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

背景技術：

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/大電流轉變成低電壓/小電流，以便應用于測量儀表、保護設備以及自動控制設備。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)場應用的或者在實驗室應用的電流或電壓互感器進行技術性能的檢定。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準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)并與互感器的標準二次電流進行比較，而給出被檢互感器相對于標準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，故其對測量結果的影響要小得多。測差型互感器校驗儀的缺點是：要求標準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準互感器，以適應檢定工作的需要，導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準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，通過調節(jié)補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：標準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準互感器的誤差之中，這樣即使采用更高準確度等級的標準互感器，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確度等級，從而限制了其應用。同時這種互感器校驗儀的自身誤差需要依賴外界標準器進行檢定，帶來一定工作量。

因此，設計一種磁勢比較型互感器校驗儀，實現(xiàn)單一變比標準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能力的裝置，成為亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決單一變比標準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能力，本發(fā)明提出了一種可自校準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、取樣調節(jié)單元；

所述磁勢比較單元包括標準輸入繞組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準電流互感器T₀和被檢電流互感器T_X，分別產生二次電流I₂₀和I_2X，所述二次電流I₂₀輸入標準輸入繞組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上產生磁通；

所述取樣調節(jié)單元包括檢測繞組W_J、同相補償繞組W_F及正交補償繞組W_D、調節(jié)電導G、調節(jié)電容C、放大控制電路D1、D2；所這取樣調節(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輸出的補償電流I_D、I_F使平衡鐵芯T上產生磁通；

所述系統(tǒng)包括滑動開關K₁和K₂。

優(yōu)選地，所述標準輸入繞組W₀與標準電流互感器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，所述標準輸入繞組W₀、所述被檢輸入繞組Wx、所述檢測繞組W_J、所述同相補償繞組W_F、所述正交補償繞組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與所述調節(jié)電導G和所述同相補償繞組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與所述調節(jié)電容C和所述正交補償繞組W_D相連接。

優(yōu)選地，所述標準輸入繞組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)明所提供的技術方案，通過自動調節(jié)誤差電流，降低了調零和接線的工作量和所需標準器變比的數(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，使其適用于高準確度等級標準器量值傳遞。

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

4、本發(fā)明所提供的技術方案，應用廣泛，具有顯著的社會效益和經濟效益。

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為根據本發(fā)明一種實施方式的一種可自校準的多變比磁勢比較型互感器檢驗系統(tǒng)結構圖；以及

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

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，并且向所屬技術領域的技術人員充分傳達本發(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記。

除非另有說明，此處使用的術語(包括科技術語)對所屬技術領域的技術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語，應當被理解為與其相關領域的語境具有一致的含義，而不應該被理解為理想化的或過于正式的意義。

圖1為根據本發(fā)明一種實施方式的一種可自校準的多變比磁勢比較型互感器檢驗系統(tǒng)結構圖。由圖1所示，本發(fā)明提出的實施方式一種可自校準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、取樣調節(jié)單元；磁勢比較單元包括標準輸入繞組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準電流互感器T₀和被檢電流互感器T_X，分別產生二次電流I₂₀和I_2X，二次電流I₂₀輸入標準輸入繞組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上產生磁通；取樣調節(jié)單元包括檢測繞組W_J、同相補償繞組W_F及正交補償繞組W_D、調節(jié)電導G、調節(jié)電容C、放大控制電路D1、D2；所這取樣調節(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輸出的補償電流I_D、I_F使平衡鐵芯T上產生磁通；系統(tǒng)包括滑動開關K₁和K₂。

優(yōu)選地，標準輸入繞組W₀與標準電流互感器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，標準輸入繞組W₀、被檢輸入繞組Wx、檢測繞組W_J、同相補償繞組W_F、正交補償繞組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與調節(jié)電導G和同相補償繞組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與調節(jié)電容C和正交補償繞組W_D相連接。

優(yōu)選地，標準輸入繞組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。

根據本發(fā)明的實施方式，標準電流互感器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I₂₀W₀和I_2XW_X不能完全平衡時，檢測繞組W_J產生感應電勢，感應電勢通過高倍率的放大控制電路D1的電壓信號輸出到調節(jié)電導G,從而產生補償電流I_F。W_J產生的感應電勢通過高倍率的放大控制電路D2的電壓信號輸出到調節(jié)電容C，從而產生補償電流I_D。補償電流I_F輸入正交補償繞組W_D，補償電流I_D輸入同相補償繞組W_J。本申請的實施方式中，放大控制采用的負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為標準互感器的比值差、相位差；W₀、W_F、W_D為相應繞組的匝數(shù)；I_F為同相補償電流，I_D為正交補償電流。

由本發(fā)明的實施方式可知，只要參數(shù)選擇合適，就可以直接測得標準電流互感器T₀和被檢電流互感器T_X誤差之差，然后加上標準電流互感器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為根據本發(fā)明一種實施方式的一種可自校準的多變比磁勢比較型互感器檢驗系統(tǒng)1:1自校準原理圖。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償繞組W_F和正交補償繞組W_D中注入同相補償電流I_F和正交補償電流I_D以抵消鐵芯內部的殘余磁通。當I₁×W₀+I₂×W_Xi+I_D×W_D+I_F×W_F＝0時，其中I₁為標準電流互感器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時自校準的誤差λ₁。撥動K₁、K₂聯(lián)動開關，依次測得十段W_xi相對于W₀自校準的誤差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構，當撥動開關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，通過讀取兩個標準互感器和檢測繞組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，因為標準輸入繞組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能力，具有廣泛的應用空間。

已經通過參考少量實施方式描述了本發(fā)明。然而，本領域技術人員所公知的，正如附帶的專利權利要求所限定的，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。

通常地，在權利要求中使用的所有術語都根據他們在技術領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確的順序運行，除非明確地說明。