專利名稱：一種電子式互感器校驗裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力設備試驗領域，具體涉及一種電子式互感器校驗裝置。
背景技術：
傳統(tǒng)的互感器校驗裝置由標準互感器、被測互感器及互感器校驗儀組成。其中，互感器校驗儀一般都采用電工式測差原理，即被測互感器與標準互感器接成差值回路，利用測差儀得到被測互感器的比值誤差和相位誤差。隨著技術的進步，以光學互感器為代表的新一代電子式互感器正逐步投放市場。按照國家標準GB/T 20847. 7電子式電壓互感器和GB/T 20847. 8電子式電流互感器的規(guī)定，電子式互感器的二次輸出與傳統(tǒng)互感器的二次輸出不同，可分為模擬量輸出和數(shù)字量輸出兩種。傳統(tǒng)互感器校驗儀因缺乏相應的數(shù)字接口而不能對電子式互感器進行校驗。并且，電子式互感器的模擬量輸出也不是傳統(tǒng)意義上的模擬輸出，它的輸出容量比傳統(tǒng)輸出小許多。傳統(tǒng)電壓互感器的額定二次電壓標準值為100V、100V/W，傳統(tǒng)電流互感器的額定二次電流標準值為5A、1A，而模擬輸出的電子式電壓互感器額定二次標準值為I. 625V、2V、
3.25V、4V、6. 5V 或I. 625V/W、2V/忑、3. 25V/W、4V/々、6. 5V/^，模擬量輸出的電子式電流互感器額定二次標準值為22. 5mV、150mV、200mV、225mV、4V。另外，電子式互感器在實際運行中還容易受到鄰相互感器的影響，從而影響電子式互感器的測量性能，因而有必要模擬實際的運行情況對三相電子式互感器同時進行檢測，以考察電子式互感器的抗干擾能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決傳統(tǒng)的互感器校驗裝置缺乏相應的數(shù)字接口而不能對電子式互感器進行校驗的問題。本發(fā)明所述的一種電子式互感器校驗裝置，該校驗裝置包括輸出數(shù)字量信號的標準電子式互感器組、標準合并單元、信號調(diào)理箱、工業(yè)計算機、光纖收發(fā)接口、模擬量輸入接口和光脈沖擴展接口，所述信號調(diào)理箱包括1號光纖收發(fā)器、2號光纖收發(fā)器、過壓保護電路、數(shù)據(jù)采集卡和光脈沖擴展電路；所述的數(shù)據(jù)采集卡包括A/D轉(zhuǎn)換模塊和同步脈沖發(fā)送模塊；所述工業(yè)計算機配置有I號電以太網(wǎng)接口、2號電以太網(wǎng)接口和PCI總線接口，輸出數(shù)字量信號的標準電子式互感器組發(fā)出的光纖串口數(shù)據(jù)通過光纖發(fā)送至標準合并單元，標準合并單元按照IEC 61850協(xié)議將接收到的數(shù)據(jù)進行組幀后通過光纖發(fā)送至I號光纖收發(fā)器的光接口，I號光纖收發(fā)器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號后通過網(wǎng)線送入工業(yè)計算機的I號電以太網(wǎng)接口；光纖收發(fā)接口將接收到的數(shù)據(jù)按照IEC 61850協(xié)議進行組幀后發(fā)送至2號光纖收發(fā)器的光接口，2號光纖收發(fā)器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號后通過網(wǎng)線送入工業(yè)計算機的2號電以太網(wǎng)接口；模擬量輸入接口將接收到的模擬量信號輸入至信號調(diào)理箱的過壓保護電路的輸入端，過壓保護電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡中的A/D轉(zhuǎn)換模塊的模擬信號輸入端相連，數(shù)據(jù)采集卡的PCI總線通過屏蔽電纜與工業(yè)計算機的PCI總線接口連接；工業(yè)計算機通過PCI總線接口采集數(shù)據(jù)采集卡輸出的采集數(shù)據(jù)，該工業(yè)計算機還通過PCI總線接口發(fā)送電脈沖同步信號給數(shù)據(jù)采集卡的同步脈沖發(fā)送模塊，同步脈沖發(fā)送模塊將電脈沖同步信號同時送入A/D轉(zhuǎn)換模塊的同步觸發(fā)信號輸入端和光脈沖擴展電路的同步觸發(fā)信號輸入端，光脈沖擴展電路將接收到的同步觸發(fā)信號擴展成兩路光脈沖同步信號syn，并將該兩路光脈沖同步信號syn分別通過光纖發(fā)送至標準合并單元的同步信號輸入端和光脈沖擴展接口的 光同步信號輸入端。本發(fā)明所述的一種電子式互感器校驗裝置在應用中，通過光纖收發(fā)接口與被校合并單元連接，通過模擬量輸入接口與外部輸出模擬量信號的被校電子式互感器組連接，實現(xiàn)對電子式互感器的檢驗。 本發(fā)明所述的電子式互感器校驗裝置與現(xiàn)有技術相比，具有如下特征和優(yōu)點I、本發(fā)明可以滿足模擬量輸出和數(shù)字量輸出的電子式互感器的校驗要求，測量不確定度水平優(yōu)于0.05%。2、本發(fā)明可以對多臺電子式互感器同時進行檢測，不僅能提高檢測工作的效率，還能對電子式互感器的一致性和抗干擾能力進行檢測和評價。3、本發(fā)明建立了符合IEC61850通訊協(xié)議的數(shù)字量輸出的標準電子式互感器，還可以用來對合并單元進行性能測試和評價。本發(fā)明提供了一種能滿足電子式互感器性能檢測要求的電子式互感器校驗裝置及該裝置，實現(xiàn)對合并單元性能的測試方法，不僅能夠?qū)?shù)字量輸出和模擬量輸出的電子式互感器進行誤差校驗，而且還能夠?qū)Χ嗯_同型號的電子式互感器的一致性和抗干擾能力進行檢測。


圖I為本發(fā)明的電子式互感器校驗裝置的整體結構圖；圖2為本發(fā)明的標準電子式互感器的電器原理示意圖；圖3為本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集器1-3的電器原理示意圖；圖4為本發(fā)明的合并單元在測試時的接線示意圖；圖5為本發(fā)明的同時對3臺電子式互感器測試時的接線示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、結合圖I具體說明本實施方式，本實施方式所述的一種電子式互感器校驗裝置，該校驗裝置包括輸出數(shù)字量信號的標準電子式互感器組I、標準合并單元2、信號調(diào)理箱3、工業(yè)計算機4、光纖收發(fā)接口 5、模擬量輸入接口 6和光脈沖擴展接口 7，所述信號調(diào)理箱3包括1號光纖收發(fā)器3-1、2號光纖收發(fā)器3-2、過壓保護電路3-3、數(shù)據(jù)采集卡3-4和光脈沖擴展電路3-5 ;所述的數(shù)據(jù)采集卡3-4包括:A/D轉(zhuǎn)換模塊3_4_1和同步脈沖發(fā)送模塊3-4-2 ;所述工業(yè)計算機4配置有I號電以太網(wǎng)接口 4-1、2號電以太網(wǎng)接口 4-2和PCI總線接口 4-3，輸出數(shù)字量信號的標準電子式互感器組I發(fā)出的光纖串口數(shù)據(jù)通過光纖發(fā)送至標準合并單元2，標準合并單元2按照IEC 61850協(xié)議將接收到的數(shù)據(jù)進行組幀后通過光纖發(fā)送至I號光纖收發(fā)器3-1的光接口，I號光纖收發(fā)器3-1將光信號轉(zhuǎn)換成電信號后通過網(wǎng)線送入工業(yè)計算機4的I號電以太網(wǎng)接口 4-1 ；校驗裝置的標準通道由輸出數(shù)字量信號的標準電子式互感器組I、標準合并單元
2、I號光纖收發(fā)器3-1和I號電以太網(wǎng)接口 4-1組成。輸出數(shù)字量信號的標準電子式互感器組I發(fā)出的光纖串口數(shù)據(jù)通過光纖發(fā)送至標準合并單元2，標準合并單元2按照IEC 61850協(xié)議將接收到的數(shù)據(jù)進行組幀后通過光纖發(fā)送至I號光纖收發(fā)器3-1的光接口，I號光纖收發(fā)器3-1將光信號轉(zhuǎn)換成電信號后通過網(wǎng)線送入工業(yè)計算機4的I號電以太網(wǎng)接口 4-1 ；校驗裝置數(shù)字量輸出的電子式互感器的被校通道由光纖收發(fā)接口 5、2號光纖收發(fā)器3-2和2號電以太網(wǎng)接口 4-2組成。輸出數(shù)字量信號的被校電子式互感器組的數(shù)字量輸出端與被校合并單元的數(shù)字量輸入端連接，被校合并單元的通過光纖收發(fā)接口 5將數(shù)據(jù)按照IEC 61850協(xié)議進行組幀后發(fā)送至2號光纖收發(fā)器3-2的光接口，2號光纖收發(fā)器3_2將光信號轉(zhuǎn)換成電信號后通過網(wǎng)線送入工業(yè)計算機4的2號電以太網(wǎng)接口 4-2 ； 校驗裝置模擬量輸出的電子式互感器的被校通道由模擬量輸入接口 6、過壓保護電路3-3、數(shù)據(jù)采集卡3-4和PCI總線接口 4-3組成。輸出模擬量信號的被校電子式互感器組通過模擬量輸入接口 6將模擬量信號輸入至信號調(diào)理箱3的過壓保護電路3-3的輸入端，過壓保護電路3-3的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡3-4中的A/D轉(zhuǎn)換模塊3-4-1的模擬信號輸入端相連，數(shù)據(jù)采集卡3-4的PCI總線通過屏蔽電纜與工業(yè)計算機4的PCI總線接口 4-3連接；校驗裝置的同步發(fā)生通道由PCI總線接口 4-3、數(shù)據(jù)采集卡3-4、光脈沖擴展電路
3-5、標準合并單元2和光脈沖擴展接口 7組成。工業(yè)計算機4通過PCI總線接口 4-3采集數(shù)據(jù)采集卡3-4輸出的采集數(shù)據(jù)，該工業(yè)計算機4還通過PCI總線接口 4-3發(fā)送電脈沖同步信號給數(shù)據(jù)采集卡3-4的同步脈沖發(fā)送模塊3-4-2，同步脈沖發(fā)送模塊3-4-2將電脈沖同步信號同時送入A/D轉(zhuǎn)換模塊3-4-1的同步觸發(fā)信號輸入端和光脈沖擴展電路3-5的同步觸發(fā)信號輸入端，光脈沖擴展電路3-5將接收到的同步觸發(fā)信號擴展成兩路光脈沖同步信號syn，并將該兩路光脈沖同步信號syn分別通過光纖發(fā)送至標準合并單元2的同步信號輸入端和光脈沖擴展接口 7的光同步信號輸入端，光脈沖擴展接口 7的同步信號輸出端與被校合并單元的同步信號輸入端連接。
具體實施方式
二、結合圖2具體說明本實施方式，本具體實施方式
與具體實施方式
一所述的一種電子式互感器校驗裝置的區(qū)別在于，所述的輸出數(shù)字量信號的標準電子式互感器組I包括標準電流互感器1-1、電流變換器1-2、標準電壓互感器1-4、電壓變換器1-5和數(shù)據(jù)采集器1-3，標準電流互感器1-1的電流信號輸出端接電流變換器1-2的電流信號輸入端，電流變換器1-2的模擬電流數(shù)據(jù)輸出端接數(shù)據(jù)采集器1-3的模擬電流數(shù)據(jù)輸入端；標準電壓互感器1-4的電壓信號輸出端接電壓變換器1-5的電壓信號輸入端，電壓變換器1-5的模擬電壓數(shù)據(jù)輸出端接數(shù)據(jù)采集器1-3的模擬電壓數(shù)據(jù)輸入端，數(shù)據(jù)采集器1-3的數(shù)據(jù)輸出端接標準合并單元2的數(shù)據(jù)輸入端，所述的光脈沖擴展電路3-5的光脈沖信號輸出端連接數(shù)據(jù)采集器1-3的光脈沖信號輸入端。
具體實施方式
三、結合圖3具體說明本實施方式，本具體實施方式
與具體實施方式
二的區(qū)別在于，所述數(shù)據(jù)采集器1-3包括可編程增益放大器組1-3-1、A/D轉(zhuǎn)換器組1-3-2、數(shù)據(jù)處理器1-3-3、邏輯控制器組1-3-4、配置管理器1-3-5、電以太網(wǎng)配置接口1-3-6、光同步接收接口 1-3-7、協(xié)議組幀模塊1-3-8、光以太網(wǎng)收發(fā)接口 1-3-9和光纖串口發(fā)送接口 1-3-10 ；電流變換器1-2的模擬電流信號和電壓變換器1-5的模擬電壓信號同時發(fā)送至可編程增益放大器組1-3-1，可編程增益放大器組1-3-1將接收的模擬電流信號按照其初始增益放大后發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換器組l-3-2，A/D轉(zhuǎn)換器組1-3-2將輸入模擬電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電流信號后發(fā)送至數(shù)據(jù)處理器1-3-3，數(shù)據(jù)處理器1-3-3根據(jù)輸入數(shù)字電流信號計算得到的數(shù)字電流信號的幅值，數(shù)據(jù)處理器1-3-3將計算得到的數(shù)字電流信號的幅值發(fā)送至邏輯控制器組1-3-4，邏輯控制器組1-3-4根據(jù)數(shù)據(jù)處理器1-3-3得到的數(shù)字電流信號調(diào)節(jié)可編程增益放大器組1-3-1的增益；可編程增益放大器組1-3-1將接收的模擬電壓信號按照其初始增益放大后發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換器組1-3-2，A/D轉(zhuǎn)換器組1-3-2將輸入模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號后發(fā)送至數(shù)據(jù)處理器1-3-3，數(shù)據(jù)處理器1-3-3根據(jù)輸入數(shù)字電壓信號計算得到的數(shù)字電壓信號的幅值，數(shù)據(jù)處理器1-3-3將計算得到的數(shù)字電壓信號的幅值發(fā)送至邏輯控制器組1-3-4，邏輯控制器組1-3-4根據(jù)數(shù)據(jù)處理器1-3-3得到的數(shù)字電壓信號調(diào)節(jié)可編程增益放大器組1-3-1的增益；電以太網(wǎng)配置接口 1-3-6連接將配置信息傳送至配置管理器1-3-5，光脈沖擴展電路3-5通過光纖與光同步接收接口 1-3-7連接將同步脈沖信號傳送至邏輯控制器組1-3-4，邏輯控制器組1-3-4將同步脈沖信號發(fā)送至配置管理器1-3-5，配置管理器1-3-5將接收到的配置信息和同步信息傳送至協(xié)議組幀模塊1-3-8，協(xié)議組幀模塊1-3-8根據(jù)接收到的同步信息將數(shù)據(jù)采集器組1-3-3傳送來的數(shù)據(jù)按照IEC61850協(xié)議進行組幀通過光以太網(wǎng)收發(fā)接口 1-3-9發(fā)送至標準合并單元2，協(xié)議組幀模塊1-3-8根據(jù)接收到的配置信息按照IEC 60044-8要求進行組幀以FT3格式通過光纖串口發(fā)送接口 1-3-10發(fā)送至標準合并單元2。所述的數(shù)據(jù)采集器1-3的數(shù)據(jù)處理器1-3-3、邏輯控制器組1-3-4、配置管理器1-3-5和協(xié)議組幀模塊1-3-8由I片F(xiàn)PGA和I片DSP芯片實現(xiàn)。電子式互感器校驗裝置對合并單元性能的測試方法為，輸出數(shù)字量信號的標準電子式互感器組I的光以太網(wǎng)收發(fā)接口 1-3-9輸出滿足IEC 61850協(xié)議的數(shù)字量信號通過光纖發(fā)送至I號光纖收發(fā)器3-1的光接口，I號光纖收發(fā)器3-1將光信號轉(zhuǎn)換成電信號后通過網(wǎng)線接入工業(yè)計算機4的I號電以太網(wǎng)接口 4-1 ;標準電子式互感器的光纖串口發(fā)送接口 1-3-10輸出滿足IEC60044-8要求的FT3格式的數(shù)字量信號通過光纖發(fā)送至被校合并單元，被校合并單元將接收到的數(shù)字量信號按照IEC 61850協(xié)議進行組幀后通過光纖發(fā)送至2號光纖收發(fā)器3-2的光接口，2號光纖收發(fā)器3-2將光信號轉(zhuǎn)換成電信號后通過網(wǎng)線接入工業(yè)計算機4的2號電以太網(wǎng)接口 4-2。本發(fā)明的校驗原理是(1)進行數(shù)字量輸出的電子式互感器校驗標準通道的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過輸出數(shù)字量信號的標準電子式互感器組I、標準合并單元2和I號光纖收發(fā)器3-1，通過I號電以太網(wǎng)接口 4-1送入工業(yè)計算機4 ;被校通道的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過光纖收發(fā)接口 5、2號光纖收發(fā)器3-2和2號電以太網(wǎng)接口 4-2送入工業(yè)計算機4 ;標準通道的數(shù)據(jù)信息和被校通道的數(shù)據(jù)信息的同步由工業(yè)計算機4通過軟件控制，信號調(diào)理箱3的數(shù)據(jù)采集卡3-4的同步脈沖發(fā)送模塊3-4-2接收工業(yè)計算機4的軟件控制命令發(fā)出電脈沖同步信號，光脈沖擴展電路3-5將接收到的電脈沖同步信號擴展成兩路光脈沖同步信號，一路送入標準合并單元2的光同步輸入口，一路送入光脈沖擴展接口 7的光同步輸入口 ；工業(yè)計算機4采用直接測量法，分別計算被校電子式互感器和標準互感器的幅值和相位，從而得到被校電子式互感器的誤差信息。(2)進行模擬量輸出的電子式互感器校驗標準通道的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過輸出數(shù)字量信號的標準電子式互感器組I、標準合并單元2和I號光纖收發(fā)器3-1，通過I號電以太網(wǎng)接口 4-1送入工業(yè)計算機4 ;被校模擬量輸出的被校電子式互感器組輸出的模擬量電壓信號通過屏蔽電纜輸入信號調(diào)理箱3的過壓保護電路3-3的輸入端，過壓保護電路3-3的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡3-4的A/D轉(zhuǎn)換模塊3-4-1的輸入端相連，數(shù)據(jù)采集卡3-4通過屏蔽電纜將被校通道的數(shù)據(jù)信息通過PCI總線接口 4-3送入工業(yè)計算機4 ;標準通道的數(shù)據(jù)信息和被校通道的數(shù)據(jù)信息的同步由工業(yè)計算機4通過軟件控制，工業(yè)計算機4的軟件控制命令發(fā)出電脈沖同步信號，同時送入A/D轉(zhuǎn)換模塊3-4-1的外觸發(fā)輸入端和光脈沖擴展電路3-5的輸入端，光脈沖擴展電路3-5將接收到的電脈沖同步信號擴展成兩路光脈沖同步信號，將其中一路通過光纖送入光脈沖擴展接口 7的光同步輸入口；工業(yè)計算機4采用直接測量法，分別計算被校電子式互感器和標準互感器的幅值和相位，從而得到被校電子式互感器的誤差信息。(3)結合圖4具體說明進行合并單元性能測試標準電子式互感器的光以太網(wǎng)收發(fā)接口 1-3-9輸出滿足IEC 61850協(xié)議的數(shù)字量信號，通過光纖發(fā)送至I號光纖收發(fā)器3-1的光接口，I號光纖收發(fā)器3-1將光信號轉(zhuǎn)換成電信號后通過網(wǎng)線接入工業(yè)計算機4的I號電以太網(wǎng)接口 4-1，作為標準通道的數(shù)據(jù)信息采集；標準電子式互感器的光纖串口發(fā)送接口 1-3-10輸出滿足IEC 60044-8要求的FT3格式的數(shù)字量信號，并通過光纖發(fā)送至光纖收發(fā)接口 5，光纖收發(fā)接口 5將接收到的數(shù)字量信號按照IEC 61850協(xié)議進行組幀后通過光纖發(fā)送至2號光纖收發(fā)器3-2的光接口，2號光纖收發(fā)器3-2將光信號轉(zhuǎn)換成電信號后通過網(wǎng)線接入工業(yè)計算機4的2號電以太網(wǎng)接口 4-2，作為被校通道的數(shù)據(jù)信息采集；標準通道的數(shù)據(jù)信息和被校通道的數(shù)據(jù)信息的同步由工業(yè)計算機4通過軟件控制，信號調(diào)理箱3的數(shù)據(jù)采集卡3-4的同步脈沖發(fā)送模塊3-4-2接收工業(yè)計算機4的軟件控制命令發(fā)出電脈沖同步信號，光脈沖擴展電路3-5將接收到的電脈沖同步信號擴展成兩路光脈沖同步信號，一路送入標準互感器組I的數(shù)據(jù)采集器1-3的光同步接收接口 1-3-7，一路送入光脈沖擴展接口 7的光同步輸入口 ；由于標準通道和被校通道的數(shù)據(jù)均來自標準電子式互感器的數(shù)據(jù)采集器1-3的數(shù)字量輸出，且有同步信號保證信號同步，所以通過工業(yè)計算機4分別計算被校合并單元輸出信息和標準電子式互感器直接輸出信息的幅值和相位，即可得到被校合并單元的誤差信息。(4)結合圖5具體說明對多臺電子式互感器進行一致性和抗干擾能力檢測以檢測3臺數(shù)字量輸出電子式電流互感器為例，其接線示意圖如圖5所示，輸出數(shù)字量信號的標準電子式互感器組I的標準電子式互感器1-A、標準電子式互感器I-B和標準電子式互感器I-C分別與輸出數(shù)字量信號的被校電子式互感器組A、輸出數(shù)字量信號的被校電子式互感器組B和輸出數(shù)字量信號的被校電子式互感器組C串入同一電流回路；作為校驗裝置的標準通道標準電子式互感器1-A、標準電子式互感器I-B和標準電子式互感器I-C分別通過3根光纖與標準合并單元2連接，標準合并單元2將3臺電子式互感器的數(shù)據(jù)信息合并，通過I號光纖收發(fā)器3-1和I號電以太網(wǎng)接口 4-1送入工業(yè)計算機4 ;輸出數(shù)字量信號的被校電子式互感器組A、輸出數(shù)字量信號的被校電子式互感器組B和輸出數(shù)字量信號的被校電子式互感器組C分別通過3根光纖與被校合并單元連接，被校合并單元將3臺被校電子式互感器的數(shù)據(jù)信息合并通過光纖與光纖收發(fā)接口 5的數(shù)據(jù)輸入接口連接，光纖收發(fā)接口 5通過2號光纖收發(fā)器3-2和2號電以太網(wǎng)接口 4-2送入工業(yè)計算機4 ;作為校驗裝置數(shù)字量輸出的電子式互感器的被校通道標準通道的數(shù)據(jù)信息和被校通道的數(shù)據(jù)信息的同步由工業(yè)計算機4通過軟件控制，信號調(diào)理箱3的數(shù)據(jù)采集卡3-4的同步脈沖發(fā)送模塊3-4-2接收工業(yè)計算機4的軟件控制命令發(fā)出電脈沖同步信號，光脈沖擴展電路3-5將接收到的電脈沖同步信號擴展成兩路光脈沖同步信號，一路送入標準合并單元2的光同步輸入口，一路送入光脈沖擴展接口 7的光同步輸入口 ；工業(yè)計算機4采用直接測量法，分別計算3臺被校電子式互感器和3臺標準互感器的幅值和相位，從而得到3臺被校電子式互感器的誤差信息，通過對3臺誤差數(shù)據(jù)的比較，分析3臺互感器一致性和抗干擾能力。下面對本發(fā)明各部分實現(xiàn)的功能和具體采用的元器件參數(shù)進行說明
(I)輸出數(shù)字量信號的標準電子式互感器標準電流互感器1-1采用額定二次輸出為IA的O. OlS級的標準電磁式電流互感器，將一次電流變換為二次電流；標準電壓互感器1-4采用額定二次輸出為100V的O. 01級的標準電磁式電壓互感器，將一次電壓變換為二次電壓；電流變換器1-2采用額定變比為lA/10mA的O. 01級的精密電流互感器，采樣電阻為350，溫度系數(shù)為5ppm，電流變換器1_2將標準電磁式電流互感器的IA電流信號轉(zhuǎn)換成小電壓信號；電壓變換器1-5采用額定變比為100V/5V的O. 01級的精密電壓互感器，將標準電磁式電壓互感器的100V電壓信號轉(zhuǎn)換成小電壓信號；數(shù)據(jù)采集器1-3的可編程增益放大器組1-3-1采用ADI公司的AD8555芯片，可編程增益放大器組1-3-1可通過程序調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，使A/D轉(zhuǎn)換器組1-3-2滿量程信號達到均一化，大大提高測量精度；A/D轉(zhuǎn)換器組1-3-2采用AD公司的AD7656芯片，為250kSPS六通道同時采樣的16位采樣精度的芯片，完成模擬小電壓到數(shù)字量信號的轉(zhuǎn)換功能；數(shù)據(jù)處理器1-3-3、邏輯控制器組1-3-4、配置管理器1-3-5和協(xié)議組幀模塊的功能由DSP和FPGA實現(xiàn)，DSP采用TI公司的型號為TMS320F2812的芯片，F(xiàn)PGA采用Xilinx公司的型號為XC2S100-6PQ208I的芯片；光同步接收接口 1_3_7接收光同步秒脈沖信號，實現(xiàn)采樣信號數(shù)據(jù)的同步，采用Avago公司的HFBR-2412器件實現(xiàn)；電以太網(wǎng)配置接口 1_3_6實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集器1-3的信息配置，其接口采用標準的RJ45接口 ；光以太網(wǎng)收發(fā)接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集器1-3的滿足IEC 61850協(xié)議的數(shù)據(jù)發(fā)送，采用Avago公司的AFBR-5803器件實現(xiàn)；光纖發(fā)送接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集器1-3的滿足IEC 60044-8要求的FT3格式的數(shù)字量信號的數(shù)據(jù)發(fā)送，采用Avago公司的HFBR-1414器件實現(xiàn)。(2)標準合并單元本實施例采用的標準合并單元2的許繼電氣股份有限公司的型號為DMU820的合并單元，接收最多9臺標準電子式互感器的數(shù)據(jù)采集器1-3的光纖串口發(fā)送接口 1-3-10輸出的滿足IEC 60044-8要求的FT3格式的數(shù)字量信號，并將多臺標準電子式互感器的串口信號按照IEC 61850協(xié)議進行組幀，通過光纖以太網(wǎng)口對外發(fā)送。(3)信號調(diào)理箱I號光纖收發(fā)器3-1和2號光纖收發(fā)器3-2實現(xiàn)光以太網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的功能，以便于工業(yè)計算機進行數(shù)據(jù)通訊，采用NetLINK公司的HTB-1100型光纖收發(fā)器；過壓過壓保護電路3-3，采用的器件是TVS管，保護數(shù)據(jù)采集卡3-4免受過壓沖擊；光脈沖擴展電路3-5接收數(shù)據(jù)采集卡的同步脈沖發(fā)生器3-4-2發(fā)送的電脈沖信號，將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成光脈沖信號，并擴展成2路光脈沖信號輸出，為校驗裝置的標準通道和被校通道提供光同步秒脈沖信號，采用2片Avago公司的HFBR-1414器件實現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集卡3-4實現(xiàn)對模擬量輸出的被校電子式互感器組的數(shù)據(jù)采集功能，采用NI公司的PCI-6281型M系列多功能數(shù)據(jù)采集卡，采用PCI總線與工業(yè)計算機4進行數(shù)據(jù)通信，其主要參數(shù)為DADC 分辨率18Bits ; 2)采樣率625kS/s單通道，500kS/s多通道；3)輸入范圍:±10V、±5V、±2V、±1V、±0. 5V、±0. 2V、±0. IV，量程軟件可選；4) ADC觸發(fā)方式軟件觸發(fā)、硬件觸發(fā),可選；5)輸入阻抗> IOG Ω ；6)計數(shù)器分辨率32Bits ；(4)工業(yè)計算機工業(yè)計算機4包括2個電以太網(wǎng)接口和I個PCI總線接口，其主要技術要求如下I)抗電磁干擾滿足MIL-810F和IP54標準；2)內(nèi)存1GB ;3)操作系統(tǒng)Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2 ；4)接口 串行端口，Dsub 9針插頭XlUSB 端口，4 針 X3，USB 2. O 版LAN 端口，RJ-45 插孔 X2 (IEEE 802. 3 lOBase-T，IEEE802. 3u 100Base-TX, IEEE802. 3abl000Base_T)。
權利要求
1.一種電子式互感器校驗裝置，其特征在于，該校驗裝置包括輸出數(shù)字量信號的標準電子式互感器組(I)、標準合并單元(2)、信號調(diào)理箱(3)、工業(yè)計算機(4)、光纖收發(fā)接口(5)、模擬量輸入接口(6)和光脈沖擴展接口(7)，所述信號調(diào)理箱(3)包括1號光纖收發(fā)器(3-1)、2號光纖收發(fā)器(3-2)、過壓保護電路(3-3)、數(shù)據(jù)采集卡(3-4)和光脈沖擴展電路(3-5);所述的數(shù)據(jù)采集卡(3-4)包括:A/D轉(zhuǎn)換模塊(3-4-1)和同步脈沖發(fā)送模塊(3-4-2);所述工業(yè)計算機(4)配置有I號電以太網(wǎng)接口(4-1)、2號電以太網(wǎng)接口(4-2)和PCI總線接口(4-3)，所述的標準電子式互感器組(I)的同步脈沖信號輸入端與光纖與光脈沖擴展電路(3-5)的同步脈沖信號輸出端連接， 輸出數(shù)字量信號的標準電子式互感器組(I)發(fā)出的光纖串口數(shù)據(jù)通過光纖發(fā)送至標準合并單元(2)，標準合并單元(2)按照IEC 61850協(xié)議將接收到的數(shù)據(jù)進行組幀后通過光纖發(fā)送至I號光纖收發(fā)器(3-1)的光接口，I號光纖收發(fā)器(3-1)將光信號轉(zhuǎn)換成電信號后通過網(wǎng)線送入工業(yè)計算機(4)的I號電以太網(wǎng)接口(4-1)； 光纖收發(fā)接口(5)將接收到的數(shù)據(jù)按照IEC 61850協(xié)議進行組幀后發(fā)送至2號光纖收發(fā)器(3-2)的光接口，2號光纖收發(fā)器(3-2)將光信號轉(zhuǎn)換成電信號后通過網(wǎng)線送入工業(yè)計算機(4)的2號電以太網(wǎng)接口(4-2)； 模擬量輸入接口(6)將接收到的模擬量信號輸入至信號調(diào)理箱(3)的過壓保護電路(3-3)的輸入端，過壓保護電路(3-3)的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡(3-4)的A/D轉(zhuǎn)換模塊(3-4-1)的模擬信號輸入端相連，數(shù)據(jù)采集卡(3-4)的PCI總線通過屏蔽電纜與工業(yè)計算機(4)的PCI總線接口(4-3)連接； 工業(yè)計算機(4)通過PCI總線接口(4-3)采集數(shù)據(jù)采集卡(3-4)輸出的采集數(shù)據(jù)，該工業(yè)計算機(4)還通過PCI總線接口(4-3)發(fā)送電脈沖同步信號給數(shù)據(jù)采集卡(3-4)的同步脈沖發(fā)送模塊(3-4-2)，同步脈沖發(fā)送模塊(3-4-2)將電脈沖同步信號同時送入A/D轉(zhuǎn)換模塊(3-4-1)的同步觸發(fā)信號輸入端和光脈沖擴展電路(3-5)的同步觸發(fā)信號輸入端，光脈沖擴展電路(3-5)將接收到的同步觸發(fā)信號擴展成兩路光脈沖同步信號syn，并將該兩路光脈沖同步信號syn分別通過光纖發(fā)送至標準合并單元(2)的同步信號輸入端和光脈沖擴展接口(7)的光同步信號輸入端。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種電子式互感器校驗裝置，其特征在于，所述的輸出數(shù)字量信號的標準電子式互感器組(I)包括標準電流互感器(1-1)、電流變換器(1-2)、標準電壓互感器(1-4)、電壓變換器(1-5)和數(shù)據(jù)采集器(1-3)， 標準電流互感器(1-1)的電流信號輸出端接電流變換器(1-2)的電流信號輸入端，電流變換器(1-2)的模擬電流數(shù)據(jù)輸出端接數(shù)據(jù)采集器(1-3)的模擬電流數(shù)據(jù)輸入端；標準電壓互感器(1-4)的電壓信號輸出端接電壓變換器(1-5)的電壓信號輸入端，電壓變換器(1-5)的模擬電壓數(shù)據(jù)輸出端接數(shù)據(jù)采集器(1-3)的模擬電壓數(shù)據(jù)輸入端，數(shù)據(jù)采集器(1-3)的數(shù)據(jù)輸出端接標準合并單元(2)的數(shù)據(jù)輸入端，所述的光脈沖擴展電路(3-5)的光脈沖信號輸出端連接數(shù)據(jù)采集器(1-3)的光脈沖信號輸入端。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種電子式互感器校驗裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集器(1-3)包括可編程增益放大器組(1-3-1)、A/D轉(zhuǎn)換器組(1-3-2)、數(shù)據(jù)處理器(1-3-3)、邏輯控制器組(1-3-4)、配置管理器(1-3-5)、電以太網(wǎng)配置接口(1-3-6)、光同步接收接口(1-3-7)、協(xié)議組幀模塊(1-3-8)、光以太網(wǎng)收發(fā)接口(1-3-9)和光纖串口發(fā)送接口(1-3-10)； 電流變換器(1-2)的模擬電流信號和電壓變換器(1-5)的模擬電壓信號同時發(fā)送至可編程增益放大器組(1-3-1)，可編程增益放大器組(1-3-1)將接收的模擬電流信號按照其初始增益放大后發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換器組(l-3-2)，A/D轉(zhuǎn)換器組(1-3-2)將輸入模擬電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電流信號后發(fā)送至數(shù)據(jù)處理器(1-3-3)，數(shù)據(jù)處理器(1-3-3)根據(jù)輸入數(shù)字電流信號計算得到的數(shù)字電流信號的幅值，數(shù)據(jù)處理器(1-3-3)將計算得到的數(shù)字電流信號的幅值發(fā)送至邏輯控制器組(1-3-4)，邏輯控制器組(1-3-4)根據(jù)數(shù)據(jù)處理器(1-3-3)得到的數(shù)字電流信號調(diào)節(jié)可編程增益放大器組(1-3-1)的增益；可編程增益放大器組(1-3-1)將接收的模擬電壓信號按照其初始增益放大后發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換器組(1-3-2)，A/D轉(zhuǎn)換器組(1-3-2)將輸入模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號后發(fā)送至數(shù)據(jù)處理器(1-3-3)，數(shù)據(jù)處理器(1-3-3)根據(jù)輸入數(shù)字電壓信號計算得到的數(shù)字電壓信號的幅值，數(shù)據(jù)處理器(1-3-3)將計算得到的數(shù)字電壓信號的幅值發(fā)送至邏輯控制器組(1-3-4)，邏輯控制器組(1-3-4)根據(jù)數(shù)據(jù)處理器(1-3-3)得到的數(shù)字電壓信號調(diào)節(jié)可編程增益放大器組(1-3-1)的增益；電以太網(wǎng)配置接口(1-3-6)連接將配置信息傳送至配置管理器(1-3-5)，光脈沖擴展電路(3-5)通過光纖與光同步接收接口(1-3-7)連接將同步脈沖信號傳送至邏輯控制器組(1-3-4)，邏輯控制器組(1-3-4)將同步脈沖信號發(fā)送至配置管理器(1-3-5)，配置管理器(1-3-5)將接收到的配置信息和同步信息傳送至協(xié)議組幀模塊(1-3-8)，協(xié)議組幀模塊(1-3-8)根據(jù)接收到的同步信息將數(shù)據(jù)采集器組1-3-3傳送來的數(shù)據(jù)按照IEC 61850協(xié)議進行組幀通過光以太網(wǎng)收發(fā)接口(1-3-9)發(fā)送至標準合并單元(2)，協(xié)議組幀模塊(1-3-8)根據(jù)接收到的配置信息按照IEC 60044-8要求進行組幀以FT3格式通過光纖串口發(fā)送接口(1-3-10)發(fā)送至標準合并單元(2)。
全文摘要
一種電子式互感器校驗裝置，涉及一種電子式互感器校驗裝置。為了解決傳統(tǒng)的互感器校驗裝置缺乏相應的數(shù)字接口而不能對電子式互感器進行校驗的問題。本發(fā)明包括標準電子式互感器組、標準合并單元、信號調(diào)理箱、工業(yè)計算機、合并單元接口、模擬量輸入接口和光脈沖擴展接口。所述的信號調(diào)理箱包括1號光纖收發(fā)器、2號光纖收發(fā)器、過壓保護電路、數(shù)據(jù)采集卡和光脈沖擴展電路；所述的工業(yè)計算機配置有1號電以太網(wǎng)口、2號電以太網(wǎng)口和PCI總線接口；所述的標準電子式互感器組，根據(jù)應用場合的不同，可以只有單臺標準電子式互感器，也可以由多臺標準電子式互感器組成。本發(fā)明應用于電力系統(tǒng)用的互感器校驗領域。
文檔編號G01R35/02GK102621514SQ20121009309
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權日2012年3月31日
發(fā)明者于文斌, 張國慶, 楊華云, 江波, 王貴忠, 郭志忠 申請人:北京許繼電力光學技術有限公司, 哈爾濱工業(yè)大學, 四川電力科學研究院