CN205353341U - 一种电子式互感器频率响应测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电子式互感器频率响应测试系统，包括测试主机、被测电子式互感器、采集器和合并单元，所述测试主机还包括CT变换器和A/D转换器，所述功率放大器通过等安匝缠绕导线与所述CT变换器电连接，所述CT变换器电连接至所述A/D转换器，所述A/D转换器电连接至所述数据采集模块；所述等安匝缠绕导线等安匝缠绕在所述被测电子式互感器线圈上，且所述等安匝缠绕线的一端与所述功率放大器电连接、另一端与所述CT变换器电连接。本实用新型公开的系统采用标准源回采方式，同时采集源信号与经过电子式互感器的待测数字信号，保证测试精度。

Description

一种电子式互感器频率响应测试系统

技术领域

本实用新型涉及电子式互感器技术领域，特别是涉及一种电子式互感器频率响应测试系统。

背景技术

目前电网建设都是以智能变电站或数字化变电站为主，智能变电站或数字化变电站主要的技术特点就是一次设备智能化，所以电子式互感器必将是未来智能变电站建设的主要智能一次设备。目前电子式互感器的传感器大都采用罗氏线圈原理以及法拉第磁光原理，这两种原理的电子式互感器的最大特点就是传变特性好，频带响应范围宽。而电子式互感器输出为4k采样速率的数字信号，所以难以避免在数字回路中出现频率混叠的现象。

目前的电子式互感器测试基本都是基于基波传变精度的测试，对于谐波精度以及频谱混叠基本都没有涉及，而一般的高频测试也都是在某一固定频率下测试完成，并不能对频谱进行完全的测试，更不能完成不同频率点的频谱混叠测试。

因此，对电子式互感器的频率响应以及频率混叠进行全方位测试，是亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供了一种电子式互感器频率响应测试系统，以解决现有技术中是实现对智能变电站电子式互感器频率响应特性研究，且未能对电子式互感器的频率混叠进行全方位测试的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例公开了如下技术方案：

本实用新型公开了一种电子式互感器频率响应测试系统，包括测试主机、被测电子式互感器、采集器和合并单元，所述测试主机还包括CT变换器和A/D转换器，所述功率放大器通过等安匝缠绕导线与所述CT变换器电连接，所述CT变换器电连接至所述A/D转换器，所述A/D转换器电连接至所述数据采集模块；

所述等安匝缠绕导线等安匝缠绕在所述被测电子式互感器线圈上，且所述等安匝缠绕线的一端与所述功率放大器电连接、另一端与所述CT变换器电连接。

优选地，所述系统还包括上位机，所述上位机的输出端电连接至所述CPU的输入端，所述CPU的输出端电连接至所述上位机的输入端。

优选地，所述合并单元通过光纤接口与所述数据采集模块电连接。

由以上技术方案可见，本实用新型实施例提供的电子式互感器频率响应测试系统包括包括测试主机、被测电子式互感器、采集器和合并单元，所述测试主机还包括CT变换器和A/D转换器，所述功率放大器通过等安匝缠绕导线与所述CT变换器电连接，所述CT变换器电连接至所述A/D转换器，所述A/D转换器电连接至所述数据采集模块；所述等安匝缠绕导线等安匝缠绕在所述被测电子式互感器线圈上，且所述等安匝缠绕线的一端与所述功率放大器电连接、另一端与所述CT变换器电连接。本测试系统在同步采集高频模拟信号-数字信号在自动测试过程中，精确把握频率混叠的频谱映射关系，并且采用频谱映射的测试方法来测试频率混叠时的频谱映射关系，提高测量精度。另外，可以设置测试信号的频率值，监测被测电子式互感器输出信号频率是否与设定值一致，从而评定是否出现了频率混叠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种电子式互感器频率响应测试系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种电子式互感器频率响应测试方法的流程示意图；

图3为本实用新型实施例提供的步骤S300流程示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种电子式互感器频率响应测试方法的流程示意图；

图1-4中，符号表示：

1-上位机，2-CPU，3-数据生成模块，4-D/A转换器，5-功率放大器，6-测试主机，7-被测电子式互感器，8-采集器，9-合并单元，10-CT变换器，11-A/D转换器，12-数据采集模块。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种电子式互感器频率响应测试方法及系统，为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1所示，为本实用新型实施例提供的一种电子式互感器频率响应测试系统的结构示意图。

本实用新型实施例提供的测试系统包括测试主机6、被测电子式互感器7、采集器8和合并单元9。其中，

测试主机6包括CPU2、数据生成模块3、D/A转换器4、功率放大器5和数据采集模块12，CPU2用于接收上位机1给出的生成不同频率的测试信号，并将信号发送到数据生成模块3，同时，控制数据生成模块3生成不同频率的测试信号，并且将测试信号转换为不同的频率瞬时值。然后D/A转换器4将不同的频率瞬时值进行数模转换，转换为第一电流信号。功率放大器5将第一电流信号进行功率放大，放大后转换为第二电流信号。

由上述可知，CPU2电连接至数据生成模块3，将生成不同频率测试信号的指令发送给送数据生成模块3，同时控制数据生成模块3生成不同频率的测试信号，并将测试信号根据频率的不同形成不同的频率瞬时值。数据生成模块3电连接至D/A转换器4，D/A转换器4将不同的频率瞬时值经过模数转换，转换为第一电流信号。D/A转换器4电连接至功率放大器5，功率放大器5将接收到的第一电流信号进行功率放大，转换为第二电流信号。

被测电子式互感器7与采集器8电连接，采集器8用于采集第二电流信号经过被测电子式互感器7转换后的待测数字信号。采集器8电连接至合并单元9，合并单元9用于对电子式互感器输出的待测数字信号进行合并调制，使待测数字信号被控制在一定范围内，合并单元9接收数字信号后生成报文以IEC61850-9-2帧格式发送给其他设备使用。

本实用新型提供的实施例中的测试主机6还包括CT变换器10和A/D转换器11，功率放大器5通过等安匝缠绕导线与CT变换器10电连接，CT变换器10电连接至A/D转换器11，A/D转换器11电连接至数据采集模块12。

等安匝缠绕导线以等安匝缠绕的方式缠绕在被测电子式互感器7线圈上，且等安匝缠绕导线的一端与功率放大器5电连接，另一端与CT变换器10电连接。

等安匝缠绕导线的等安匝缠绕用以对第二电流信号进行二次放大，转换为第三电流信号，然后经过CT变换器10后使高频信号的采集更加精确。经过CT变换后，电流信号经过A/D转换器11进行数模转换，将电流信号转换为数字信号，然后发送到数据采集模块12。

同时，合并单元9将处理后的电流数字信号经过光纤接口传输到数据采集模块12。数据采集模块12将待测数字信号和转换后的第三电流信号进行对比分析，并记录两者频率发生混叠的频谱映射关系，最后，根据频谱映射关系判断电子互感器的频率响应特性。

本实用新型实施例提供的测试系统中还包括上位机1，上位机1用于发出生成不同频率测试信号的指令。上位机1的输出端电连接至CPU2的输入端，CPU2的输出端电连接至上位机1的输入端。当数据采集模块12接收到待测数字信号和第二电流信号时，发送到CPU2中进行对比分析，并将分析结果发送到上位机1中，同时上位机1调整频率，重新发出生成不同频率的测试信号的指令。

根据本实施例提供的该测试系统，通过该测试系统进行电子式互感器频率响应测试，该测试方法可参照如下实施方式。

如图2所示，为本实用新型实施例提供的一种电子式互感器频率响应测试方法的流程示意图，用于对电子式电流互感器频率响应特性的研究，并且对电子式电流互感器的频率混叠特性进行测试。

在步骤S100中，控制生成多种不同频率的测试信号，并将所述多种不同频率的测试信号对应转化为不同的频率瞬时值；

在控制生成不同频率的测试信号之前，需要先接收上位机发送的生成不同频率测试信号的指令。上位机将生成不同频率测试信号的指令发送给测试主机，测试主机控制生成多种不同频率的测试信号，为了方便测试信号的采集，将不同频率的测试信号对应转化为不同频率的瞬时值，也就是说将每个不同频率测试信号之间的间隔增大，这样在采集信号时，便可以使每次采集的信号为一个信号，防止依次采集多个信号，从而造成混乱。

在步骤S200中，将所述频率瞬时值数模转换、且转换为相应的第一电流信号；

将频率瞬时值通过数模转换，转换为第一电流信号，也就是说将数字信号转换为不同频率的电流信号，此时的电流信号为第一电流信号。第一电流信号的频率与频率瞬时值对应，每个电流信号对应一个频率。

由于第一电流信号的振幅较小，因此需要将第一电流信号进行放大。

在步骤S300中，对所述第一电流信号进行功率放大得到第二电流信号，并采集所述第二电流信号；

第一电流信号是数字信号经过数模转换后直接转换成的电流信号，因此第一电流信号的振幅较小，不方便采集电流信号，或者采集到的信号微弱，所以通过功率放大后，将电流信号进行放大，从而方便电流信号的采集和分析工作。

在步骤S400中，采集所述第二电流信号经过电子式互感器后转换生成的待测数字信号；

第二电流信号经过电子式互感器以后，电子式互感器响应第二电流信号的频率，转换为待测数字信号，此时的待测数字信号对测试电子式互感器的频率响应特性起到很重要的作用。

在步骤S500中，记录并对比所述第二电流信号与待测数字信号两者频率混叠的频谱映射关系，并根据所述频谱映射关系判断电子式互感器的频率响应特性；

根据第二电流信号与待测数字信号的频率特征，判断两者之间的频率混叠关系，由于第二电流信号在经过电子式互感器后，频率发生变化，频谱也相应变化，频率混叠使高频信号被毒品信号代替，形成严重失真。对比第二电流信号与经过电子式互感器的待测信号，实现对电子式互感器频率响应特性的研究。

对比第二电流信号频谱与待测数字信号的频谱是否与设定值一致，以评定是否出现了频率混叠现象，以实现对电子式互感器频率响应特性的研究和测试。

为了保证对比结果更精确，在采集第二电流信号时可将第二电流信号二次放大，此处的第二电流信号只是将源信号进行放大后的信号。

如图3所示，为本实用新型实施例提供的步骤S300流程示意图。步骤S300具体包括如下步骤：

在步骤S301中，对所述第二电流信号进行二次放大，并得到第三电流信号；

为了方便对比并提高对比结果的精度，在采集第二电流信号时，将第二电流信号再次进行放大，放大后的电流信号为第三电流信号，此时的第三电流信号更加清晰明了，方便对比分析。

在步骤S302中，将所述第三电流信号经过CT变换，并对CT变换后的信号进行模数转换，从而采集进行模数转换后的与所述第二电流信号对应的数字信号；

CT变换指电容—时间间隔变换，采用分流器作为高频CT变换核心，确保高频电流信号的采集精度。

记录并对比第二电流信号与待测信号两者频率混叠的频谱映射关系以后，由于在步骤S100中生成的不同频率的测试信号是有限的，同时为了更加完全的测试电子式互感器的频率响应特性以及频率混叠频谱映射关系，往往需要测试各种频率的测试信号。

如图4所示，为本实用新型实施例提供的另一种电子式互感器频率响应测试方法的流程示意图。该步骤基于上述步骤S500进行进一步描述，其中步骤S100至步骤S500之间不再详细阐述。

在步骤S501中，根据所述频率混叠的频谱映射关系，调整所述测试信号的频率，并根据所述频率生成对应频率的测试信号。

在完成一组测试信号的对比后，调整测试信号的频率，并根据频率生成对应的测试信号，重复步骤S100至步骤S500，从而实现对不同频率测试信号的完全测试。

通过以上的方法实施例的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本实用新型可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

由上述实施例可见，本实用新型公开的方法采用标准源回采的方式对源数据进行回采，因为功率放大器5无法保证高频信号放大的精度，所以采用标准源回采的方式保证整个系统的测试精度。根据频率的响应结果可调节测试信号的频率值实现频率扫描的自动控制。

在频率混叠过程中数字信号中频谱与源信号不再有对应的同频信号测试，采用频谱映射的测试方法来测试频率混叠的频谱映射关系。另外，同步采集高频模拟信号与数字信号在地洞测试过程中紧缺把我频率的频谱映射关系。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种电子式互感器频率响应测试系统，其特征在于，包括测试主机(6)、被测电子式互感器(7)、采集器(8)和合并单元(9)；

所述测试主机(6)包括CPU(2)、数据生成模块(3)、D/A转换器(4)、功率放大器(5)和数据采集模块(12)，所述CPU(2)电连接至所述数据生成模块(3)，所述数据生成模块(3)电连接至所述D/A转换器(4)，所述D/A转换器(4)电连接至所述功率放大器(5)，所述功率放大器(5)电连接至所述数据采集模块(12)；

所述被测电子式互感器(7)与所述采集器(8)电连接，所述采集器(8)电连接至所述合并单元(9)，所述合并单元(9)与所述数据采集模块(12)电连接，所述数据采集模块(12)电连接至所述CPU(2)。

2.根据权利要求1所述的电子式互感器频率响应测试系统，其特征在于，所述测试主机(6)还包括CT变换器(10)和A/D转换器(11)，所述功率放大器(5)通过等安匝缠绕导线与所述CT变换器(10)电连接，所述CT变换器(10)电连接至所述A/D转换器(11)，所述A/D转换器(11)电连接至所述数据采集模块(12)；

所述等安匝缠绕导线等安匝缠绕在所述被测电子式互感器(7)线圈上，且所述等安匝缠绕线的一端与所述功率放大器(5)电连接、另一端与所述CT变换器(10)电连接。

3.根据权利要求1所述的电子式互感器频率响应测试系统，其特征在于，所述系统还包括上位机(1)，所述上位机(1)的输出端电连接至所述CPU(2)的输入端，所述CPU(2)的输出端电连接至所述上位机(1)的输入端。

4.根据权利要求1所述的电子式互感器频率响应测试系统，其特征在于，所述合并单元(9)通过光纤接口与所述数据采集模块(12)电连接。