CN206671525U - 电子式电压互感器的谐波准确度的测定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电子式电压互感器谐波准确度的测定装置，包括：谐波电压源、电容分压器、电压跟随器、第一数据采集单元、第二数据采集单元、合并单元、网卡、同步时钟和数据处理单元；电容分压器的高压侧与待测电子式电压互感器的一次侧并联；采集二者的输出信号后经傅立叶变换计算出误差和角差。本实用新型可实现电子式电压互感器的谐波准确度整体校验，满足电子式互感器型式试验需求，真实有效地检测出电子式电压互感器的谐波测量能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及谐波测量技术领域，具体地说，是一种电子式电压互感器谐波准确度的测定装置。
背景技术
由于特殊装置(非线性负荷、柔性交流输电系统、轨道交通)的使用，电网上会产生谐波。谐波量与电网和电压水平有关。谐波对计量、品质测量和继电保护皆有影响。
电子式互感器用于系统量测或保护，是电网的核心元件。其谐波响应特性是谐波准确测量的关键因素。因此，对电子式互感器的谐波特性进行检测、掌握其谐波响应性能具有重要的理论意义和实践意义。
电子式互感器标准GB/T 20840.8-2007和IEC60044-8：2002对电子式互感器的谐波准确度（谐波测量准确度）提出了要求。标准GB/T20840.8-2007附录C中的C.4，对于电子式电压互感器的谐波测量准确级，按照其用途分为功率计量、品质测量和继电保护。其中，对谐波准确度要求最高的是用于功率计量时，功率计量时的谐波准确度要求如图1所示。按照计量检定规程的要求，测定装置的实际误差应不大于被检试品误差限值的1/5，结合图1的数据经计算可得，对电子式电压互感器的谐波准确度进行测定的测定装置的误差限值，如图2所示。
在现阶段，对电子式电压互感器的谐波准确度进行测定的测定装置或方法尚不存在，电子式电压互感器的谐波准确度的测定尚未开展。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种电子式电压互感器的谐波准确度的测定装置，可实现电子式电压互感器的谐波准确度整体校验，满足电子式互感器型式试验需求，真实有效地检测出电子式电压互感器的谐波响应特性。
为了解决上述技术问题，一种电子式电压互感器谐波准确度的测定装置，包括：谐波电压源、电容分压器、电压跟随器、第一数据采集单元、第二数据采集单元、合并单元、网卡、同步时钟和数据处理单元；
所述电容分压器的高压侧与所述待测电子式电压互感器的一次侧并联，并分别与所述谐波电压源连接；
所述电容分压器的低压侧通过所述电压跟随器与所述第一数据采集单元连接，所述第一数据采集单元与数据处理单元连接；
所述待测电子式电压互感器的二次侧与所述第二数据采集单元连接，所述第二数据采集单元与所述合并单元连接，所述合并单元通过所述网卡与所述数据处理单元连接；
所述同步时钟同时连接所述第一数据采集单元及合并单元。
进一步地，所述电容分压器由两个标准电容组成。
进一步地，所述第一数据采集单元和第二数据采集单元为高精度万用表或数据采集卡。
进一步地，所述数据处理单元包括校验模块、存储模块、键盘及显示屏，校验模块用于将采集到的数据信号进行傅立叶变换，得到其频谱，包括幅值谱和相位谱，并计算出幅值误差和相位角差，得到所述待测电子式电压互感器的谐波准确度；所述存储模块用于信息存储；键盘及显示屏用于人机交互。
进一步地，所述电压跟随器还连接有直流电源。
进一步地，所述同步时钟为高晶体振荡器DSA321SCA。
一种电子式电压互感器谐波准确度的测定装置，包括：谐波电压源、电容分压器、电压跟随器、数据采集单元、合并单元、网卡、同步时钟和数据处理单元；
所述电容分压器的高压侧与所述待测电子式电压互感器的一次侧并联，并分别与所述谐波电压源连接；
所述电容分压器的低压侧通过所述电压跟随器与所述数据采集单元连接，所述数据采集单元与数据处理单元连接；
所述待测电子式电压互感器的二次侧与所述合并单元连接，所述合并单元通过所述网卡与所述数据处理单元连接；
进一步地，所述电容分压器由两个标准电容组成；
所述同步时钟同时连接所述数据采集单元及合并单元。
进一步地，本实用新型的电子式电压互感器谐波准确度的测定装置的有益效果：
1．在频率100Hz～650Hz下，所建立的对电子式电压互感器的谐波准确度的测定装置能够满足标准GB/T 20840.8-2007和IEC60044-8：2002的要求，对电子式电压互感器的谐波准确度进行测定，且按照标准规定的测量参数，测定的能力能够覆盖耐受电压1000kV以下电子式电压互感器产品；
2．弥补了国内检测手段的不足，对电子式电压互感器的谐波准确度提出要求，发掘电子式电压互感器在谐波功率计量、品质测量等方面的功能。
附图说明
图1是电子式互感器功率计量的谐波准确度要求；
图2是对电子式互感器谐波准确度的测定装置的误差限值；
图3是本实用新型电子式电压互感器谐波准确度的测定装置结构示意图；
图4是电子式互感器的结构示意图；
图5是本实用新型电子式电压互感器谐波准确度的测定装置的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
实施例一：
电子式互感器由一次部分、二次部分和传输系统构成，其通用结构如图4所示，所述待测电子式电压互感器可能是数字量输出，也可能是模拟量输出。所述待测电子式电压互感器为模拟量输出：
电子式电压互感器谐波准确度的测定装置，该装置的结构如图3所示，包括：谐波电压源、电容分压器、电压跟随器、第一数据采集单元、第二数据采集单元、合并单元、网卡、同步时钟和数据处理单元；
所述谐波电压源用于产生电网额定电压与多次谐波电压相叠加的一次电压；
所述电容分压器的高压侧与所述待测电子式电压互感器的一次侧并联，并分别与所述谐波电压源连接；
所述电容分压器的低压侧通过所述电压跟随器与所述第一数据采集单元连接，所述电容分压器用于将所述谐波电压源输出的一次电压分压降低，通过所述电压跟随器与第一数据采集单元连接，所述第一数据采集单元将电压信号转化成数字信号，最终接入数据处理单元；
所述待测电子式电压互感器的二次侧与所述第二数据采集单元连接，所述第二数据采集单元用于实现模/数转换，并将数据信号发送至所述合并单元，所述合并单元通过所述网卡与所述数据处理单元连接；
所述同步时钟同时连接所述第一数据采集单元及合并单元，电容分压器的数据信号和待测电子式电压互感器数据信号得到相位补偿，从而保证相位的同步性，保证测定结果的准确性。
本实施例的一可选实施方式中，所述电容分压器由两个标准电容组成。
本实施例的一可选实施方式中，所述第一数据采集单元和第二数据采集单元为高精度万用表或数据采集卡。
本实施例的一可选实施方式中，所述数据处理单元包括校验模块、存储模块、键盘及显示屏，校验模块用于将采集到的数据信号进行傅立叶变换，得到其频谱，包括幅值谱和相位谱，并计算出幅值误差和相位角差，得到所述待测电子式电压互感器的谐波准确度；所述存储模块用于信息存储；键盘及显示屏用于人机交互。
本实施例的一可选实施方式中，为减少实验系统对电压跟随器的影响，所述电压跟随器使用独立直流电源供电。
本实施例的一可选实施方式中，所述同步时钟为高晶体振荡器DSA321SCA。
具体地，该装置的测定原理如下：首先利用所述电容分压器将高电压降低；其次通过所述电压跟随器将电压信号接入高精度万用表或所述数据采集卡，将电压信号转化成数字信号，与待测电子式电压互感器的输出共同接入到数据处理单元中进行校验，用同一个外部触发信号同时触发待测电子式电压互感器和电容分压器的电压输出和信号采集，从而在同一时间取得一次电压的两种样本。数据处理单元，将所述电容分压器和待测电子式电压互感器的时间相关数组和电压值离散数组进行傅立叶变换计算出误差和角差，从而对待测电子式电压互感器的谐波准确度进行测定。
上述装置的工作流程图如图5所示，首先进行初始化，然后设置触发参数、采样参数，当接收到触发信号后，所述数据采集卡采集信号，继而，计算标准单元输出有效值和相位值，同时，网卡采集数字量输出信号，解析数据帧内容，寻找触发信号起始数据，继而，计算待测互感器输出有效值和相位值；根据上述获得的标准单元和待测互感器的输出有效值和相位值，计算出误差和角差，从而对待测互感器的谐波准确度进行测定。
实施例二：
所述待测电子式电压互感器是数字量输出：
一种电子式电压互感器谐波准确度的测定装置，包括：谐波电压源、电容分压器、电压跟随器、数据采集单元、合并单元、网卡、同步时钟和数据处理单元；
所述电容分压器的高压侧与所述待测电子式电压互感器的一次侧并联，并分别与所述谐波电压源连接；
所述电容分压器的低压侧通过所述电压跟随器与所述数据采集单元连接，所述数据采集单元与数据处理单元连接；
所述待测电子式电压互感器的二次侧与所述合并单元连接，所述合并单元通过所述网卡与所述数据处理单元连接；
所述同步时钟同时连接所述数据采集单元及合并单元。
本实施例的一可选实施方式中，所述电容分压器由两个标准电容组成。
本实施例的一可选实施方式中，所述第一数据采集单元和第二数据采集单元为高精度万用表或数据采集卡。
以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种电子式电压互感器谐波准确度的测定装置，其特征在于，包括：谐波电压源、电容分压器、电压跟随器、第一数据采集单元、第二数据采集单元、合并单元、网卡、同步时钟和数据处理单元；
所述电容分压器的高压侧与待测电子式电压互感器的一次侧并联，并分别与所述谐波电压源连接；
所述电容分压器的低压侧通过所述电压跟随器与所述第一数据采集单元连接，所述第一数据采集单元与数据处理单元连接；
所述待测电子式电压互感器的二次侧与所述第二数据采集单元连接，所述第二数据采集单元与所述合并单元连接，所述合并单元通过所述网卡与所述数据处理单元连接；
所述同步时钟同时连接所述第一数据采集单元和合并单元。
2.如权利要求1所述的电子式电压互感器谐波准确度的测定装置，其特征在于，所述电容分压器由两个标准电容组成。
3.如权利要求1所述的电子式电压互感器谐波准确度的测定装置，其特征在于，所述第一数据采集单元和第二数据采集单元为高精度万用表或数据采集卡。
4.如权利要求1所述的电子式电压互感器谐波准确度的测定装置，其特征在于，所述数据处理单元包括校验模块、存储模块、键盘及显示屏，校验模块用于将采集到的数据信号进行傅立叶变换，得到其频谱，包括幅值谱和相位谱，并计算出幅值误差和相位角差，得到所述待测电子式电压互感器的谐波准确度；所述存储模块用于信息存储；键盘及显示屏用于人机交互。
5.如权利要求1所述的电子式电压互感器谐波准确度的测定装置，其特征在于，所述电压跟随器还连接有直流电源。
6.如权利要求1～5任一所述的电子式电压互感器谐波准确度的测定装置，其特征在于，所述同步时钟为高晶体振荡器DSA321SCA。
7.一种电子式电压互感器谐波准确度的测定装置，其特征在于，包括：谐波电压源、电容分压器、电压跟随器、数据采集单元、合并单元、网卡、同步时钟和数据处理单元；
所述电容分压器的高压侧与待测电子式电压互感器的一次侧并联，并分别与所述谐波电压源连接；
所述电容分压器的低压侧通过所述电压跟随器与所述数据采集单元连接，所述数据采集单元与数据处理单元连接；
所述待测电子式电压互感器的二次侧与所述合并单元连接，所述合并单元通过所述网卡与所述数据处理单元连接；
所述同步时钟同时连接所述数据采集单元及合并单元。
8.如权利要求7所述的电子式电压互感器谐波准确度的测定装置，其特征在于，所述电容分压器由两个标准电容组成。
9.如权利要求7或8任一所述的电子式电压互感器谐波准确度的测定装置，其特征在于，所述数据采集单元为高精度万用表或数据采集卡。
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