專利名稱：一種直流電子式互感器校驗(yàn)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是電子式互感器校驗(yàn)裝置及方法，具體的說是一種基于虛擬儀器的
直流電子式互感器校驗(yàn)裝置及方法。
背景技術(shù)：
光電技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得電子式互感器顯現(xiàn)出廣闊的前景和強(qiáng)大 的生命力。電子式互感器充分利用電光晶體的各種優(yōu)異特性和現(xiàn)代光電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，信號 處理部分采用先進(jìn)的數(shù)字信號處理DSP技術(shù)，具有良好的絕緣性能、較強(qiáng)的扛電磁干擾能 力、測量頻帶寬、動態(tài)范圍大等，具有實(shí)時(shí)性、快速性和便于進(jìn)行復(fù)雜算法處理等特點(diǎn)。近年 來電子式互感器引起電力行業(yè)廣泛的關(guān)注，加上DSP技術(shù)和光電技術(shù)的催化和推動，顯現(xiàn) 出良好的發(fā)展勢頭。 為確保電網(wǎng)收費(fèi)關(guān)口點(diǎn)收費(fèi)準(zhǔn)確及控制、保護(hù)、測量功能的良好實(shí)現(xiàn)，電子式互感 器有必要進(jìn)行相關(guān)的校驗(yàn)試驗(yàn)，從而維護(hù)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前基于虛擬儀器的直流 電子式互感器校驗(yàn)裝置還沒有相關(guān)專利，因而在這樣的背景下申請此專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對電子式互感器急需進(jìn)行準(zhǔn)確性校驗(yàn)，而電子式校驗(yàn)裝置還
比較少，所以提出一種基于虛擬儀器的直流電子式互感器校驗(yàn)裝置及方法。
采用的技術(shù)方案 本發(fā)明為解決上述問題所采用的解決方案為一種基于虛擬儀器的直流電子式 互感器校驗(yàn)裝置及方法，包括硬件部分和軟件部分，硬件部分包括標(biāo)準(zhǔn)源、升壓升流裝置、 多模光纖收發(fā)器、同步源、標(biāo)準(zhǔn)電阻或分壓器、計(jì)算機(jī)，軟件部分則是運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的 Labview軟件；本裝置的連接結(jié)構(gòu)為直流高電壓發(fā)生器或直流大電流發(fā)生器分別與直流 比例標(biāo)準(zhǔn)和待測互感器端口連接；直流比例標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)電阻或分壓器連接，標(biāo)準(zhǔn)電阻或分 壓器又與計(jì)算機(jī)連接；而待測互感器端口與多模光纖收發(fā)器連接；而多模光纖收發(fā)器又與 計(jì)算機(jī)連接；在計(jì)算機(jī)和待測互感器上連接有同步源。 本發(fā)明裝置采用模擬信號、數(shù)字信號和同步信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù) 據(jù)濾波、加窗后進(jìn)行傅里葉變換、頻譜分析，分析后分別獲得波形和頻譜顯示、比角差顯示、 數(shù)據(jù)調(diào)整和參數(shù)設(shè)置、合并器參數(shù)設(shè)置。 本發(fā)明校驗(yàn)方法為，如果校驗(yàn)直流電子式電流互感器，標(biāo)準(zhǔn)源為額定一次電流相 同的電流比例標(biāo)準(zhǔn)，升壓升流裝置為直流大電流發(fā)生器和調(diào)節(jié)裝置，如果校驗(yàn)直流電子式 電壓互感器，標(biāo)準(zhǔn)源為相同電壓等級的電壓比例標(biāo)準(zhǔn)，升壓升流裝置為直流高電壓發(fā)生器 和調(diào)節(jié)裝置。 本發(fā)明所述的計(jì)算機(jī)內(nèi)裝有美國NI公司的407061/2位高精度模擬量采集卡作為 輸入前端處理器。 本發(fā)明為統(tǒng)一電子式互感器輸出的數(shù)字信號和標(biāo)準(zhǔn)源的模擬信號，所述的同步源產(chǎn)生同步觸發(fā)信號以使美國NI公司4070卡同時(shí)采樣。 本發(fā)明所述的光纖收發(fā)器是一種將短距離的雙絞線電信號和長距離的光信號進(jìn) 行互換的以太網(wǎng)傳輸媒體轉(zhuǎn)換單元；在直流高電壓發(fā)生器或直流大電流發(fā)生器上還連接有 調(diào)節(jié)裝置。 基于上述，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明在于 1、模擬信號的采集利用美國NI公司4070的板卡實(shí)現(xiàn)傅里葉快速變換，信號處理 與分析利用Labview提供的信號處理子vi立即實(shí)現(xiàn)，硬件(NI板卡)的檢測與校準(zhǔn)使用NI 公司的Measurement Studio (NI公司提供的軟件)，確認(rèn)硬件狀態(tài)的良好，極大地縮短程序 的開發(fā)時(shí)間。 2、數(shù)字信號采用多模光纖收發(fā)器將其轉(zhuǎn)換為利用雙絞線傳輸?shù)臄?shù)字式電信號，從 而使美國NI公司的板卡能夠順利采集。 3、升壓升流裝置要按照待測電子式互感器參數(shù)，選配相應(yīng)的直流高電壓發(fā)生器或 直流大電流發(fā)生器，以便在試驗(yàn)中能升到待測電子式互感器的額定電壓或額定電流。
4、同步源要產(chǎn)生同步觸發(fā)信號以便NI公司4070卡同時(shí)采樣電子式互感器輸出的
數(shù)字信號和標(biāo)準(zhǔn)源的模擬信號。 5、利用NI公司Measurement Studio (NI公司提供的軟件)開發(fā)的程序，嚴(yán)格按照 間接測量法的原理對待測的電子式互感器和常規(guī)的比例標(biāo)準(zhǔn)輸出信號進(jìn)行對比，計(jì)算出待 測電子式互感器的比角差，從而確定待測的電子式互感器性能的好壞。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步闡述本

發(fā)明內(nèi)容


圖1為發(fā)明連接結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明直流電子式電流互感器校驗(yàn)圖；
圖3為本發(fā)明直流電子式電壓互感器校驗(yàn)圖；
圖4為本發(fā)明Labview軟件結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
—種直流電子式互感器校驗(yàn)裝置，其特征是，包括硬件部分和軟件部分，硬件部分 包括常規(guī)直流比例標(biāo)準(zhǔn)、直流高電壓發(fā)生器或直流大電流發(fā)生器、多模光纖收發(fā)器、同步 源、標(biāo)準(zhǔn)電阻或分壓器、計(jì)算機(jī)；軟件部分則是運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的Labview軟件；本裝置的 連接結(jié)構(gòu)為直流高電壓發(fā)生器或直流大電流發(fā)生器分別與直流比例標(biāo)準(zhǔn)和待測互感器端 口連接；直流比例標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)電阻或分壓器連接，標(biāo)準(zhǔn)電阻或分壓器又與計(jì)算機(jī)連接；而 待測互感器端口與多模光纖收發(fā)器連接；而多模光纖收發(fā)器又與計(jì)算機(jī)連接；在計(jì)算機(jī)和 待測互感器上連接有同步源。如圖1. 本發(fā)明裝置采用模擬信號、數(shù)字信號和同步信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù) 據(jù)濾波、加窗后進(jìn)行傅里葉變換、頻譜分析，分析后分別獲得波形和頻譜顯示、比角差顯示、 數(shù)據(jù)調(diào)整和參數(shù)設(shè)置、合并器參數(shù)設(shè)置。 本發(fā)明如果校驗(yàn)直流電子式電流互感器，標(biāo)準(zhǔn)源為額定一次電流相同的電流比例 標(biāo)準(zhǔn)，升壓升流裝置為直流大電流發(fā)生器和調(diào)節(jié)裝置，如果校驗(yàn)直流電子式電壓互感器，標(biāo)
4準(zhǔn)源為相同電壓等級的電壓比例標(biāo)準(zhǔn)，升壓升流裝置為直流高電壓發(fā)生器和調(diào)節(jié)裝置。圖 2為本發(fā)明直流電子式電流互感器校驗(yàn)圖；圖3為本發(fā)明直流電子式電壓互感器校驗(yàn)圖。
本發(fā)明所述的計(jì)算機(jī)內(nèi)裝有美國NI公司的4070672位高精度模擬量采集卡作為 輸入前端處理器。 本發(fā)明為統(tǒng)一電子式互感器輸出的數(shù)字信號和標(biāo)準(zhǔn)源的模擬信號，所述的同步源 產(chǎn)生同步觸發(fā)信號以美國NI公司4070卡同時(shí)采樣。 所述的光纖收發(fā)器是一種將短距離的雙絞線電信號和長距離的光信號進(jìn)行互換 的以太網(wǎng)傳輸媒體轉(zhuǎn)換單元；在直流高電壓發(fā)生器或直流大電流發(fā)生器上還連接有調(diào)節(jié)裝置。 本發(fā)明所述的基于虛擬儀器的直流電子式互感器校驗(yàn)裝置中Labview軟件結(jié)構(gòu) 圖如圖4所示。如果標(biāo)準(zhǔn)源和待測互感器是電壓比例標(biāo)準(zhǔn)，升壓升流裝置把電壓升到額定 的電壓的80 % 、 100 % 、 120 % ，標(biāo)準(zhǔn)源二次端子輸出模擬電壓輸出到分壓器，經(jīng)過電壓變換 后把模擬信號5V電壓輸出到PC機(jī)(內(nèi)裝Labview程序)，待測電子式互感器二次端子輸 出光纖信號輸出到多模光纖收發(fā)器，再通過多模光纖收發(fā)器變換成雙絞線電信號輸出到PC 機(jī)(內(nèi)裝Labview程序)，其中同步源主要對PC機(jī)(內(nèi)裝Labview程序)中的模擬信號和 數(shù)字信號進(jìn)行同步，如圖4所示。 基于虛擬儀器的直流電子式互感器校驗(yàn)裝置的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在軟件上，它采用 Labview軟件開發(fā)平臺提供的G語言編程，裝置的數(shù)據(jù)處理、分析、計(jì)算、存儲、顯示和打印、 通信等功能都通過軟件實(shí)現(xiàn)。軟件的主要流程模塊如圖3所示，虛擬儀器程序首先雙絞線 傳入數(shù)據(jù)采集卡，從數(shù)據(jù)采集卡讀入數(shù)字信號，然后對數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)字濾波和加窗等數(shù) 據(jù)處理，其中有波形和頻譜顯示、比角差顯示、數(shù)據(jù)調(diào)整和參數(shù)設(shè)置等。
裝置的主要功能有 1、波形和頻譜顯示可以分別顯示直流比例標(biāo)準(zhǔn)和待測互感器升壓升流后的波形 和幅值頻譜； 2、比角差顯示將直流比例標(biāo)準(zhǔn)和待測互感器升壓升流后的結(jié)果進(jìn)行相減，顯示 殘余誤差波形； 3、數(shù)據(jù)調(diào)整和參數(shù)設(shè)置針對不同型號的待測電流或電壓比例標(biāo)準(zhǔn)，分別更改軟 件設(shè)置及參數(shù)，從而使Labview程序能夠正常處理； 本軟件安裝在PC機(jī)上，重量輕，易攜帶，從而方便對現(xiàn)場各種電子式互感器進(jìn)行 校核。最大的特點(diǎn)是用戶可根據(jù)不同型號的比例標(biāo)準(zhǔn)自定義，即用戶可以根據(jù)自己的需要 更改或擴(kuò)充裝置的功能，其次裝置強(qiáng)大的功能和高可靠性也是其它同類的電子產(chǎn)品所無法 比擬的。 按上述方案，所述的基于虛擬儀器的直流電子式互感器校驗(yàn)裝置中的Labview程 序的兼容性還體現(xiàn)在以下幾點(diǎn) 1、對不同型號的電子式互感器，無論電壓的還是電流的都能夠分析出比角誤差。
2、在試驗(yàn)過程中，程序要能對電子式互感器輸出的數(shù)字信號進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。
3、程序通過程序調(diào)整，能對各種電子式互感器輸出的數(shù)字信號和標(biāo)準(zhǔn)源的模擬信 號進(jìn)行分析，并將相減后的信號進(jìn)行顯示和打印。 虛擬儀器在電力系統(tǒng)的應(yīng)用還比較少，采用這一技術(shù)研制的直流電子式互感器校
5驗(yàn)裝置及方法，隨著直流線路的不斷建設(shè)，它的應(yīng)用必將大大提高電力系統(tǒng)比例標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn) 場校驗(yàn)水平和自動化水平，是評價(jià)和改善直流電子式互感器性能的重要依據(jù)。
權(quán)利要求
一種直流電子式互感器校驗(yàn)裝置，其特征是，包括硬件部分和軟件部分，硬件部分包括常規(guī)直流比例標(biāo)準(zhǔn)、直流高電壓發(fā)生器或直流大電流發(fā)生器、多模光纖收發(fā)器、同步源、標(biāo)準(zhǔn)電阻或分壓器、計(jì)算機(jī)；軟件部分則是運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的Labview軟件；本裝置的連接結(jié)構(gòu)為直流高電壓發(fā)生器或直流大電流發(fā)生器分別與直流比例標(biāo)準(zhǔn)和待測互感器端口連接；直流比例標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)電阻或分壓器連接，標(biāo)準(zhǔn)電阻或分壓器又與計(jì)算機(jī)連接；而待測互感器端口與多模光纖收發(fā)器連接；而多模光纖收發(fā)器又與計(jì)算機(jī)連接；在計(jì)算機(jī)和待測互感器上連接有同步源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流電子式互感器校驗(yàn)裝置的校驗(yàn)方法，其特征是本 裝置采用模擬信號、數(shù)字信號和同步信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)濾波、加窗后進(jìn) 行傅里葉變換、頻譜分析，分析后分別獲得波形和頻譜顯示、比角差顯示、數(shù)據(jù)調(diào)整和參數(shù) 設(shè)置、合并器參數(shù)設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流電子式互感器校驗(yàn)裝置的校驗(yàn)方法，其特征是如 果校驗(yàn)直流電子式電流互感器，標(biāo)準(zhǔn)源為額定一次電流相同的電流比例標(biāo)準(zhǔn)，升壓升流裝 置為直流大電流發(fā)生器和調(diào)節(jié)裝置，如果校驗(yàn)直流電子式電壓互感器，標(biāo)準(zhǔn)源為相同電壓 等級的電壓比例標(biāo)準(zhǔn)，升壓升流裝置為直流高電壓發(fā)生器和調(diào)節(jié)裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流電子式互感器校驗(yàn)裝置的校驗(yàn)方法，其特征是所 述的計(jì)算機(jī)內(nèi)裝有美國NI公司的4070 61/2位高精度模擬量采集卡作為輸入前端處理器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流電子式互感器校驗(yàn)裝置的校驗(yàn)方法，其特征是為 統(tǒng)一電子式互感器輸出的數(shù)字信號和標(biāo)準(zhǔn)源的模擬信號，所述的同步源產(chǎn)生同步觸發(fā)信號 以美國NI公司4070卡同時(shí)采樣。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流電子式互感器校驗(yàn)裝置的校驗(yàn)方法，其特征是所 述的光纖收發(fā)器是一種將短距離的雙絞線電信號和長距離的光信號進(jìn)行互換的以太網(wǎng)傳 輸媒體轉(zhuǎn)換單元；在直流高電壓發(fā)生器或直流大電流發(fā)生器上還連接有調(diào)節(jié)裝置。
全文摘要
一種直流電子式互感器校驗(yàn)裝置及方法，包括硬件部分和軟件部分，軟件部分是運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的Labview軟件；硬件部分的連接結(jié)構(gòu)為直流高電壓發(fā)生器或直流大電流發(fā)生器分別與直流比例標(biāo)準(zhǔn)和待測互感器端口連接；直流比例標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)電阻或分壓器連接，標(biāo)準(zhǔn)電阻或分壓器又與計(jì)算機(jī)連接；而待測互感器端口與多模光纖收發(fā)器連接；而多模光纖收發(fā)器又與計(jì)算機(jī)連接；在計(jì)算機(jī)和待測互感器上連接有同步源。本發(fā)明適應(yīng)能力強(qiáng)，配備有不同的比例標(biāo)準(zhǔn)，可校驗(yàn)多種直流電子式互感器，性能準(zhǔn)確可靠，方便使用。
文檔編號G01R35/02GK101770005SQ201010100218
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者丁心志, 曹敏, 李毅, 梁仕斌, 趙涓 申請人:云南電力試驗(yàn)研究院(集團(tuán))有限公司