智能電網用新型高效可攜式電子式互感器檢驗儀的製作方法
2023-06-20 10:50:31 1
專利名稱：智能電網用新型高效可攜式電子式互感器檢驗儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及到一種新型多功能電子式互感器檢驗儀，可同時採集模擬信號和數位訊號，測量數據穩定、精確，操作簡單，攜帶方便，並且可以實現對多臺電子式電流、電壓互感器的多路輸出同時進行測量，完成對模擬信號、數位訊號、檢測數據分析的實時顯示，大大提高了全數字智能化變電站驗收工作效率。
背景技術：
隨著我國智能化變電站的高速發展，新型電子式互感器得到了大規模的推廣，以光電式互感器為代表的新一代電子式互感器在變電站中廣泛使用。電子式互感器相對傳統互感器二次輸出為小電壓輸出或數字量輸出，對其誤差的校準不能採用電工測量原理，只能採用直接比較式原理，即將標準互感器與被測互感器的輸出數據進行信號處理後直接進行比較。因此，開發一種快速、準確、高效率的電子式互感器檢驗儀迫在眉睫。本發明的目的就是為解決智能化變電站電子式互感器的無法現場誤差校準的問題，提供一種快速的、精確的、方便的電子式互感器檢驗儀。
發明內容
本發明是這樣實現的檢驗儀主要由標準電流電壓轉換器、工控機、數據採集卡及 PCI系統控制卡構成。電子式互感器檢驗儀採用傳統電磁式互感器作為標準互感器，標準互感器二次輸出為33. 3V和IA或5A，再經過一種專門設計的標準電流電壓轉換器轉換成士 IV，然後輸入到A/D採集卡中進行數據採樣。待測互感器的數字量輸出或模擬量輸出經過合併單元通過光/電乙太網輸送到系統控制卡中進行分析處理，並通過PCI總線傳送數據至上位機，並產生同步脈衝信號，以便與標準互感器輸出進行比對，從而得出電子式互感器誤差。本檢驗儀數據乙太網數據傳輸通訊協議遵守IEC61850-9-2標準。其特徵本裝置體積小、重量輕、精度高、測量範圍寬、操作簡單，克服了傳統互感器檢驗儀體積大、測量精度低、操作繁瑣等缺點。本裝置電子式互感器校驗系統準確級可達到0. 01%，完全滿足各種型號電子式互感器的檢驗。傳統互感器檢驗儀在誤差校準過程中一次只能對一路輸出進行檢驗，而本裝置可以通過上位機軟體對多臺電子式電流、電壓互感器，多路二次輸出同時進行檢驗，大大的提高了智能化變電站電子式互感器驗收的工作效率，並且在變電站的日常維護中起到重要作用。
圖1是智能電網用高效可攜式電子式互感器校驗儀的結構示意2是智能電網用高效可攜式電子式互感器校驗儀機箱顯示面板圖3是智能電網用高效可攜式電子式互感器校驗儀背部接口4是智能電網用高效可攜式電子式互感器校驗儀的系統原理5是PCI原理圖
圖1中.1、合併單元 2、高精度數據採集卡
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明
在圖1中，智能電網用高效可攜式電子式互感器校驗儀主要由標準電流電壓轉換單元、工控機、高精度數據採集卡2及PCI系統控制卡構成。
具體實施時按照圖4系統原理圖，為使標準互感器輸出能夠直接供給數據採集卡，故設計一種滿足標準電流互感器和標準電壓互感器輸出信號變換的標準電流電壓轉換器。用於將標準互感器的二次輸出33. 3V和IA或5A轉換為士 IV。為了保證本裝置的高精度、高穩定性，經綜合考慮數據採集卡選用OT公司的 PCI-4070數據採集卡，可同時對數位訊號與模擬信號進行數據採集。PCI部分包括PCI插槽與PCI控制器，本系統控制卡的PCI控制器採用PCI9054。PCI部分的原理見圖5。
本裝置上位機軟體利用NI公司的LabVIEW實現，LabVIEff是一個標準的數據採集和儀器控制軟體，能夠滿足GPIB、VXI、RS-232和RS-485協議的硬體及數據採集卡通訊的全部功能。利用該軟體設計誤差計算流程，比差通過比較標準互感器和被測互感器頻域裡基波分量的有效值得出，相位差通過計算DFT進行頻譜分析。具體算法原理如下
設標準採樣序列和待測採樣序列分別為χ (η)和y (η)，對二者分別進行FFT，得到X (k) 和Y (k)，若X (k)和Y (k)最大譜線對應的k分別記做Hi1和m2,則χ (η)和y (η)的基波有效值\和Ay分別為
同時由X(k)和Y(k)得到x(n)和y (η)的基波初相位θ χ和θ y
於是相差Φ為
為避免引入不必要的計算誤差，亦可按下述方法計算角差。將標準採樣序列和待測採樣序列對應的頻譜矢量相除，得到的結果設為Z (K) Z (K) =X (K) /Y (K) =Re (Z) + j Im (Z) 則角差為
本發明產品性能指標符合 IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、IEC60044-7、 IEC60044-8 和國家標準 GB/T20840 · 1-2007、GB/T20840 · 8-2007。經過多次檢測，準確級可達到0.01級，可以對各種電子式互感器進行誤差檢測。本裝置可在國內外智能化變電站中廣泛使用，並且可用於互感器生產商作生產計量工具，將對我國智能電網的發展起到至關重要的作用。
權利要求
1.可同時採集模擬信號和數位訊號。應用高精度數字數據採集卡，可避免由硬體引起的噪聲，減少誤差來源。
2.可同時對電子式互感器的的多路輸出進行測量。通過多路採集卡的多路信號採集及合併單元的信號處理實現多臺電子式電流、電壓互感器同時進行測量，多臺電子式電流、電壓互感器多路二次輸出同時進行檢測。
3.應用卷積窗FFT進行頻譜分析算法可以有效地減少所造成的測量誤差，減少了諧波分量，使系統實現了高精度。
全文摘要
智能電網用新型高效可攜式電子式互感器檢驗儀是由標準電流電壓轉換器、工控機、數據採集卡及PCI系統控制卡構成。採用傳統電磁式互感器作為標準互感器，標準互感器二次輸出為33.3V和1A或5A，再經過一種標準電流電壓轉換器轉換成±1V，然後輸入到A/D採集卡中進行數據採樣。待測互感器的數字量輸出或模擬量輸出經過合併單元通過光/電乙太網輸送到系統控制卡中進行分析處理，通過PCI總線傳送數據至上位機，產生同步脈衝信號，以便與標準互感器輸出進行比對，從而得出電子式互感器誤差。該產品具有體積小、重量輕、精度高、測量範圍寬、操作簡單，克服了傳統互感器檢驗儀體積大、測量精度低、操作繁瑣等缺點。本裝置系統準確級可達到0.01%，完全滿足各種型號電子式互感器的檢驗。大大的提高了智能化變電站電子式互感器驗收的工作效率，並且在變電站的日常維護中起到重要作用。
文檔編號G01R35/02GK102435974SQ20111016192
公開日2012年5月2日 申請日期2011年6月16日 優先權日2011年6月16日
發明者於傑, 陸漢兵, 黃麟 申請人:江蘇靖江互感器廠有限公司