專利名稱：一次同步測多只電壓互感器的校驗裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同步測多只電壓互感器裝置，還涉及一次同步測多只電壓互感器的校驗方法，屬于電力計量測試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力高壓計量領(lǐng)域每年都要生產(chǎn)和使用大量的電壓互感器，電壓互感器的校驗接線復(fù)雜且涉及高壓有一定的危險性，電壓互感器校驗裝置既是用于檢測和測量互感器誤差的精密儀器，又是提高生產(chǎn)效率和安全生產(chǎn)的重要設(shè)備之一，也是發(fā)展電力事業(yè)不可缺少的重要配套設(shè)備之一。傳統(tǒng)電壓互感器檢定裝置由升壓器、標(biāo)準(zhǔn)電壓互感、電壓負荷箱、互感器校驗儀、 調(diào)壓裝置、被檢電壓互感六部分組成，傳統(tǒng)電壓互感器檢定接線如附圖1所示，通過手動或自動控制調(diào)壓裝置，然后按照規(guī)程中規(guī)定的或人為設(shè)定的多個測試點，逐一定點測量，附圖 2為現(xiàn)有多只電壓互感器測量流程圖。完成一只電壓互感器檢定大概需要10-15分鐘，每完成一只就需要重新接線，工作效率低，而且接線涉及高壓存在一定的危險性。隨著電力系統(tǒng)不斷增容擴建，大量的電壓互感器需要完成校驗工作，在檢驗人員不可能大幅度提升的情況下，急切需要提高校驗工作的效率；而電壓互感器校驗接線涉及高壓存在一定的危險性， 減少操作人員接觸高壓的頻率，可以使電壓互感器校驗操作人員工作更加安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是為電壓互感器校驗提供一種一次同步測量多只電壓互感器的高效、安全的檢測裝置，其接線簡單安全可靠，在一次定點后，可以完成多只電壓互感器的額定及下限負荷的測量，使工作效率和安全都有了明顯的提高，本發(fā)明還提供了一次同步測量多只電壓互感器的校驗方法。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種一次同步測多只電壓互感器的校驗裝置及其校驗方法，通過選擇被檢電壓互感器的電壓等級，多通道互感器校驗儀自動切換標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的開關(guān)設(shè)備，使標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器與被試電壓互感器具有相同的變比；將N只被檢電壓互感器與標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器接成比較法線路，如圖3為高端測差線路，圖4為低端測差線路；通過多通道互感器校驗儀對開關(guān)設(shè)備的控制，使得被檢電壓互感器二次側(cè)加載不同的仿真負載；得到在不同仿真負載下的N路被測電壓互感器差壓信號及標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器標(biāo)準(zhǔn)參考信號；通過對不同仿真負載下N路被測電壓互感器差壓信號及標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器標(biāo)準(zhǔn)參考信號進行信號調(diào)理，由多路同步A/D進行同步采樣，數(shù)字信號處理器(DSP)進行多路信號快速傅立葉算法(FFT)得到不同仿真負載下每路差壓信號的基波幅值、標(biāo)準(zhǔn)參考信號基波幅值和標(biāo)準(zhǔn)參考信號與每路差壓信號的夾角，由電壓互感器誤差定義就可以得到不同負荷下每只被檢電壓互感器的比差值、角差值，采用二次多負載繞組電壓互感器仿真負載算法公式計算，一次性得到N只電壓互感器在額定和下限負荷下的比差值、角差值。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種一次同步測多只電壓互感器的校驗裝置，包括多通道
3互感器校驗儀、程控調(diào)壓系統(tǒng)、升壓器、標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器、被測互感器、開關(guān)設(shè)備及仿真負荷；其中程控調(diào)壓系統(tǒng)用于控制升壓器電壓，與升壓器兩輸入端相連；其特征在于標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器與所述N只被檢電壓互感器連接成比較法線路后與升壓器兩輸出端相連，所述多通道互感器校驗儀控制信號與控制程控調(diào)壓系統(tǒng)和開關(guān)設(shè)備相連，所述多通道互感器校驗儀數(shù)據(jù)采集口直接與N路被測電壓互感器差壓信號和標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器標(biāo)準(zhǔn)參考信號相連；N大于等于2。其有益的技術(shù)效果是使電壓互感器的接線簡單安全可靠，在一次性接線后，可完成多只電壓互感器的校驗工作，使工作效率和安全都有了明顯的提高。如上所述的一次同步測多只電壓互感器的校驗裝置，其特征在于所述仿真負荷由不同阻值的功率電阻組成。其有益的技術(shù)效果是可以一次性完成多只電壓互感器的額定及下限負荷的測量，提高了電壓互感器校驗工作的效率。如上所述的一次同步測多只電壓互感器的校驗裝置，其特征在于所述比較法線路為高端測差線路。其有益的技術(shù)效果是使校驗裝置接地，從而使校驗工作更加安全。如所述的一次同步測多只電壓互感器的校驗裝置，其特征在于所述比較法線路為低端測差線路。其有益的技術(shù)效果是可通過對多路低端差壓信號同步測量，測得到每只被檢電壓互感器的誤差。如上所述的一次同步測多只電壓互感器的校驗裝置，其特征在于所述開關(guān)設(shè)備為繼電器。其有益的技術(shù)效果是可通過多通道互感器校驗儀控制繼電器自動切換仿真負載。如上所述的一次同步測多只電壓互感器的校驗裝置，其特征在于仿真負載為多繞組結(jié)構(gòu)，仿真負載通過開關(guān)設(shè)備切換繞組。其有益的技術(shù)效果是可以適應(yīng)多規(guī)格被測電壓互感器校驗。為了提高系統(tǒng)系統(tǒng)的可操作性，該多通道互感器校驗儀還可以添加與PC通訊程序，實現(xiàn)PC機管理軟件直接上傳下載校驗參數(shù)。為了實現(xiàn)一次同步測量多只電壓互感器的目的，本發(fā)明還提供了一種一次同步測多只電壓互感器的校驗方法，此方法具體實施步驟為步驟1 通過PC機管理軟件設(shè)定被檢電壓互感器基本參數(shù)；步驟2 =PC機管理軟件向多通道互感器校驗儀下傳被檢電壓互感器基本參數(shù)并解碼；步驟3 通過多通道互感器校驗儀控制開關(guān)設(shè)備，使標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器與被試電壓互感器具有相同的變比；步驟4 通過多通道互感器校驗儀控制程控調(diào)壓系統(tǒng)對升壓器升壓；步驟5 升壓到規(guī)程規(guī)定或人為設(shè)定的第一個點；步驟6 通過多通道互感器校驗儀控制開關(guān)切換向電壓互感器二次加載仿真負載；步驟7 通過多通道互感器校驗儀同步采樣測量得到N只電壓互感器在不同仿真負載下的比差、角差；步驟8 由不同仿真負載下測得的比差、角差值通過電壓互感器仿真負載公式分別計算出N只電壓互感器的額定和下限負荷下的比差、角差值，同時上傳到PC機管理軟件；
步驟9 判斷是否測試完所有的點，如果沒有，升壓到規(guī)程規(guī)定或人為設(shè)定的下一點，執(zhí)行上述步驟6，否則執(zhí)行下述步驟10 ；步驟10 升壓器回零；步驟11:結(jié)束；其中，N大于等于2。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果在于此校驗系統(tǒng)每個測量點均一次同步測量 N只電壓互感器的額定和下限負荷下的比差、角差值，提高了電壓互感器檢測的工作效率； 一次性完成多只電壓互感器的接線工作，減少了操作人員與高壓線接觸的頻率，使電壓互感器校驗操作人員工作更加安全。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)測量外接線原理圖；圖2為現(xiàn)有多只電壓互感器測量流程3為本發(fā)明外接線原理圖A ；圖4為本發(fā)明外接線原理圖B ；圖5為本發(fā)明多通道互感器校驗儀原理框圖；圖6為本發(fā)明信號調(diào)理電路框圖；圖7為本發(fā)明一次同步測多只電壓互感器的測量流程圖；圖8為二次雙負載繞組電壓互感器仿真負載控制圖A ；圖9為二次雙負載繞組電壓互感器仿真負載控制圖B ；圖10為二次雙負載繞組電壓互感器仿真負載控制圖C。
具體實施例方式圖中標(biāo)記的說明模擬信號調(diào)理器1、多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器2、DSP控制器3、控制邏輯與譯碼4、外部存貯器5、按鍵6、仿真負載7、IXD液晶顯示器8、數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC 9、調(diào)壓系統(tǒng)10、通信接口 11。以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明上述和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細的說明。本實施例的一次同步測多只電壓互感器的校驗裝置，包括多通道互感器校驗儀、 程控調(diào)壓系統(tǒng)、升壓器、標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器、被測互感器、開關(guān)設(shè)備及仿真負載；其中程控調(diào)壓系統(tǒng)用于控制升壓器電壓，與升壓器兩輸入端相連；其特征在于標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器與所述N只被檢電壓互感器連接成比較法線路后與升壓器兩輸出端相連，所述多通道互感器校驗儀控制信號與控制程控調(diào)壓系統(tǒng)和開關(guān)設(shè)備相連，所述多通道互感器校驗儀數(shù)據(jù)采集口直接與N路被測電壓互感器差壓信號和標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器標(biāo)準(zhǔn)參考信號相連；N大于等于2。多通道互感器校驗儀的多個模擬信號調(diào)理器1和與標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器和多只被檢電壓互感器相連接；標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器和每只被檢電壓互感器均旁置一個仿真負載；多通道互感器校驗儀的調(diào)壓信號端與程控調(diào)壓系統(tǒng)相連接。本實施例中，仿真負載為多繞組結(jié)構(gòu)，仿真負載通過開關(guān)設(shè)備切換繞組?？梢赃m應(yīng)多規(guī)格被測電壓互感器校驗。
附圖3和附圖4為本發(fā)明測量的外接線原理圖，其包括升壓器、標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器、 N只被檢電壓互感器、多通道互感器校驗儀、仿真負載、程控調(diào)壓系統(tǒng)、開關(guān)設(shè)備。本發(fā)明通過設(shè)定一次電壓等級，系統(tǒng)自動切換標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的開關(guān)設(shè)備到相應(yīng)的變比；將多只被檢電壓互感器與高標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器接成比較法線路如高端測差線路圖3或低端測差線路圖4，得到多路差壓信號，通過對多路差壓信號同步測量，可以得到每只被檢電壓互感器的誤差。附圖5為本發(fā)明多通道互感器校驗儀的具體電路框圖，由模擬信號調(diào)理器1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器2、DSP控制器3、控制邏輯與譯碼4、外部存貯器5、按鍵6、仿真負載7、LCD液晶顯示器8、數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC 9、通信接口 11組成。其中模擬信號調(diào)理器1接收被檢電壓互感器的誤差信號及標(biāo)準(zhǔn)參考信號后，經(jīng)過調(diào)理電路圖6中的同相放大、一次程控放大、隔直、巴特沃思低通濾波、二次程控放大、隔直、三次程控放大、巴特沃思低通濾波、信號跟隨輸出到模數(shù)換器ADC 2，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號輸出到DSP控制器3進行算法處理，得到標(biāo)準(zhǔn)參考信號的百分表及被檢互感器在不同仿真負載下的比差、角差值，再經(jīng)過與程序設(shè)定的測試點對比，如果沒有到達設(shè)定的測試點，通過輸出到相應(yīng)的數(shù)字信號到數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC 9 來控制調(diào)壓系統(tǒng)升壓，直到參考百分表到達設(shè)定點后，DSP控制器3將同時計算出N只電壓互感器的額定及下限負荷下的比差、角差值，然后，DSP控制器3將比差、角差值輸出到IXD 液晶顯示器8、通信接口(11)和外部存貯器5存貯。附圖7為本發(fā)明一次測多只電壓互感器校驗方法的測量流程圖，本發(fā)明提供一種同步測多只電壓互感器的校驗方法，此方法是通過以下步驟來實現(xiàn)的步驟1 通過PC機管理軟件設(shè)定被檢電壓互感器基本參數(shù)；步驟2 =PC機管理軟件向多通道互感器校驗儀下傳被檢電壓互感器基本參數(shù)并解碼；步驟3 通過多通道互感器校驗儀控制開關(guān)設(shè)備，使標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器與被試電壓互感器具有相同的變比；步驟4 通過多通道互感器校驗儀控制程控調(diào)壓系統(tǒng)對升壓器升壓；步驟5 升壓到規(guī)程規(guī)定或人為設(shè)定的第一個點；步驟6:通過多通道互感器校驗儀控制開關(guān)切換向電壓互感器二次加載仿真負載；步驟7 通過多通道互感器校驗儀同步采樣測量得到N只電壓互感器在不同仿真負載下的比差、角差；步驟8 由不同仿真負載下測得的比差、角差值通過電壓互感器仿真負載公式分別計算出N只電壓互感器的額定和下限負荷下的比差、角差值，同時上傳到PC機管理軟件；步驟9 判斷是否測試完所有的點，如果沒有，升壓到規(guī)程規(guī)定或人為設(shè)定的下一點，執(zhí)行上述步驟6，否則執(zhí)行下述步驟10 ；步驟10 升壓器回零；步驟11:結(jié)束；其中，N大于等于2。附圖8、附圖9和附圖10為本發(fā)明二次雙負載繞組電壓互感器仿真負載控制圖，仿真負載控制開關(guān)設(shè)備為繼電器Jll, J12，J21，J22，......，JNl, JN2組成；本發(fā)明中仿真負
載推算通過以下步驟來實現(xiàn)的步驟1:附圖8中仿真負載控制繼電器11，12，21，了22，……，JN1，JN2處于初始化狀態(tài)，這時被檢電壓互感器雙繞組為空載狀態(tài)，分別測得繞組lain誤差為f1(1，δ 10,……，
f*N0' 3 no ；步驟2:附圖9中仿真負載控制繼電器Jll，J21，......，JW動作，繼電器J12，
J22，......，JN2不動作，這時被檢電壓互感器繞組lain分別加上仿真負載為Si,繞組
為空載，分別測得繞組lain誤差為fn，δη，……，fN1，δ N1 ；步驟3 附圖10中仿真負載控制繼電器J11，J21，......，JW不動作，繼電器J12，
J22，......，JN2動作，這時被檢電壓互感器繞組分別加上仿真負載為S2，繞組lain
為空載，分別測得繞組lain誤差為f12，δ12，……，fN2，δ N2 ；步驟4 通過仿真負載公式分別計算出N只電壓互感器繞組lain的額定誤差為 f1N，δ 1Ν，……，fffl, δ ΝΝ和繞組lain的下限誤差為f1L，δ 1L，……，fNL, δ NL。二次雙負載繞組電壓互感器仿真負載計算公式為
>=fo-—f(fa-fi)cos(￥w-Wi) + 0.029KS,i,-&i) sin( V\n-W\)]- —[(Jo-Ji )cos{ ViN-V^ ) +sin(￥2N- η )]
SiSi
Sn=S0--[(S0. Si)cos (￥\n- Wi)-343S(/o-JOsi^(Wm-Wi)]--f{fo-f 2)cos{￥T2n--34.3S{/0-/2) 沉-賢2)J SiS2式中JqJ1J2Jn——分別為繞組lain在繞組lain和都為空載、lain為負荷S1和2a2n為空載、lain為空載和2a2n為負荷S2Ualn為額定負荷Sin和2a2n為額定負荷^下的比差值，單位(％)；δ0、δ” δ2、δΝ——分別為繞組lain在繞組lain和都為空載、lain為負荷 S1和2a2n為空載、lain為空載和2a2n為負荷S2Ualn為額定負荷Sin和2a2n為額定負荷 S2n下的角差值，單位(，)；Ψι、ψ2> ψ1Ν、ψ2Ν——分別為負荷S1J2JinJ2n的功率因數(shù)角。表1為10kV/100V 0. 5級雙負荷繞組電壓互感器加載仿真負載IkQ的計算過程。 對比實測額定負荷下的誤差數(shù)據(jù)與仿真負載計算到額定負荷下的誤差數(shù)據(jù)，完全滿足電力互感器檢定規(guī)程的要求。表110kV/100V 0. 5級雙負荷繞組電壓互感器仿真負載與實測額定負荷誤差對比
權(quán)利要求
1.一次同步測多只電壓互感器的校驗裝置，包括多通道互感器校驗儀、程控調(diào)壓系統(tǒng)、 升壓器、標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器、被測互感器、開關(guān)設(shè)備及仿真負荷；其中程控調(diào)壓系統(tǒng)用于控制升壓器電壓，與升壓器兩輸入端相連；其特征在于標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器與所述N只被檢電壓互感器連接成比較法線路后與升壓器兩輸出端相連，所述多通道互感器校驗儀控制信號與控制程控調(diào)壓系統(tǒng)和開關(guān)設(shè)備相連，所述多通道互感器校驗儀數(shù)據(jù)采集口直接與N路被測電壓互感器差壓信號和標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器標(biāo)準(zhǔn)參考信號相連；N大于等于2。
2.如權(quán)利要求1所述的電壓互感器的校驗裝置，其特征在于所述仿真負荷由不同阻值的功率電阻組成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電壓互感器的校驗裝置，其特征在于所述比較法線路為高端測差線路。
4.如權(quán)利要求1或2所述的電壓互感器的校驗裝置，其特征在于所述比較法線路為低端測差線路。
5.如權(quán)利要求1或2所述的電壓互感器的校驗裝置，其特征在于所述開關(guān)設(shè)備為繼電器。
6.如上所述的一次同步測多只電壓互感器的校驗裝置，其特征在于仿真負載為多繞組結(jié)構(gòu)，仿真負載通過開關(guān)設(shè)備切換繞組。
7.一次同步測多只電壓互感器的檢驗方法，其特征在于 步驟1 通過PC機管理軟件設(shè)定被檢電壓互感器基本參數(shù)；步驟2 :PC機管理軟件向多通道互感器校驗儀下傳被檢電壓互感器基本參數(shù)并解碼； 步驟3:通過多通道互感器校驗儀控制開關(guān)設(shè)備，使標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器與被試電壓互感器具有相同的變比；步驟4 通過多通道互感器校驗儀控制程控調(diào)壓系統(tǒng)對升壓器升壓； 步驟5 升壓到規(guī)程規(guī)定或人為設(shè)定的第一個點；步驟6 通過多通道互感器校驗儀控制開關(guān)切換向電壓互感器二次加載仿真負荷； 步驟7 通過多通道互感器校驗儀同步采樣測量得到N只電壓互感器在不同仿真負荷下的比差、角差；步驟8 由不同仿真負荷下測得的比差、角差值通過電壓互感器仿真負荷公式分別計算出N只電壓互感器的額定和下限負荷下的比差、角差值，同時上傳到PC機管理軟件；步驟9 判斷是否測試完所有的點，如果沒有，升壓到規(guī)程規(guī)定或人為設(shè)定的下一點， 執(zhí)行上述步驟6，否則執(zhí)行下述步驟10 ； 步驟10 升壓器回零； 步驟11 結(jié)束； 其中，N大于等于2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠一次同步測量多只電壓互感器的校驗裝置及其校驗方法，屬于電力計量測試技術(shù)領(lǐng)域。針對現(xiàn)有電壓互感器只能單個測量，使測量工作的效率極低，也使操作人員頻繁接觸高壓，降低了生產(chǎn)的安全性的問題，本發(fā)明采用了多只被檢電壓互感器與高標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器接成比較法線路的方法，由多通道互感器校驗儀直接采集多只被檢電壓互感器與高標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器差壓信號，通過計算可實現(xiàn)一次性同步測量多只電壓互感器。此校驗裝置提高了操作人員測量電壓互感器的工作效率，減少了操作人員接觸高壓的頻率，使測量工作更加安全，是在電壓互感器校驗技術(shù)上的重大突破。
文檔編號G01R35/02GK102305919SQ20111013733
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者丁宙峰, 吳宏斌, 張旭飛, 張林元, 李磊 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司