專利名稱：電流比例標(biāo)準(zhǔn)式高準(zhǔn)確度電流互感器檢定方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種互感器校驗(yàn)方法及裝置，具體地說(shuō)涉及一種采用電流比例標(biāo)準(zhǔn)作基準(zhǔn)的高準(zhǔn)確度電流互感器檢定方法及裝置，屬于電能計(jì)量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)例如趙修民編著的互感器從書《電流比例標(biāo)準(zhǔn)》，其中介紹了各種電流比例標(biāo)準(zhǔn)如雙級(jí)電流互感器、電流比較儀、零磁通電流互感器，及其互感器檢定裝置，其測(cè)量回路和補(bǔ)償信號(hào)輸出回路都是采用電工式模擬電路形式，需要經(jīng)歷兩次目測(cè)手動(dòng)調(diào)節(jié)平衡，一次調(diào)節(jié)零磁通，一次測(cè)誤差，當(dāng)”調(diào)零”和”測(cè)量”的指零儀均指零，讀數(shù)才是正確的，兩個(gè)過(guò)程必須分時(shí)切換進(jìn)行，該校驗(yàn)方法操作復(fù)雜、耗費(fèi)時(shí)間，同時(shí)檢定裝置使用的調(diào)零負(fù)荷含有容性負(fù)荷，容易受到電源頻率干擾，當(dāng)外界電源頻率波動(dòng)較大時(shí)，將會(huì)加劇調(diào)零難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新的電流比例標(biāo)準(zhǔn)式高準(zhǔn)確度互感器檢定方法及裝置，使用這種檢定方法及裝置的補(bǔ)償調(diào)零和誤差測(cè)量過(guò)程均無(wú)需人工干預(yù)即可在較短的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)完成，并且不受電源頻率干擾、準(zhǔn)確度高。
本發(fā)明的方案是一種電流比例標(biāo)準(zhǔn)式高準(zhǔn)確度互感器檢定方法，用一臺(tái)電流比例標(biāo)準(zhǔn)1作為基準(zhǔn)，被試高準(zhǔn)確度電流互感器2的一次繞組極性端與電流比例標(biāo)準(zhǔn)1的一次繞組極性端相連，升流器3向被試高準(zhǔn)確度電流互感器2和電流比例標(biāo)準(zhǔn)1的一次繞組非極性端輸入一次電流信號(hào)，被試高準(zhǔn)確度電流互感器2的二次繞組極性端與電流比例標(biāo)準(zhǔn)1的二次繞組、補(bǔ)償繞組NB的極性端相連，通過(guò)被試高準(zhǔn)確度電流互感器2二次非極性端后的二次負(fù)荷4提取被試參考電流信號(hào)Tx，通過(guò)電流比例標(biāo)準(zhǔn)1的二次非極性端提取標(biāo)準(zhǔn)參考電流信號(hào)T0，通過(guò)被試高準(zhǔn)確度電流互感器2的二次繞組與電流比例標(biāo)準(zhǔn)1二次繞組的公共端提取差值信號(hào)K，接地端為D，上述信號(hào)送到校驗(yàn)儀5進(jìn)行處理，補(bǔ)償繞組NB回路不用調(diào)零負(fù)荷箱，a，電流比例標(biāo)準(zhǔn)1為零磁通電流互感器或電流比較儀時(shí)，利用微處理器通過(guò)對(duì)檢測(cè)繞組ND的指零檢測(cè)信號(hào)JU進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，生成可調(diào)的數(shù)字形式零磁通補(bǔ)償信號(hào)，然后再轉(zhuǎn)換成模擬量的自動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)B輸出到電流比例標(biāo)準(zhǔn)1的補(bǔ)償線圈NB進(jìn)行零磁通自動(dòng)補(bǔ)償；b，電流比例標(biāo)準(zhǔn)1為雙級(jí)電流互感器時(shí)，采用反相器21將差值信號(hào)K等值反相后輸出作為補(bǔ)償信號(hào)B，并輸出到電流比例標(biāo)準(zhǔn)1的補(bǔ)償線圈NB進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償；上述檢定方法中，當(dāng)電流比例標(biāo)準(zhǔn)1為零磁通電流互感器或電流比較儀時(shí)，采用了反相器21將差值信號(hào)K等值反相后迭加到補(bǔ)償信號(hào)上輸出，作為零磁通自動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)B。
使用上述方法的電流比例標(biāo)準(zhǔn)式高準(zhǔn)確度互感器檢定裝置，由電流比例標(biāo)準(zhǔn)1、升流器3、二次負(fù)荷4及校驗(yàn)儀5組成，校驗(yàn)儀5由參考電流采樣電路6、放大濾波電路7、90°移相電路8、90°保持鑒相電路9、0°移相電路10、0°保持鑒相電路11、差值信號(hào)采樣電路12、放大濾波電路13、采樣保持電路14、A/D轉(zhuǎn)換電路15、微處理器16、放大濾波整流電路17、同相分量D/A轉(zhuǎn)換電路18，正交分量D/A轉(zhuǎn)換電路19、加法電路20、反相器21及信號(hào)放大輸出電路22組成；差值信號(hào)K及D兩端接入差值信號(hào)采樣電路12的輸入端，差值信號(hào)采樣電路12的輸出經(jīng)放大濾波電路13和采樣保持電路1 4與A/D轉(zhuǎn)換電路15的輸入端相連；參考電流信號(hào)端Tx及T0接參考電流采樣電路6的輸入端，參考電流采樣電路6的輸出經(jīng)放大濾波電路7與90°移相電路8及0°移相電路10的輸入端相連；90°移相電路8的輸出經(jīng)90°保持鑒相電路9與微處理器16的一個(gè)數(shù)據(jù)輸入口相連，90°移相電路8的輸出還與正交分量D/A轉(zhuǎn)換電路19的控制輸入端相連；0°移相電路10的輸出經(jīng)0°保持鑒相電路11與微處理器16的另一個(gè)數(shù)據(jù)輸入口相連，0°移相電路10的輸出還與同相分量D/A轉(zhuǎn)換電路18的控制輸入端及A/D轉(zhuǎn)換電路15的輸入端相連；指零檢測(cè)信號(hào)JU接放大濾波整流電路17的輸入端，放大濾波整流電路17的輸出接A/D轉(zhuǎn)換電路15的輸入；A/D轉(zhuǎn)換電路15的數(shù)據(jù)輸出送至微處理器16的數(shù)據(jù)總線輸入端，微處理器16的數(shù)據(jù)總線輸出接同相分量D/A轉(zhuǎn)換電路18及正交分量D/A轉(zhuǎn)換電路19的數(shù)據(jù)輸入端，同相分量D/A轉(zhuǎn)換電路18及正交分量D/A轉(zhuǎn)換電路19的輸出接加法電路20的輸入，反相器21的輸入端引入來(lái)自差值信號(hào)K及D兩端的信號(hào)，反相器21的輸出接到加法電路20，加法電路20的輸出信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大電路22放大后即為自動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)B。
上述的電流比例標(biāo)準(zhǔn)式高準(zhǔn)確度互感器檢定裝置，其校驗(yàn)儀5中的差值信號(hào)采樣電路12由準(zhǔn)確度等級(jí)達(dá)到0.1的電流互感器23及運(yùn)算放大器為主體的I/V轉(zhuǎn)換電路24組成。
上述的電流比例標(biāo)準(zhǔn)式高準(zhǔn)確度互感器檢定裝置，其差值信號(hào)采樣電路12的等效輸入阻抗小于等于0.02Ω。
本發(fā)明利用微處理器對(duì)于電流比較儀和零磁通電流互感器類電流比例標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)對(duì)檢測(cè)繞組ND的指零檢測(cè)信號(hào)JU數(shù)據(jù)分析生成自動(dòng)可調(diào)的零磁通補(bǔ)償信號(hào)；對(duì)于雙級(jí)電流互感器類電流比例標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)生成與差值信號(hào)K絕對(duì)值相等但符號(hào)相反的自動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)B實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償，測(cè)差回路K，D端子間為低輸入阻抗，使得“調(diào)零”和“測(cè)量”工作可以同時(shí)進(jìn)行不需手動(dòng)切換。由于不用調(diào)零負(fù)荷箱即沒(méi)有容性負(fù)荷，則調(diào)零過(guò)程不受電源頻率干擾，檢定過(guò)程能在很短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)完成，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度節(jié)省了大量時(shí)間。本發(fā)明專門用來(lái)檢定0.01級(jí)及以上級(jí)別的高準(zhǔn)確度電流互感器，準(zhǔn)確度可以達(dá)到同相分量誤差ΔX＝±(2％X+2％Y+2個(gè)字)，正交分量誤差ΔY＝±(2％X+2％Y+5個(gè)字)，X為同相分量測(cè)量值，Y為正交分量測(cè)量值。


圖1電流比例標(biāo)準(zhǔn)式高準(zhǔn)確度互感器檢定裝置的檢定接線圖；圖2為電流比例標(biāo)準(zhǔn)式高準(zhǔn)確度互感器檢定裝置中校驗(yàn)儀的原理框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1中，電流比例標(biāo)準(zhǔn)1是零磁通雙級(jí)電流互感器，被試高準(zhǔn)確度電流互感器2的一次繞組極性端與電流比例標(biāo)準(zhǔn)1的一次繞組極性端相連，升流器3向被試高準(zhǔn)確度電流互感器2和電流比例標(biāo)準(zhǔn)1的一次繞組非極性端輸入一次電流信號(hào)，被試高準(zhǔn)確度電流互感器2的二次繞組極性端與電流比例標(biāo)準(zhǔn)1的二次繞組、補(bǔ)償繞組NB的極性端相連，通過(guò)被試高準(zhǔn)確度電流互感器2二次非極性端后的二次負(fù)荷4提取被試參考電流信號(hào)Tx，通過(guò)電流比例標(biāo)準(zhǔn)1的二次非極性端提取標(biāo)準(zhǔn)參考電流信號(hào)T0，通過(guò)被試高準(zhǔn)確度電流互感器2的二次繞組與電流比例標(biāo)準(zhǔn)1二次繞組的公共極性端提取差值信號(hào)K，接地端為D，上述信號(hào)送到校驗(yàn)儀5進(jìn)行處理，補(bǔ)償繞組NB回路不用調(diào)零負(fù)荷箱，而是利用微處理器以程序方式通過(guò)對(duì)檢測(cè)繞組ND的指零檢測(cè)信號(hào)JU進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，生成可調(diào)的數(shù)字形式零磁通補(bǔ)償信號(hào)，然后再轉(zhuǎn)換成模擬量的自動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)輸出，同時(shí)還用反相器21將差值信號(hào)K等值反相后迭加到補(bǔ)償信號(hào)上輸出再作為零磁通自動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)B，這樣可將差值信號(hào)K、D端電位差對(duì)調(diào)零過(guò)程所帶來(lái)的影響完全補(bǔ)償?shù)簟?br> 在圖2中，差值信號(hào)K及D經(jīng)電流互感器23隔離輸入，電流互感器23的準(zhǔn)確度等級(jí)達(dá)到0.1，I/V轉(zhuǎn)換電路24是運(yùn)算放大電路，兩者組合而成的差值信號(hào)采樣電路12使差值輸入端K、D間有較低的等效輸入阻抗，其阻抗小于等于0.02Ω，基本滿足了零磁通條件，以保證調(diào)零和測(cè)量工作能同時(shí)進(jìn)行；差值信號(hào)經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換電路24轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再由差值放大濾波電路13進(jìn)行信號(hào)放大和濾波，經(jīng)采樣保持電路14后輸入到A/D轉(zhuǎn)換電路15的輸入端；A/D轉(zhuǎn)換電路15將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送到微處理器16的數(shù)據(jù)總線；參考電流信號(hào)Tx及T0經(jīng)參考電流采樣電路6，輸出電壓信號(hào)到放大濾波電路7，放大濾波電路7的輸出信號(hào)一路經(jīng)0°移相電路10后到0°保持鑒相電路11再到微處理器16的一個(gè)數(shù)據(jù)輸入口，另一路經(jīng)90°移相電路8后到90°保持鑒相電路9再到微處理器16的另一個(gè)數(shù)據(jù)輸入口；0°移相電路10輸出信號(hào)并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器15后再到微處理器16輸出百分表值；指零檢測(cè)信號(hào)JU經(jīng)放大濾波整流電路17輸出到A/D轉(zhuǎn)換電路15，由A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字形式指零檢測(cè)信號(hào)到微處理器16，為調(diào)零補(bǔ)償信號(hào)的生成提供實(shí)時(shí)檢測(cè)信號(hào)；微處理器16根據(jù)來(lái)自參考電流回路中0°保持鑒相電路11和90°保持鑒相電路9的信號(hào)對(duì)來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換電路15的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出同相分量和正交分量并輸出到顯示電路顯示誤差值，同時(shí)，微處理器16根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換電路15模數(shù)轉(zhuǎn)換的指零信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，生成并輸出兩路可調(diào)數(shù)字信號(hào)(補(bǔ)償信號(hào)的同相分量和正交分量)，0°移相電路10輸出信號(hào)控制同相分量D/A轉(zhuǎn)換器18工作，90°移相電路8輸出信號(hào)控制正交分量D/A轉(zhuǎn)換器19工作，兩路D/A轉(zhuǎn)換器的模擬輸出信號(hào)由加法電路20進(jìn)行迭加；反相器21將差值信號(hào)K及D反相處理后輸出到加法電路20，迭加到來(lái)自兩路D/A轉(zhuǎn)換器18、19的模擬輸出信號(hào)上，使差值信號(hào)K對(duì)補(bǔ)償信號(hào)B的電位差為零，進(jìn)一步補(bǔ)償差值信號(hào)K對(duì)地電位所產(chǎn)生的影響；信號(hào)放大電路22將加法電路20輸出的信號(hào)進(jìn)行功率放大使其具有一定負(fù)載能力，其輸出即為自動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)B。
權(quán)利要求
1.一種電流比例標(biāo)準(zhǔn)式高準(zhǔn)確度互感器檢定方法，用一臺(tái)電流比例標(biāo)準(zhǔn)(1)作為基準(zhǔn)，被試高準(zhǔn)確度電流互感器(2)的一次繞組極性端與電流比例標(biāo)準(zhǔn)(1)的一次繞組極性端相連，升流器(3)向被試高準(zhǔn)確度電流互感器(2)和電流比例標(biāo)準(zhǔn)(1)的一次繞組非極性端輸入一次電流信號(hào)，被試高準(zhǔn)確度電流互感器(2)的二次繞組極性端與電流比例標(biāo)準(zhǔn)(1)的二次繞組及補(bǔ)償繞組NB的極性端相連，通過(guò)被試高準(zhǔn)確度電流互感器(2)二次非極性端后的二次負(fù)荷(4)提取被試參考電流信號(hào)Tx，通過(guò)電流比例標(biāo)準(zhǔn)1的二次非極性端提取標(biāo)準(zhǔn)參考電流信號(hào)T0，通過(guò)被試高準(zhǔn)確度電流互感器(2)的二次繞組與電流比例標(biāo)準(zhǔn)(1)二次繞組的公共端提取差值信號(hào)K，接地端為D，上述信號(hào)送到校驗(yàn)儀(5)進(jìn)行處理，其特征在于補(bǔ)償繞組NB回路不用調(diào)零負(fù)荷箱，a，電流比例標(biāo)準(zhǔn)(1)為零磁通電流互感器或電流比較儀時(shí)，利用微處理器通過(guò)對(duì)檢測(cè)繞組ND的指零檢測(cè)信號(hào)JU進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，生成可調(diào)的數(shù)字形式零磁通補(bǔ)償信號(hào)，然后再轉(zhuǎn)換成模擬量的自動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)B輸出到電流比例標(biāo)準(zhǔn)(1)的補(bǔ)償線圈NB進(jìn)行零磁通自動(dòng)補(bǔ)償；b，電流比例標(biāo)準(zhǔn)(1)為雙級(jí)電流互感器時(shí)，采用反相器(21)將差值信號(hào)K等值反相信號(hào)輸出作為補(bǔ)償信號(hào)B，并輸出到電流比例標(biāo)準(zhǔn)(1)的補(bǔ)償線圈NB進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的檢定方法，其特征在于電流比例標(biāo)準(zhǔn)(1)為零磁通電流互感器或電流比較儀時(shí)，采用了反相器(21)將差值信號(hào)K等值反相后迭加到補(bǔ)償信號(hào)上作為零磁通自動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)B，再輸出到電流比例標(biāo)準(zhǔn)(1)的補(bǔ)償繞組。
3.一種應(yīng)用上述方法的電流比例標(biāo)準(zhǔn)式高準(zhǔn)確度互感器檢定裝置，由電流比例標(biāo)準(zhǔn)(1)、升流器(3)、二次負(fù)荷(4)及校驗(yàn)儀(5)組成，校驗(yàn)儀(5)由參考電流采樣電路(6)、放大濾波電路(7)、90°移相電路(8)、90°保持鑒相電路(9)、0°移相電路(10)、0°保持鑒相電路(11)、差值信號(hào)采樣電路(12)、放大濾波電路(13)、采樣保持電路(14)、A/D轉(zhuǎn)換電路(15)、微處理器(16)、放大濾波整流電路(17)、同相分量D/A轉(zhuǎn)換電路(18)、正交分量D/A轉(zhuǎn)換電路(19)、加法電路(20)、反相器(21)及信號(hào)放大輸出電路(22)組成；差值信號(hào)K及D兩端接入差值信號(hào)采樣電路(12)的輸入端，差值信號(hào)采樣電路(12)的輸出經(jīng)放大濾波電路(13)和采樣保持電路(14)與A/D轉(zhuǎn)換電路(15)的輸入端相連；參考電流信號(hào)端Tx及T0接參考電流采樣電路(6)的輸入端，參考電流采樣電路(6)的輸出經(jīng)放大濾波電路(7)與90°移相電路(8)及0°移相電路(10)的輸入端相連；90°移相電路(8)的輸出經(jīng)90°保持鑒相電路(9)與微處理器(16)的一個(gè)數(shù)據(jù)輸入口相連，90°移相電路(8)的輸出還與正交分量D/A轉(zhuǎn)換電路(19)的控制輸入端相連；0°移相電路(10)的輸出經(jīng)0°保持鑒相電路(11)與微處理器(16)的另一個(gè)數(shù)據(jù)輸入口相連，0°移相電路(10)的輸出還與同相分量D/A轉(zhuǎn)換電路(18)的控制輸入端及A/D轉(zhuǎn)換電路(15)的輸入端相連；指零檢測(cè)信號(hào)JU接放大濾波整流電路(17)的輸入端，放大濾波整流電路(17)的輸出接A/D轉(zhuǎn)換電路(15)的輸入；A/D轉(zhuǎn)換電路(15)的數(shù)據(jù)輸出送至微處理器(16)的數(shù)據(jù)總線輸入端，微處理器(16)的數(shù)據(jù)總線輸出接同相分量D/A轉(zhuǎn)換電路(18)及正交分量D/A轉(zhuǎn)換電路(19)的數(shù)據(jù)輸入端，同相分量D/A轉(zhuǎn)換電路(18)及正交分量D/A轉(zhuǎn)換電路(19)的輸出接加法電路(20)的輸入，反相器(21)的輸入端引入來(lái)自差值信號(hào)K及D兩端的信號(hào)，反相器(21)的輸出接到加法電路(20)，加法電路(20)的輸出信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大電路(22)放大后即為自動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)B。
4.根據(jù)權(quán)力要求3所述的電流比例標(biāo)準(zhǔn)式高準(zhǔn)確度互感器檢定裝置，其特征在于校驗(yàn)儀(5)中的差值信號(hào)采樣電路(12)由準(zhǔn)確度等級(jí)達(dá)到0.1的電流互感器(23)及運(yùn)算放大器為主體的I/V轉(zhuǎn)換電路(24)組成。
5.根據(jù)權(quán)力要求4所述的電流比例標(biāo)準(zhǔn)式高準(zhǔn)確度互感器檢定裝置，其差值信號(hào)采樣電路(12)的等效輸入阻抗小于等于0.02Ω。
全文摘要
一種電流比例標(biāo)準(zhǔn)式高準(zhǔn)確度互感器檢定方法及裝置，補(bǔ)償繞組回路不用調(diào)零負(fù)荷箱，而是利用微處理器通過(guò)對(duì)檢測(cè)繞組的指零檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析生成零磁通自動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)，或采用反相器將差值信號(hào)等值反相后作為補(bǔ)償信號(hào)，整個(gè)工作過(guò)程不需手動(dòng)切換且不受電源頻率干擾，檢定過(guò)程能在很短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)完成，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度節(jié)省了大量時(shí)間，本發(fā)明專門用來(lái)檢定0.01級(jí)及以上級(jí)別的高準(zhǔn)確度電流互感器。
文檔編號(hào)G01R35/02GK1430069SQ0215418
公開(kāi)日2003年7月16日 申請(qǐng)日期2002年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月31日
發(fā)明者王勤, 呂玲, 王宇, 顧紅波 申請(qǐng)人:武漢華電國(guó)電高壓科技發(fā)展有限公司