CN210155310U - 一种三相电流电压互感器校验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种三相电流电压互感器校验装置，属于互感器校验技术，该校验装置包括PT式采集板、CT式采集板、电子式采集板、处理计算机和显示屏。本实用新型在兼顾电磁式和电子式测试的前提下，能够同时完成三路电压和三路电流的测试，极大的提高了测试效率，同时也能满足对成套开关系统性能的检测，具有多功能、高效率、多场景应用的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于互感器校验技术，尤其涉及一种三相电流电压互感器校验装置。
背景技术
国家电网公司提出建设坚强智能电网以来，智能变电站数字化计量装置是智能电网的用户终端，也是整个智能电网发展的开端，以数字化计量装置为基础的用电信息采集系统是智能电网建设的重要内容，数字化计量装置普及应用是智能电网发展的目标之一。然而，现有互感器校验仪主要针对传统电磁式互感器进行的单独测试，每次只能完成一个互感器的测试，测试效率比较低，而且无法满足对开关系统的二级测试，为了提高使用效率，兼顾开关系统的二级测试，新型三相电流电压互感器校验装置的研发成为了当务之急。
实用新型内容
针对上述缺陷，本实用新型提出的校验装置在兼顾电磁式和电子式测试的前提下，能够同时完成三路电压和三路电流的测试，极大的提高了测试效率，同时也能满足对成套开关系统性能的检测，具有多功能、高效率、多场景应用的特点。
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
一种三相电流电压互感器校验装置，其特征在于，包括PT式采集板、CT式采集板、电子式采集板、处理计算机和显示屏，其中：
所述PT式采集板由第一电源模块、多组微型电压传感器、第一调理采样电路和第一AD芯片组成，所述第一电源模块用于向芯片供电，所述微型电压传感器通过磁感应方式采集标准电压、被测电压和零序电压，微型电压互感器将外部输入的电压信号通过感应转化为小电流信号，小电流信号被输送至第一调理采样电路；所述第一调理采样电路用于输入信号的滤波和放大；所述第一AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号，第一AD芯片的输入端连接所述第一调理采样电路的输出端；
所述CT式采集板由第二电源模块、多组微型电流传感器、第二调理采样电路和第二AD芯片组成，所述第二电源模块用于向芯片供电，所述微型电流传感器通过磁感应方式采集标准电流、被测电流和零序电流，微型电流互感器将外部输入的电流信号通过感应转化为小电流信号，小电流信号被输送至第二调理采样电路；所述第二调理采样电路用于输入信号的滤波和放大；所述第二AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号，第二AD芯片的输入端连接所述第二调理采样电路的输出端；
所述电子式采集板由第三电源模块、多组电子式接口电路、第三调理采样电路和第三AD芯片组成，所述第三电源模块用于向芯片供电，所述电子式接口电路通过电阻分压方式采集电子电压、电子电流、零序电压和零序电流，电子式接口电路将外部输入的测量信号处理为小电压信号，小电压信号被输送至第三调理采样电路；所述第三调理采样电路用于输入信号的滤波和放大；所述第三AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号，第三AD芯片的输入端连接所述第三调理采样电路的输出端；
所述处理计算机的输入端分别连接第一AD芯片、第二AD芯片和第三AD芯片的输出端，处理计算机的输出端连接显示屏；
所述显示屏用于显示被测信号的比差、角差和频率。
优选的，还包括用于转换市电的电力电源，所述电力电源能够将220V市电转换为±12V，5V二次电，并向装置供电。
优选的，所述微型电压互感器的数量为八个，微型电压互感器选用HPT304型互感器，所述HPT304型互感器的输入输出电流比为1∶1。
优选的，所述微型电流互感器的数量为八个，微型电流互感器选用HCT254型互感器，所述HCT254型互感器的信号输入输出关系为5A/2.5mA。
优选的，所述AD芯片选用ADS1278芯片。
优选的，所述第一调理采样电路包括AD8605芯片、ADA4000芯片和AD8137芯片中的一种，所述第二调理采样电路包括AD8605芯片、ADA4000芯片和AD8137芯片中的一种。
优选的，所述第三调理采样电路包括AD8605芯片、ADA4000芯片和AD8137芯片。
优选的，所述第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块均包括WD5-6S3V3芯片，所述WD5-6S3V3芯片将电力电源的5V二次电转换为3.3V给芯片供电。
优选的，所述处理计算机通过SPI总线接收采集板输出的采样数据，处理计算机对采样数据进行解算处理、并生成被测信号的比差、角差和频率。
本实用新型的一种三相电流电压互感器校验装置具有以下有益效果：
(1)该装置在兼顾电磁式和电子式测试的前提下，能够同时完成三路电压和三路电流的测试，极大的提高了测试效率。
(2)该装置的电磁式检测通道包括微型电压互感器和微型电流互感器，采用高精度微型电压和电流互感器能够检测极小的信号，电子式检测通道采用电阻分压的原理，将输入信号按比例变化为小电压信号进行采集并完成软件解算。
(3)本实用提出的校验仪具有显示和交互功能，能够实时显示检测数据，展示被测对象的比差、角差、频率等信息，既能满足传统电磁式互感器的校验测试，也能够满足电子式互感器的测试。
附图说明
图1为本实用新型的电路连接示意图；
图2为本实用新型中电磁式检测通道的电路连接示意图；
图3为本实用新型中电子式检测通道的电路连接示意图；
图4为本实用新型中电源模块的电路连接示意图；
图5为本实用新型中AD芯片的电路连接示意图；
图6为本实用新型中电力电源的滤波电路连接示意图；
图7为本实用新型中电力电源的降压电路连接示意图。
具体实施方式
根据附图所示，对本实用新型进行进一步说明：
如图1所示，该三相电流电压互感器校验装置包括PT式采集板、CT式采集板、电子式采集板、处理计算机和显示屏，该装置使用三块独立的采集板采集电压、电流信息，处理计算机根据采集板的信号进行计算和分析，并将关键信息显示至显示屏。
本实施例中，PT式采集板、CT式采集板、电子式采集板上分别设置有八路信号通道，用于同时采集三路电压和三路电流。PT式采集板八通道均为微型电压互感器，对应三路标准电磁电压通道、三路被测电磁电压通道以及两路零序电磁电压通道；CT式采集板八通道均为微型电流互感器，对应三路标准电磁电流通道、三路被测电磁电流通道以及两路零序电磁电流通道；电子式采集板八通道均为电子式接口电路设计，对应三路电子电压通道、三路电子电流通道、一路电子式零序电压及一路电子式零序电流通道。
具体的，PT式采集板由第一电源模块、多组微型电压传感器、第一调理采样电路和第一AD芯片组成，第一电源模块用于向芯片供电，微型电压传感器通过磁感应方式采集标准电压、被测电压和零序电压，微型电压互感器将外部输入的电压信号通过感应转化为小电流信号，小电流信号被输送至第一调理采样电路；第一调理采样电路用于输入信号的滤波和放大；第一AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号，第一AD芯片的输入端连接第一调理采样电路的输出端；CT式采集板由第二电源模块、多组微型电流传感器、第二调理采样电路和第二AD芯片组成，第二电源模块用于向芯片供电，微型电流传感器通过磁感应方式采集标准电流、被测电流和零序电流，微型电流互感器将外部输入的电流信号通过感应转化为小电流信号，小电流信号被输送至第二调理采样电路；第二调理采样电路用于输入信号的滤波和放大；第二AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号，第二AD芯片的输入端连接第二调理采样电路的输出端。
需要说明的是，微型电压互感器选用HPT304型互感器，HPT304型互感器的输入输出电流比为1∶1。微型电流互感器选用HCT254型互感器，HCT254型互感器的信号输入输出关系为5A/2.5mA。
如图2所示，调理采样电路设置在互感器与AD芯片之间，用于输入信号的滤波和放大，调理采样电路的输入端分别连接微型电压互感器、微型电流互感器和电子式接口电路，具体的，调理采样电路采用AD8605芯片、ADA4000芯片和AD8137芯片中的一种，在调理采样电路之前还设置有由两个肖基特二极管组成的过压保护电路。
图1中，电子式采集板由第三电源模块、多组电子式接口电路、第三调理采样电路和第三AD芯片组成，第三电源模块用于向芯片供电，电子式接口电路通过电阻分压方式采集电子电压、电子电流、零序电压和零序电流，电子式接口电路将外部输入的测量信号处理为小电压信号，小电压信号被输送至第三调理采样电路；第三调理采样电路用于输入信号的滤波和放大；第三AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号，第三AD芯片的输入端连接第三调理采样电路的输出端。
如图3所示，电子式接口电路通过电阻分压方式采集电子电压、电子电流、零序电压和零序电流，电子式接口电路将外部输入的测量信号处理为小电压信号，小电压信号被输送至调理采样电路。图中，调理采样电路采用AD8605芯片、ADA4000芯片和AD8137芯片三级放大电路。
图中，处理计算机的输入端分别连接第一AD芯片、第二AD芯片和第三AD芯片的输出端，处理计算机的输出端连接显示屏，显示屏用于显示被测信号的比差、角差和频率。
本实施例中，处理计算机通过SPI总线接收采集板输出的采样数据，处理计算机对采样数据进行解算处理、并生成被测信号的比差、角差和频率，显示屏为10.4英寸可触摸液晶显示屏。
本实施例中，第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块均包括WD5-6S3V3芯片，WD5-6S3V3芯片将电力电源的5V二次电转换为3.3V给芯片供电，如图4所示。
本实施例中，AD芯片采用8通道24位高速采集芯片ADS1278，能够同时完成8通道模拟信号的采集，如图5所示。
本实施例中，电力电源能够将220V市电转换为±12V，5V二次电，并向装置供电，其中，电力电源的滤波电路如图6所示，电力电源的降压电路如图7所示。
本实用新型的工作原理：本装置分为电磁式通道(标准电压/电流，被测电压/电流)，电子式通道(电子电压/电流，零序电压/电流)。其中，电磁式通道通过高精度微型电压/电流互感器对输入信号进行变换，按比例输出小电流信号，通过电阻采样后将同一通道的标准信号和被测信号进行处理解算，得出角差、比差等参数；电子式通道采用电阻分压的原理，将输入信号按比例变化为小电压信号进行采集并与对应电磁式标准通道的数据进行处理解算，得出角差、比差等参数。
本方案在传统式互感器校验设备的基础上，能够同时满足三组外部信号的输入检测，极大的提高了生产测试效率，同时，可多通道同步测试的设计使本装置能够满足开关系统的二次测试，应用场景更加广泛
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种三相电流电压互感器校验装置，其特征在于，包括PT式采集板、CT式采集板、电子式采集板、处理计算机和显示屏，其中：
所述PT式采集板由第一电源模块、多组微型电压传感器、第一调理采样电路和第一AD芯片组成，所述第一电源模块用于向芯片供电，所述微型电压传感器通过磁感应方式采集标准电压、被测电压和零序电压，微型电压互感器将外部输入的电压信号通过感应转化为小电流信号，小电流信号被输送至第一调理采样电路；所述第一调理采样电路用于输入信号的滤波和放大；所述第一AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号，第一AD芯片的输入端连接所述第一调理采样电路的输出端；
所述CT式采集板由第二电源模块、多组微型电流传感器、第二调理采样电路和第二AD芯片组成，所述第二电源模块用于向芯片供电，所述微型电流传感器通过磁感应方式采集标准电流、被测电流和零序电流，微型电流互感器将外部输入的电流信号通过感应转化为小电流信号，小电流信号被输送至第二调理采样电路；所述第二调理采样电路用于输入信号的滤波和放大；所述第二AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号，第二AD芯片的输入端连接所述第二调理采样电路的输出端；
所述电子式采集板由第三电源模块、多组电子式接口电路、第三调理采样电路和第三AD芯片组成，所述第三电源模块用于向芯片供电，所述电子式接口电路通过电阻分压方式采集电子电压、电子电流、零序电压和零序电流，电子式接口电路将外部输入的测量信号处理为小电压信号，小电压信号被输送至第三调理采样电路；所述第三调理采样电路用于输入信号的滤波和放大；所述第三AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号，第三AD芯片的输入端连接所述第三调理采样电路的输出端；
所述处理计算机的输入端分别连接第一AD芯片、第二AD芯片和第三AD芯片的输出端，处理计算机的输出端连接显示屏；
所述显示屏用于显示被测信号的比差、角差和频率。
2.根据权利要求1所述的三相电流电压互感器校验装置，其特征在于，还包括用于转换市电的电力电源，所述电力电源将220V市电转换为±12V，5V二次电，并向装置供电。
3.根据权利要求1所述的三相电流电压互感器校验装置，其特征在于，所述微型电压互感器的数量为八个，微型电压互感器选用HPT304型互感器，所述HPT304型互感器的输入输出电流比为1∶1。
4.根据权利要求1所述的三相电流电压互感器校验装置，其特征在于，所述微型电流互感器的数量为八个，微型电流互感器选用HCT254型互感器，所述HCT254型互感器的信号输入输出关系为5A/2.5mA。
5.根据权利要求1所述的三相电流电压互感器校验装置，其特征在于，所述AD芯片选用ADS1278芯片。
6.根据权利要求1所述的三相电流电压互感器校验装置，其特征在于，所述第一调理采样电路包括AD8605芯片、ADA4000芯片和AD8137芯片中的一种，所述第二调理采样电路包括AD8605芯片、ADA4000芯片和AD8137芯片中的一种。
7.根据权利要求1所述的三相电流电压互感器校验装置，其特征在于，所述第三调理采样电路包括AD8605芯片、ADA4000芯片和AD8137芯片。
8.根据权利要求1所述的三相电流电压互感器校验装置，其特征在于，所述第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块均包括WD5-6S3V3芯片，所述WD5-6S3V3芯片将电力电源的5V二次电转换为3.3V给芯片供电。
9.根据权利要求1所述的三相电流电压互感器校验装置，其特征在于，所述处理计算机通过SPI总线接收采集板输出的采样数据，处理计算机对采样数据进行解算处理、并生成被测信号的比差、角差和频率。
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