本發(fā)明涉及互感器校驗領(lǐng)域，更具體地，涉及一種可自校準(zhǔn)的多變比磁勢比較型互感器校驗系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

互感器又被稱為變壓器，是電流互感器和電壓互感器的統(tǒng)稱，能將高電壓/大電流轉(zhuǎn)變成低電壓/小電流，以便應(yīng)用于測量儀表、保護(hù)設(shè)備以及自動控制設(shè)備。由于電流或電壓互感器會存在一定的誤差，因此需要采用互感器校驗儀對現(xiàn)場應(yīng)用的或者在實驗室應(yīng)用的電流或電壓互感器進(jìn)行技術(shù)性能的檢定。現(xiàn)在使用廣泛的互感器校驗儀是測差型校驗儀，測差型的原理是將同變比的標(biāo)準(zhǔn)互感器與被檢互感器的二次電流接入到互感器校驗儀的差流電路，然后由差流環(huán)節(jié)再送入到測量環(huán)節(jié)并與互感器的標(biāo)準(zhǔn)二次電流進(jìn)行比較，而給出被檢互感器相對于標(biāo)準(zhǔn)互感器的比值差和相位差。由于這種互感器校驗儀只用來測互感器的差值電流，因而互感器校驗儀的誤差作用的只是被檢互感器誤差的誤差，故其對測量結(jié)果的影響要小得多。測差型互感器校驗儀的缺點是：要求標(biāo)準(zhǔn)互感器與被檢互感器的變比必須相同，為此就要求制造一系列各種變比的標(biāo)準(zhǔn)互感器，以適應(yīng)檢定工作的需要，導(dǎo)致檢定成本和工作量大大提升。

早期的直接比較型互感器校驗儀是將標(biāo)準(zhǔn)互感器和被檢互感器的二次電流分別送入互感器校驗儀，通過電阻分壓器和磁勢比較儀等測量電路得到兩者的差流，通過調(diào)節(jié)補(bǔ)償電流使磁勢平衡得到被檢互感器的比值差和相位差。這種互感器校驗儀的優(yōu)點是：標(biāo)準(zhǔn)互感器與被檢互感器的變比可以不必相等，因此有很廣泛的應(yīng)用范圍。其缺點是：這種互感器校驗儀的自身誤差直接疊加到標(biāo)準(zhǔn)互感器的誤差之中，這樣即使采用更高準(zhǔn)確度等級的標(biāo)準(zhǔn)互感器，也只能檢定很低等級的互感器，因而互感器校驗儀的誤差限制了可檢互感器的準(zhǔn)確度等級，從而限制了其應(yīng)用。同時這種互感器校驗儀的自身誤差需要依賴外界標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行檢定，帶來一定工作量。

因此，設(shè)計一種磁勢比較型互感器校驗儀，實現(xiàn)單一變比標(biāo)準(zhǔn)互感器能檢定不同變比被檢互感器，同時其各個變比還有自校準(zhǔn)能力的裝置，成為亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決單一變比標(biāo)準(zhǔn)互感器能檢定不同變比被檢互感器，同時各個變化還有自校準(zhǔn)能力，本發(fā)明提出了一種可自校準(zhǔn)的多變比磁勢比較型互感器檢驗系統(tǒng)。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種方法，一種可自校準(zhǔn)的多變比磁勢比較型互感器校驗系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括磁勢比較單元、取樣調(diào)節(jié)單元；

所述磁勢比較單元包括標(biāo)準(zhǔn)輸入繞組W₀、被檢輸入繞組Wx、磁勢平衡鐵芯T；所述磁勢比較單元用于輸入電流至標(biāo)準(zhǔn)電流互感器T₀和被檢電流互感器T_X，分別產(chǎn)生二次電流I₂₀和I_2X，所述二次電流I₂₀輸入標(biāo)準(zhǔn)輸入繞組W₀，所述二次電流I_2X輸入被檢輸入繞組Wx，用于在所述磁勢平衡鐵芯T上產(chǎn)生磁通；

所述取樣調(diào)節(jié)單元包括檢測繞組W_J、同相補(bǔ)償繞組W_F及正交補(bǔ)償繞組W_D、調(diào)節(jié)電導(dǎo)G、調(diào)節(jié)電容C、放大控制電路D1、D2；所這取樣調(diào)節(jié)單元用于檢測所述磁勢平衡鐵芯T上的不平衡磁通并通過放大控制電路D1、D2輸出的補(bǔ)償電流I_D、I_F使平衡鐵芯T上產(chǎn)生磁通；

所述系統(tǒng)包括滑動開關(guān)K₁和K₂。

優(yōu)選地，所述標(biāo)準(zhǔn)輸入繞組W₀與標(biāo)準(zhǔn)電流互感器T₀的二次相連接，所述被檢輸入繞組W_X與被檢電流互感器T_X的二次相連接。

優(yōu)選地，所述被檢輸入繞組Wx包括10段匝數(shù)相等的繞組，所述10段繞組依次連接，所述10段繞組引出0至10個抽頭作為連接端。

優(yōu)選地，所述滑動開關(guān)K₁和K₂的第一端與所述被檢電流互感器T_X的二次相連接，所述滑動開關(guān)K₁和K₂的第二端能夠與所述10段繞組引出0至10個抽頭相連接。

優(yōu)選地，所述標(biāo)準(zhǔn)輸入繞組W₀、所述被檢輸入繞組Wx、所述檢測繞組W_J、所述同相補(bǔ)償繞組W_F、所述正交補(bǔ)償繞組W_D依次繞制在所述磁勢平衡鐵芯T。

優(yōu)選地，所述檢測繞組W_J通過高倍率放大控制電路D1與所述調(diào)節(jié)電導(dǎo)G和所述同相補(bǔ)償繞組W_F相連接。

優(yōu)選地，所述檢測繞組W_J通過高倍率放大控制電路D2與所述調(diào)節(jié)電容C和所述正交補(bǔ)償繞組W_D相連接。

優(yōu)選地，所述標(biāo)準(zhǔn)輸入繞組W₀的匝數(shù)為所述被檢輸入繞組Wx匝數(shù)的十分之一。

優(yōu)選地，所述被檢輸入繞組Wx采用同軸電纜繞制。

本發(fā)明的有效效果如下：

1、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，通過自動調(diào)節(jié)誤差電流，降低了調(diào)零和接線的工作量和所需標(biāo)準(zhǔn)器變比的數(shù)量，同時可以減少量值傳遞過程的各操作環(huán)節(jié)引起的誤差不確定度。

2、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，由于二次回路不用接入取樣電阻或者只需要很小阻值的取樣電阻，避免了附加阻抗對誤差測量的影響，使其適用于高準(zhǔn)確度等級標(biāo)準(zhǔn)器量值傳遞。

3、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，通過相應(yīng)的自校準(zhǔn)方法，該校驗儀可以不依賴外界標(biāo)準(zhǔn)器完成多變比的自校準(zhǔn)，能便捷的用于自平衡電流比較儀自校準(zhǔn)系統(tǒng)的溯源。

4、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，應(yīng)用廣泛，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

通過參考下面的附圖，可以更為完整地理解本發(fā)明的示例性實施方式：

圖1為根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的一種可自校準(zhǔn)的多變比磁勢比較型互感器檢驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；以及

圖2為根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的一種可自校準(zhǔn)的多變比磁勢比較型互感器檢驗系統(tǒng)1:1自校準(zhǔn)原理圖。

具體實施方式

現(xiàn)在參考附圖介紹本發(fā)明的示例性實施方式，然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式來實施，并且不局限于此處描述的實施例，提供這些實施例是為了詳盡地且完全地公開本發(fā)明，并且向所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。對于表示在附圖中的示例性實施方式中的術(shù)語并不是對本發(fā)明的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標(biāo)記。

除非另有說明，此處使用的術(shù)語(包括科技術(shù)語)對所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術(shù)語，應(yīng)當(dāng)被理解為與其相關(guān)領(lǐng)域的語境具有一致的含義，而不應(yīng)該被理解為理想化的或過于正式的意義。

圖1為根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的一種可自校準(zhǔn)的多變比磁勢比較型互感器檢驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。由圖1所示，本發(fā)明提出的實施方式一種可自校準(zhǔn)的多變比磁勢比較型互感器校驗系統(tǒng)，系統(tǒng)包括磁勢比較單元、取樣調(diào)節(jié)單元；磁勢比較單元包括標(biāo)準(zhǔn)輸入繞組W₀、被檢輸入繞組Wx、磁勢平衡鐵芯T；磁勢比較單元用于輸入電流至標(biāo)準(zhǔn)電流互感器T₀和被檢電流互感器T_X，分別產(chǎn)生二次電流I₂₀和I_2X，二次電流I₂₀輸入標(biāo)準(zhǔn)輸入繞組W₀，二次電流I_2X輸入被檢輸入繞組Wx，用于在磁勢平衡鐵芯T上產(chǎn)生磁通；取樣調(diào)節(jié)單元包括檢測繞組W_J、同相補(bǔ)償繞組W_F及正交補(bǔ)償繞組W_D、調(diào)節(jié)電導(dǎo)G、調(diào)節(jié)電容C、放大控制電路D1、D2；所這取樣調(diào)節(jié)單元用于檢測磁勢平衡鐵芯T上的不平衡磁通并通過放大控制電路D1、D2輸出的補(bǔ)償電流I_D、I_F使平衡鐵芯T上產(chǎn)生磁通；系統(tǒng)包括滑動開關(guān)K₁和K₂。

優(yōu)選地，標(biāo)準(zhǔn)輸入繞組W₀與標(biāo)準(zhǔn)電流互感器T₀的二次相連接，被檢輸入繞組W_X與被檢電流互感器T_X的二次相連接。

優(yōu)選地，被檢輸入繞組Wx包括10段匝數(shù)相等的繞組，10段繞組依次連接，10段繞組引出0至10個抽頭作為連接端。

優(yōu)選地，滑動開關(guān)K₁和K₂的第一端與被檢電流互感器T_X的二次相連接，滑動開關(guān)K₁和K₂的第二端能夠與10段繞組引出0至10個抽頭相連接。

優(yōu)選地，標(biāo)準(zhǔn)輸入繞組W₀、被檢輸入繞組Wx、檢測繞組W_J、同相補(bǔ)償繞組W_F、正交補(bǔ)償繞組W_D依次繞制在磁勢平衡鐵芯T。

優(yōu)選地，檢測繞組W_J通過高倍率放大控制電路D1與調(diào)節(jié)電導(dǎo)G和同相補(bǔ)償繞組W_F相連接。

優(yōu)選地，檢測繞組W_J通過高倍率放大控制電路D2與調(diào)節(jié)電容C和正交補(bǔ)償繞組W_D相連接。

優(yōu)選地，標(biāo)準(zhǔn)輸入繞組W₀的匝數(shù)為被檢輸入繞組Wx匝數(shù)的十分之一。

優(yōu)選地，被檢輸入繞組Wx采用同軸電纜繞制。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，標(biāo)準(zhǔn)電流互感器T₀的次級電流I₂₀和被檢電流互感器T_X的次級電流I_2X，分別由繞組W₀和W_X耦合到校驗儀，因而本發(fā)明的實施方式屬于直接比較式測量。當(dāng)I₂₀W₀和I_2XW_X不能完全平衡時，檢測繞組W_J產(chǎn)生感應(yīng)電勢，感應(yīng)電勢通過高倍率的放大控制電路D1的電壓信號輸出到調(diào)節(jié)電導(dǎo)G,從而產(chǎn)生補(bǔ)償電流I_F。W_J產(chǎn)生的感應(yīng)電勢通過高倍率的放大控制電路D2的電壓信號輸出到調(diào)節(jié)電容C，從而產(chǎn)生補(bǔ)償電流I_D。補(bǔ)償電流I_F輸入正交補(bǔ)償繞組W_D，補(bǔ)償電流I_D輸入同相補(bǔ)償繞組W_J。本申請的實施方式中，放大控制采用的負(fù)反饋的反饋深度足以使最后檢測繞組W_J的端電壓降低到可以忽略的程度，最終使平衡鐵芯T處于零磁通狀態(tài)。此時反饋系統(tǒng)中的同相分量就是所需的比值差。通過公式(1)得到磁勢平衡方程：

I_2XW_X-I₂₀W₀＝I_FW_F+I_DW_D (1)

根據(jù)互感器誤差定義，代入公式(1)，可以得到：

其中，f_x、δ_x分別為被測互感器的比值差、相位差；f₀、δ₀為標(biāo)準(zhǔn)互感器的比值差、相位差；W₀、W_F、W_D為相應(yīng)繞組的匝數(shù)；I_F為同相補(bǔ)償電流，I_D為正交補(bǔ)償電流。

由本發(fā)明的實施方式可知，只要參數(shù)選擇合適，就可以直接測得標(biāo)準(zhǔn)電流互感器T₀和被檢電流互感器T_X誤差之差，然后加上標(biāo)準(zhǔn)電流互感器T₀的自身誤差就可以求得被檢電流互感器T_X的誤差。采用這種原理的互感器校驗儀，如果令Wx與W₀不相等，就可以檢定不同變比的電流互感器。

圖2為根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的一種可自校準(zhǔn)的多變比磁勢比較型互感器檢驗系統(tǒng)1:1自校準(zhǔn)原理圖。由于被檢輸入繞組Wx為十段匝數(shù)相等的軸電纜繞制后串聯(lián)，每段為W_Xi(i＝1、2……10)，且W_X＝10W₀，滑動開關(guān)K₁、K₂分別置于0和1的位置，使得通入電流的取樣繞組W_x1＝W₀，將W_X與W₀兩個繞組同名端相接串聯(lián)起來，通入一個測量電流，放大控制電路向同相補(bǔ)償繞組W_F和正交補(bǔ)償繞組W_D中注入同相補(bǔ)償電流I_F和正交補(bǔ)償電流I_D以抵消鐵芯內(nèi)部的殘余磁通。當(dāng)I₁×W₀+I₂×W_Xi+I_D×W_D+I_F×W_F＝0時，其中I₁為標(biāo)準(zhǔn)電流互感器T₀二次電流，I₂為被檢電流互感器T_X二次電流，校驗儀處于平衡狀態(tài)。則這時儀器上示值就是W_x1相對與W₀在1:1時自校準(zhǔn)的誤差λ₁。撥動K₁、K₂聯(lián)動開關(guān)，依次測得十段W_xi相對于W₀自校準(zhǔn)的誤差λ_i。

優(yōu)選地，由上述方法得到被檢輸入繞組Wx各段的比率誤差λ₁至λ_i(i＝1、2……10)。本發(fā)明的實施方式，被檢輸入繞組Wx采用了屏蔽定向引流結(jié)構(gòu)，當(dāng)撥動開關(guān)K₁、K₂到任意組合使用時，由匝間容性泄漏引起的附加誤差可忽略，通過公式(3)計算可得到本發(fā)明提出的一種可自校準(zhǔn)的多變磁勢比較型互感器檢驗儀從2:1至10:1的自身的比率誤差，

式(3)中，n為被檢輸入繞組Wx撥動位置，δ_n為檢驗儀比率為n:1時的誤差，λ_i被檢輸入繞組Wx第i段的比率誤差。通過計算得到校驗儀自身的誤差后，通過讀取兩個標(biāo)準(zhǔn)互感器和檢測繞組W_J的誤差之差，即可計算得到檢測繞組W_J的誤差。采用這種原理的互感器校驗儀，因為標(biāo)準(zhǔn)輸入繞組W₀和被檢輸入繞組Wx不相等，通過本發(fā)明的實施方式，可以檢測不同變比的電流互感器和自平衡電流校驗儀，同時本發(fā)明提出的校驗儀具有自校準(zhǔn)能力，具有廣泛的應(yīng)用空間。

已經(jīng)通過參考少量實施方式描述了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，正如附帶的專利權(quán)利要求所限定的，除了本發(fā)明以上公開的其他的實施例等同地落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

通常地，在權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語都根據(jù)他們在技術(shù)領(lǐng)域的通常含義被解釋，除非在其中被另外明確地定義。所有的參考“一個/所述/該[裝置、組件等]”都被開放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個實例，除非另外明確地說明。這里公開的任何方法的步驟都沒必要以公開的準(zhǔn)確的順序運(yùn)行，除非明確地說明。