ΔI，UP/IP的输出连接被检电子式互感器校验仪的标准输入端，差值信号与标准信号做矢量叠加，叠加后的信号为与标准信号作为预设比差和角差。
所述的I/V变换器、V/V变换器将微差源输出的标准信号和差值信号的叠加信号转换成0-5V的小信号，高精度模数转换器将0-5V的小信号转换为数字信号，IEC61850-9-1/2协议转换器将数字信号组成符合IEC61850-9-1/2标准的数字帧，通过SC或ST光纤口发送给电子式互感器校验仪的被检输入端，时钟同步模块提供PPS、IRIG_B、IEC61588同步时钟信号，该同步时钟信号输出作为被检电子式互感器校验仪的同步信号。
所述的微差源采用32位的高速DSP，每路信号输出采用两个16Bit的D/A通过参考叠加在一起，实现32Bit的调节细度，波形使用大容量SDRAM和DMA实现每个周波50000点的波形拟合，功率放大器的放大倍数由DSP控制实现。
所述的时钟同步模块通过ADI公司的带硬件IEEE1588协议的高性能DSP芯片BF518来完成对控制A/D采样的秒脉冲和其他格式的时钟的无缝双向转换。
下面介绍一下各功能模块的实现原理。
1.数字微差源，实际上是一个高精度的宽量程功率源。传统的微差源需要外部的激励源，一般将市电通过升流器或升压器转换而来，波形失真度大、稳定性差。传统微差源只保证Up/ΔU与Ip/ΔI的比例是准确的，而不能保证其绝对值是准确的，数字微差源不但保证Up/ΔU与Ip/ΔI的比例是准确的，同时也保证Up、ΔU、Ip、ΔI的输出绝对值是准确的，同时具备谐波输出功能。
2.I/V变换器、V/V变换器。I/V变换器或V/V变换器主要功能是将输入的电流、电压信号变换成为0-5V的小信号。I/V变换器采用1PPM的高精度零磁通互感器，它将输入的电流信号变换成小电流信号，然后通过一个高精度的运放做I/V变换后输出。V/V变换器主要采用1PPM的高精度电阻分压器实现电压转换。
3.高精度A/D转换器。A/D转换器采用24Bit高精度A/D设计而成的采集模块。在工频50Hz情况下，A/D转换器采样精度高达100PPM。
4.时钟同步模块。时钟同步模块采用ADI公司的带硬件IEEE1588协议的高性能DSP芯片BF518，可以实现A/D采样的秒脉冲和其他格式的时钟的无缝双向转换。
5.IEC61850-9-1/2协议转换器。EC61850-9-1/2协议转换器将高精度A/D转换器采样信号按照IEC61850-9-1/2标准进行协议转换，组成符合IEC61850-9-1/2标准的数据帧，通过SC或ST光纤口发送给电子式互感器校验仪的被检输入端。
有益效果：本实用新型的电子式互感器校验仪整体检定装置，其检定设备功能丰富，采样精度较高，所需设备简单，可实现测试自动化检定。本实用新型提供的两个标准信号UP和IP，两个差值信号ΔU和ΔI，标准信号是模拟标准互感器二次侧的输出电压和电流信号，其输出准确度高达0.05%，线性度高达0.01%。
附图说明
图1是本实用新型电子式互感器校验仪整体检定装置的结构示意图；
图2是本实用新型电子式互感器校验仪整体检定装置中数字微差源的结构示意图；
图3是本实用新型电子式互感器校验仪整体检定装置中时钟同步模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型的电子式互感器校验仪的整体检定装置，如图1所示，包括依次连接的数字微差源、电流/电压变换器或电压/电压变换器、高精度A/D转换器和IEC61850-9-1/2协议转换器，所述的高精度A/D转换器还外连一时钟同步模块，所述的数字微差源、IEC61850-9-1/2协议转换器和时钟同步模块分别连接于与被检电子式互感器校验仪。
本实用新型利用数字微差源提供两个标准信号UP和IP，两个差值信号ΔU和ΔI，标准信号是模拟标准互感器二次侧的输出电压和电流信号，其输出准确度高达0.05%，线性度高达0.01%；差值信号与标准信号做矢量叠加，叠加后的信号作为电子式互感器校验仪的二次侧的比对信号。
UP/IP的输出连接被检电子式互感器校验仪的标准输入端，同时标准信号的输出叠加在差值信号ΔU/ΔI上成为一个复合信号，复合信号输入到I/V变换器（V/V变换器）变为小电压信号，小电压信号输入到高精度A/D转换器变为数字信号，数字信号输入到IEC61850-9-1/2协议转换器变为符合IEC61850-9-1/2标准的数字帧，数字帧通过光纤传输给被检电子式互感器校验仪的二次光纤接收口。
时钟同步模块输出同步信号，该同步信号作为被检电子式互感器校验仪的同步信号。
工作过程：
将微差源的标准输出端连接被检电子式互感器校验仪的标准输入端；将微差源的标准信号与差值信号叠加，将叠加信号输入到I/V变换器（V/V变换器）；将IEC61850-9-1/2协议转换器输出端连接被检电子式互感器校验仪的被检输入端；将时钟同步模块的输出端连接被检电子式互感器校验仪的时钟同步输入端；设置微差源的标准信号和差值信号的幅值和相位，设置IEC61850-9-1/2协议转换器协议类型，设置时钟同步模块的时钟同步方式，启动测试，比较微差源的输出值以及电子式互感器校验仪的计算值，得到被检电子式互感器校验仪的比差和角差。

Claims (1)

1.一种电子式互感器校验仪整体检定装置，其特征是：包括依次连接的数字微差源、电流/电压变换器或电压/电压变换器、高精度A/D转换器和IEC61850-9-1/2协议转换器，所述的高精度A/D转换器还外连一时钟同步模块，所述的数字微差源、IEC61850-9-1/2协议转换器和时钟同步模块分别连接于与被检电子式互感器校验仪。 
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