專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于同步脈沖輸出電源的電子式互感器校驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于同步脈沖輸出電源的電子式互感器校驗(yàn)裝置，屬于對(duì)電子式互感器的校準(zhǔn)、檢定與檢測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前電子式互感器已在電力系統(tǒng)中大規(guī)模使用，其校驗(yàn)設(shè)備也有很多。根據(jù)電子式互感器誤差的定義，比差實(shí)際上指電子式互感器二次輸出有效值乘以變比與實(shí)際一次電流(電壓)有效值的相對(duì)誤差，相差也是電子式互感器二次輸出信號(hào)與實(shí)際一次電流(電壓)值的相位差值。在實(shí)際校驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)際一次電流(電壓)值是無(wú)法直接得到的，一般是將標(biāo) 準(zhǔn)互感器作為參考，認(rèn)為它可以準(zhǔn)確的將實(shí)際一次電流變換成二次信號(hào)，從而通過(guò)比較電子式互感器與標(biāo)準(zhǔn)互感器的二次輸出得到電子式互感器的比差和角差。如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利《通用電子式互感器校驗(yàn)方法》(申請(qǐng)?zhí)?00710119585. 9)和中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利《一種基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的電流互感器校驗(yàn)儀》(申請(qǐng)?zhí)朇N200920246771.3)，從其工作框圖可以看出，一般都有標(biāo)準(zhǔn)互感器通道，被測(cè)互感器通道，然后將這兩路信號(hào)都輸入至電子式互感器校驗(yàn)儀，通過(guò)數(shù)字采樣將被測(cè)電子式互感器誤差與標(biāo)準(zhǔn)互感器誤差進(jìn)行比對(duì)，得出被測(cè)電子式互感器誤差。這種方式由于需要標(biāo)準(zhǔn)互感器，整個(gè)系統(tǒng)涉及的環(huán)節(jié)比較多，現(xiàn)場(chǎng)接線比較繁雜，不利于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了基于同步脈沖輸出電源的電子式互感器校驗(yàn)裝置，作為一個(gè)校準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)，它通過(guò)高精度同步脈沖電源，輸出高精度的電流和電壓信號(hào)及同步脈沖信號(hào)，將被測(cè)電子式互感器輸出進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字輸出式電子式互感器誤差和模擬輸出式電子式互感器誤差的準(zhǔn)確測(cè)試，不需要標(biāo)準(zhǔn)互感器，簡(jiǎn)化了電子式互感器的比差和角差測(cè)試，為電子式互感器校準(zhǔn)提供了一種新方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種基于同步脈沖輸出電源的電子式互感器校驗(yàn)裝置，包括與數(shù)據(jù)處理及控制單元分別相連的電流/電壓輸出模塊、同步脈沖發(fā)送模塊和數(shù)據(jù)采集單元，同步脈沖發(fā)送模塊與數(shù)據(jù)采集單元相連，其特征在于電流/電壓輸出模塊輸出的信號(hào)為的正弦波信號(hào)，同步脈沖發(fā)送模塊發(fā)送出的同步信號(hào)與電流/電壓輸出模塊輸出電流電壓信號(hào)同步；數(shù)據(jù)處理及控制單元根據(jù)數(shù)據(jù)采集單元所采集的數(shù)據(jù)計(jì)算被測(cè)電子式互感器的比差和角差。如上所述的電子式互感器校驗(yàn)裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集單元包括被測(cè)互感器模擬輸入數(shù)據(jù)采集單元和被測(cè)互感器數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集單元，同步脈沖發(fā)送模塊與被測(cè)互感器模擬輸入數(shù)據(jù)采集單元相連接。如上所述的電子式互感器校驗(yàn)裝置，其特征在于它還包括與數(shù)據(jù)處理及控制單元相連接的人機(jī)交互單元。
如上所述的電子式互感器校驗(yàn)裝置，其特征在于所述的同步脈沖發(fā)送模塊的輸出的同步信號(hào)上升沿對(duì)應(yīng)電流電壓信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)。如上所述的電子式互感器校驗(yàn)裝置，其特征在于所述的同步脈沖發(fā)送模塊的頻率為IHz的同步信號(hào)。本發(fā)明的有益效果是
1)本發(fā)明為電子式互感器校準(zhǔn)提供了一種有效的方法，無(wú)須標(biāo)準(zhǔn)互感器，簡(jiǎn)化了校準(zhǔn)試驗(yàn)的環(huán)節(jié)，接線簡(jiǎn)單，方便現(xiàn)場(chǎng)使用；
2)本發(fā)明試驗(yàn)電源為高精度電源，可以作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)通過(guò)電子式互感器輸出信號(hào)的有效值與標(biāo)準(zhǔn)源輸出值比較即可得到被測(cè)電子式互感器的比差；
3)本發(fā)明通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)源輸出同步脈沖方式，提供了標(biāo)準(zhǔn)相位為零的參考采樣信號(hào)，同時(shí)使被測(cè)電子式互感器在此參考采樣信號(hào)采樣，然后計(jì)算被測(cè)電子式互感器采樣的相位即為·被測(cè)電子式互感器的角差。


圖I為本發(fā)明對(duì)數(shù)字輸出式電子式互感器校準(zhǔn)式工作原理框 圖2為本發(fā)明對(duì)模擬輸出式電子式互感器校準(zhǔn)式工作原理框 圖3同步脈沖信號(hào)與電流電壓信號(hào)輸出波形。
具體實(shí)施例方式附圖標(biāo)記說(shuō)明I一電子式互感器校驗(yàn)裝置、2—數(shù)據(jù)處理及控制單元、3—人機(jī)交互單元、4一電流/電壓輸出模塊、5 —同步脈沖發(fā)送模塊、6—被測(cè)互感器模擬輸入數(shù)據(jù)采集單元、7—被測(cè)互感器數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集單元、8—被測(cè)電子式互感器、9 一一次部分、10—二次部分、11一合并單元。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明基于同步脈沖輸出電源的電子式互感器校驗(yàn)裝置做進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖I所示，本發(fā)明實(shí)施例包括電子式互感器校驗(yàn)裝置I和被測(cè)電子式互感器8。電子式互感器校驗(yàn)裝置I包括與數(shù)據(jù)處理及控制單元2相連接的人機(jī)交互單元3、電流/電壓輸出模塊4、同步脈沖發(fā)送模塊5和數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)采集單元包括被測(cè)互感器模擬輸入數(shù)據(jù)采集單元6和被測(cè)互感器數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集單元7，同步脈沖發(fā)送模塊5與被測(cè)互感器模擬輸入數(shù)據(jù)采集單元6相連接。被測(cè)電子式互感器8包含一次部分9、二次部分10、合并單元11。如圖I所示，對(duì)于數(shù)字輸出式電子式互感器校準(zhǔn)，被測(cè)電子式互感器8中的一次部分9連接至電流/電壓輸出模塊4，并接收電路/電壓信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換后傳遞給二次部分10 ；同時(shí)合并單元11接收同步脈沖發(fā)送模塊5發(fā)送的同步脈沖信號(hào)，并將二次部分10輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為IEC61850數(shù)字幀；被測(cè)互感器數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集單元7接收合并單元11發(fā)出的IEC61850數(shù)字幀，并將IEC61850數(shù)據(jù)幀中的采樣值解析出來(lái)以數(shù)組的形式傳輸給數(shù)據(jù)處理及控制單元2 ;數(shù)據(jù)處理及控制單元2根據(jù)接收到的被測(cè)電子式互感器采樣值數(shù)組，使用FFT算法計(jì)算得到被測(cè)電子式互感器輸出信號(hào)的有效值和相位，將輸出信號(hào)的有效值與標(biāo)準(zhǔn)源輸出的有效值進(jìn)行比對(duì)，計(jì)算相對(duì)誤差即可得到被測(cè)電子式互感器的比差；將輸出信號(hào)的相位減去標(biāo)準(zhǔn)源輸出信號(hào)的相位即可得到被測(cè)電子式互感器的角差。數(shù)據(jù)處理及控制單元2將最后的計(jì)算結(jié)果及其他相關(guān)信息發(fā)送至人機(jī)交互單元3，人機(jī)交互單元3顯示最
終誤差。具體過(guò)程可以用以下公式表述
電流/電壓輸出模塊4輸出的正弦信號(hào)為
Γ( ) = /.. shi(2,/ + φ.,) ’其中t=0時(shí)刻為同步脈沖發(fā)送模塊5輸出秒脈沖上升
沿對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，由于同步秒脈沖上升沿與標(biāo)準(zhǔn)電流(電壓)過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻一致，則當(dāng)t=o時(shí)，Ψη =0. /為標(biāo)準(zhǔn)電流(電壓)信號(hào)的頻率，其額定值為50Hz。被測(cè)電子式互感器8中的合并單元11接收同步脈沖發(fā)送模塊5輸出的秒脈沖信號(hào)，控制被測(cè)電子式互感器8對(duì)電 流/電壓輸出模塊4輸出的正弦信號(hào)進(jìn)行采樣，得到一系列采樣值i.(N)，其中N的取值
Λ .、 ^
由被測(cè)電子式互感器8的采樣頻率/；決定，如被測(cè)電子式互感器采樣頻率為4kHz，那么N
取值為0-3999，采樣值i.人N、由合并單元11組裝成IEC61850數(shù)據(jù)幀發(fā)送給被測(cè)互感器
數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集單元7。被測(cè)互感器數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集單元7接收合并單元11發(fā)出的IEC61850數(shù)字幀，并將IEC61850數(shù)據(jù)幀中的采樣值解析出來(lái)以數(shù)組的形式傳輸給數(shù)據(jù)處理及控制單元2 ;數(shù)據(jù)處理及控制單元2根據(jù)接收到的被測(cè)電子式互感器采樣值數(shù)組，使用
FFT算法計(jì)算得到被測(cè)電子式互感器輸出信號(hào)的有效值/.'和相位,則被測(cè)電子式互
■ V1 ·■*
I —I
感器的比差為Ab 二 j——^ K100% ,角差為。
4ψ,^ψ,-ψη^ψχ如圖2所示，對(duì)于模擬輸出式電子式互感器校準(zhǔn)，被測(cè)電子式互感器8中的一次部分9連接至電流/電壓輸出模塊4，并接收電路/電壓信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換后傳遞給二次部分10 ；被測(cè)互感器模擬輸入數(shù)據(jù)采集單元6在同步脈沖發(fā)送模塊5的觸發(fā)下，對(duì)二次部分10輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，并將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理及控制單元2 ;數(shù)據(jù)處理及控制單元2根據(jù)接收到的被測(cè)電子式互感器采樣數(shù)據(jù)使用FFT算法計(jì)算得到被測(cè)電子式互感器輸出信號(hào)的有效值和相位，將輸出信號(hào)的有效值與標(biāo)準(zhǔn)源輸出的有效值進(jìn)行比對(duì)，計(jì)算相對(duì)誤差即可得到被測(cè)電子式互感器的比差；輸出信號(hào)的相位即為被測(cè)電子式互感器的角差；數(shù)據(jù)處理及控制單元2將最后的計(jì)算結(jié)果及其他相關(guān)信息發(fā)送至人機(jī)交互單元3，人機(jī)交互單元3顯示最終誤差。具體過(guò)程可以用以下公式表述
電流/電壓輸出模塊4輸出的正弦信號(hào)為i、'(j'j zz I” sin(2/T ft + φ ),其中
t=0時(shí)刻為同步脈沖發(fā)送模塊5輸出秒脈沖上升沿對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，由于同步秒脈沖上升沿與標(biāo)準(zhǔn)電流(電壓)過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻一致，則當(dāng)t=o時(shí)，φν=ο。/為標(biāo)準(zhǔn)電流(電壓)信號(hào)的頻率，其額定值為50Hz。被測(cè)電子式互感器8中的一次部分9和二次部分10將電流/電壓輸出模塊4輸出的正弦信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬小電壓信號(hào)輸出，假設(shè)被測(cè)電子式互感器的的變
比為 ，則二次部分10輸出的電壓信號(hào)為
權(quán)利要求
1.一種基于同步脈沖輸出電源的電子式互感器校驗(yàn)裝置，包括與數(shù)據(jù)處理及控制單元(2)分別相連的電流/電壓輸出模塊(4)、同步脈沖發(fā)送模塊(5)和數(shù)據(jù)采集單元，同步脈沖發(fā)送模塊(5)與數(shù)據(jù)采集單元相連，其特征在于電流/電壓輸出模塊(4)輸出的信號(hào)為的正弦波信號(hào)，同步脈沖發(fā)送模塊(5)發(fā)送出的同步信號(hào)與電流/電壓輸出模塊(4)輸出電流電壓信號(hào)同步；數(shù)據(jù)處理及控制單元(2)根據(jù)數(shù)據(jù)采集單元所采集的數(shù)據(jù)計(jì)算被測(cè)電子式互感器的比差和角差。
2.如權(quán)利要求I所述的電子式互感器校驗(yàn)裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集單元包括被測(cè)互感器模擬輸入數(shù)據(jù)采集單元(6)和被測(cè)互感器數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集單元(7)，同步脈沖發(fā)送模塊(5)與被測(cè)互感器模擬輸入數(shù)據(jù)采集單元(6)相連接。
3.如權(quán)利要求I所述的電子式互感器校驗(yàn)裝置，其特征在于它還包括與數(shù)據(jù)處理及控制單元(2 )相連接的人機(jī)交互單元(3 )。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的電子式互感器校驗(yàn)裝置，其特征在于所述的同步脈沖發(fā)送模塊(5)的輸出的同步信號(hào)上升沿對(duì)應(yīng)電流電壓信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的電子式互感器校驗(yàn)裝置，其特征在于所述的同步脈沖發(fā)送模塊(5)的頻率為IHz的同步信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于同步脈沖輸出電源的電子式互感器校驗(yàn)裝置，屬于對(duì)電子式互感器的校準(zhǔn)、檢定與檢測(cè)領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)高精度同步脈沖電源，輸出高精度的電流和電壓信號(hào)及同步脈沖信號(hào)，將被測(cè)電子式互感器輸出進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字輸出式電子式互感器誤差和模擬輸出式電子式互感器誤差的準(zhǔn)確測(cè)試，不需要標(biāo)準(zhǔn)互感器，簡(jiǎn)化了電子式互感器的比差和角差測(cè)試，為電子式互感器校準(zhǔn)提供了一種新方法。
文檔編號(hào)G01R25/00GK102928803SQ201210396910
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者胡浩亮, 李前, 李鶴, 李登云, 熊前柱, 楊春燕, 雷民, 章述漢 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院