一種電子式電流互感器的保護級誤差檢測校驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電子式電流互感器的保護級誤差校驗系統(tǒng)，包括分別與保護級誤差校驗裝置相連的標準電流互感器和被測電子式電流互感器；標準電流互感器依次通過標準信號轉化裝置、GPIB接口與保護級誤差校驗裝置相連；被測電子式電流互感器通過網(wǎng)絡適配器與保護級誤差校驗裝置相連；保護級誤差校驗裝置對標準電流互感器的輸出電壓和被測電子式電流互感器的輸出信號進行采集和計算，從而對被測電子式電流互感器的進行誤差校正；和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的一種電子式電流互感器的保護級誤差校驗系統(tǒng)，能夠克服羅氏線圈因微分產(chǎn)生的相移問題，提高了電子式電流互感器的保護級誤差校驗精度。
【專利說明】一種電子式電流互感器的保護級誤差檢測校驗系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種互感器保護級誤差檢測校驗系統(tǒng)，具體涉及一種羅氏線圈結構電子式電流互感器的保護級誤差檢測校驗系統(tǒng)。
【背景技術】 [0002]電子式電流互感器(ECT)的保護級誤差是指電子式電流互感器的一次繞組內(nèi)勵磁電流在一個周期內(nèi)的積分相對于電流的百分數(shù)。隨著電子式電流互感器在電力系統(tǒng)中的大量應用與發(fā)展，各等級保護用電子式電流互感器的誤差限值具有明確規(guī)定，使得在電力系統(tǒng)因短路故障出現(xiàn)大電流時，電子式電流互感器保護用繞組能夠給繼電器發(fā)出跳閘信息排除短路故障。
[0003]目前電子式電流互感器的保護級誤差測量方式為采用傳統(tǒng)電流互感器直接法測量，主要包括數(shù)字校驗法；數(shù)字校驗法為通過數(shù)據(jù)采集裝置將標準電磁式互感器輸出信號和待測電子式電流互感器輸出信號讀入計算機，計算電子式電流互感器的精度等級和保護級誤差。
[0004]但上述方法不適用于檢測因二次輸出信號相移90°的具有羅氏線圈結構的電子式電流互感器。當有電流從羅氏線圈中心流過時，線圈兩端會產(chǎn)生感應電勢
dn = —Μ.，；由于羅氏線圈二次輸出是對一次電流的微分信號，要恢復與一次電流等
d/
比例的信號就必須加入積分環(huán)節(jié)，因此需提供一種有效的帶積分環(huán)節(jié)的電子式電流互感器保護級誤差檢測方式，避免上述羅氏線圈因微分產(chǎn)生的相移問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了滿足現(xiàn)有技術的需要，本發(fā)明提供了一種電子式電流互感器的保護級誤差校驗系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括分別與保護級誤差校驗裝置相連的標準電流互感器和被測電子式電流互感器；所述標準電流互感器依次通過標準信號轉化裝置、GPIB接口與所述保護級誤差校驗裝置相連；所述被測電子式電流互感器通過網(wǎng)絡適配器與所述保護級誤差校驗裝置相連；所述被測電子式電流互感器包括合并單元和和羅氏線圈；
[0006]所述保護級誤差校驗裝置對所述標準電流互感器的輸出電壓和所述被測電子式電流互感器的輸出信號進行采集和計算，從而對所述被測電子式電流互感器的進行誤差校正；所述被測電子式電流互感器的輸出信號為電壓信號或符合GB/T20840.9-2007標準中61850-9-1協(xié)議和61850-9-2/LE協(xié)議的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包。
[0007]所述的，所述系統(tǒng)的電源包括電源調節(jié)裝置，所述電源調節(jié)裝置實時檢測所述輸出電壓和所述輸出信號并調整所述標準電流互感器和所述被測電子式電流互感器的輸入電壓。
[0008]所述的，所述保護級誤差校驗裝置包括參數(shù)提取模塊、誤差計算模塊和同步時鐘模塊；所述參數(shù)提取模塊包括電壓同步采集單元和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包采集單元；[0009]所述參數(shù)提取模塊用于采集所述輸出電壓和所述輸出信號；所述同步時鐘模塊將產(chǎn)生的脈沖分別輸入到所述標準信號轉化裝置與所述合并單元，將所述輸出電壓和所述輸出信號進行同步傳輸；
[0010]所述的，所述標準信號轉化裝置包括標準電阻和Α/D轉換器；所述標準電阻將所述標準電流互感器輸出的電流信號轉換為電壓信號，并通過所述Α/D轉換器將其轉換為數(shù)字量電壓信號；所述同步時鐘模塊將產(chǎn)生的脈沖輸入到所述Α/D轉換器和所述合并單元；
[0011]采集電壓信號時，所述參數(shù)提取模塊通過所述電壓同步采集單元采集所述數(shù)字量電壓信號和所述合并單元輸出的數(shù)字量信號；
[0012]采集網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包時，所述參數(shù)提取模塊通過所述網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包采集單元對網(wǎng)絡適配器傳輸?shù)木W(wǎng)絡數(shù)據(jù)包進行解析，從而獲取所述被測電子式電流互感器的傳輸數(shù)據(jù)；。
[0013]所述的，所述的，所述保護級誤差校驗裝置對所述被測電子式電流互感器進行誤差校驗，包括:
[0014]步驟1:對所述標準電流互感器的輸出電壓和所述被測電子式電流互感器的輸出電壓分別進行希爾伯特積分變換，獲取所述標準電流互感器的輸出誤差；
[0015]步驟2:采用三次樣條插值法對電源頻率范圍為49.5?50.5HZ時的所述標準電流互感器的輸出誤差進行插值并將所述輸出誤差擬合為誤差曲線；
[0016]步驟3:依據(jù)所述誤差曲線和實時的電源頻率值對通過希爾伯特積分變換后的所述被測電子式電流互感器的輸出信號進行誤差修正，并計算所述被測電子式電流互感器的保護級誤差。
[0017]與最接近的現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)異效果是:
[0018]1、本發(fā)明技術方案中，采用基于希爾伯特積分變換算法的軟件代替硬件積分器，使得保護級誤差校驗裝置的功耗下降30%，顯著提高了保護級誤差校驗裝置的電源裝置中激光模塊的工作壽命和可靠性；
[0019]2、本發(fā)明技術方案中，采用基于希爾伯特積分變換算法能夠提高電子式電流互感器的穩(wěn)態(tài)精度和保護級誤差的檢測校驗的精準度；
[0020]3、本發(fā)明技術方案中，采用同步時鐘模塊將產(chǎn)生的脈沖輸入到Α/D轉換器和合并單元，確保標準電流互感器和被測電子式電流互感器能夠將信號同步輸入到保護級誤差校驗裝置；
[0021]4、本發(fā)明技術方案中，標準信號轉化裝置結構簡單，較易實現(xiàn)；主要由精密小互感器線圈、標準電阻、Α/D轉換器等實現(xiàn)，用于把小電流信號轉為所需要的電壓信號；
[0022]5、本發(fā)明技術方案中，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包采集單元通用性強、較易移植；適用于符合61850-9-1協(xié)議和61850-9-2/LE協(xié)議的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包采集工作，可用于支持C、C++、VisualC++等平臺；
[0023]6、本發(fā)明技術方案中，誤差校驗采用希爾伯特積分變換和三次樣條插值法對誤差值進行計算，算法結構簡單易行，占用軟件和硬件資源較少。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0025]圖1是:本發(fā)明實施例中一種電子式電流互感器的保護級誤差檢測校驗系統(tǒng)結構圖；
[0026]圖2是:本發(fā)明實施例中一種電子式電流互感器的保護級誤差檢測校驗系統(tǒng)流程圖。
【具體實施方式】
[0027]下面將結合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0028]本發(fā)明提供了一種能夠有效避免羅氏線圈電子式電流互感器的羅氏線圈由于微分產(chǎn)生相移的保護級誤差檢測校驗系統(tǒng)；圖1示出了電子式電流互感器的保護級誤差檢測校驗系統(tǒng)結構圖，所述系統(tǒng)包括標準電流互感器、被測電子式電流互感器、保護級誤差校驗裝置和標準信號轉化裝置；標準信號轉化裝置包括標準電阻和Α/D轉換器，被測電子式電流互感器包括合并單元，保護級線圈為羅氏線圈；保護級誤差校驗裝置包括參數(shù)提取模塊、誤差計算模塊和同步時鐘模塊；
[0029]保護級誤差校驗裝置對標準電流互感器的輸出電壓和被測電子式電流互感器的輸出信號進行采集和計算，從而對被測電子式電流互感器的進行誤差校驗；被測電子式電流互感器的輸出信號為電壓信號或符合GB/T20840.9-2007協(xié)議的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包；
[0030]標準電流互感器依次通過標準電阻、Α/D轉換器、GPIB接口與參數(shù)提取模塊相連；被測電子式電流互感器依次通過合并單元、網(wǎng)絡適配器與參數(shù)提取模塊相連；同步時鐘模塊分別與Α/D轉換器和合并單元相連，將產(chǎn)生的同步脈沖輸入到合并單元和Α/D轉換器，確保標準電流互感器的輸出電壓和被測電子式電流互感器的輸出信號能夠進行同步傳輸；
[0031]標準電阻將標準電流互感器輸出的電流信號轉換為電壓信號，并通過A/D轉換器將其轉換為數(shù)字量電壓信號；合并單元將被測電子式電流互感器的傳輸數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字量信號和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包；
[0032]參數(shù)提取模塊用于采集標準電流互感器的輸出電壓和被測電子式電流互感器的輸出信號；若采集電壓信號時，參數(shù)提取模塊通過電壓同步采集單元采集數(shù)字量電壓信號與合并單元輸出的數(shù)字量信號；若采集網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包時，參數(shù)提取模塊通過網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包采集單元對網(wǎng)絡適配器傳輸?shù)木W(wǎng)絡數(shù)據(jù)包進行解析，從而獲取被測電子式電流互感器的傳輸數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包為符合GB/T20840.9-2007標準中61850-9-1協(xié)議和61850-9-2/LE協(xié)議的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包。
[0033]本發(fā)明提供的電子式電流互感器的保護級誤差檢測校驗系統(tǒng)的電源包括電源調節(jié)裝置，電源調節(jié)裝置用于實時檢測標準電流互感器的輸出電壓和被測電子式電流互感器的輸出信號，并調整標準電流互感器和被測電子式電流互感器的輸入電壓。
[0034]本發(fā)明提供的一種電子式電流互感器的保護級誤差檢測校驗系統(tǒng)的工作過程如圖2所示；
[0035]1、保護級誤差校驗裝置對標準電流互感器的輸出電壓或被測電子式電流互感器的輸出信號分別進行顯示和希爾伯特積分變換；
[0036]①:對標準電流互感器的輸出電壓或被測電子式電流互感器的輸出信號的時間實信號f(t)頻譜函數(shù)進行傅里葉反變換(式1)，得到標準電流互感器的輸出電壓和被測電子式電流互感器的輸出信號的時間復信號，即解析信號fs(t)(式2)；[0037]時間實信號f(t)的單邊頻譜的復信號為:
【權利要求】
1.一種電子式電流互感器的保護級誤差校驗系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括分別與保護級誤差校驗裝置相連的標準電流互感器和被測電子式電流互感器；所述標準電流互感器依次通過標準信號轉化裝置、GPIB接口與所述保護級誤差校驗裝置相連；所述被測電子式電流互感器通過網(wǎng)絡適配器與所述保護級誤差校驗裝置相連；所述被測電子式電流互感器包括合并單元和和羅氏線圈； 所述保護級誤差校驗裝置對所述標準電流互感器的輸出電壓和所述被測電子式電流互感器的輸出信號進行采集和計算，從而對所述被測電子式電流互感器的進行誤差校正；所述被測電子式電流互感器的輸出信號為電壓信號或符合GB/T20840.9-2007標準中61850-9-1協(xié)議和61850-9-2/LE協(xié)議的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包。
2.如權利要求1所述的一種電子式電流互感器的保護級誤差校驗系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的電源包括電源調節(jié)裝置，所述電源調節(jié)裝置實時檢測所述輸出電壓和所述輸出信號并調整所述標準電流互感器和所述被測電子式電流互感器的輸入電壓。
3.如權利要求1所述的一種電子式電流互感器的保護級誤差校驗系統(tǒng)，其特征在于，所述保護級誤差校驗裝置包括參數(shù)提取模塊、誤差計算模塊和同步時鐘模塊；所述參數(shù)提取模塊包括電壓同步采集單元和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包采集單元； 所述參數(shù)提取模塊用于采集所述輸出電壓和所述輸出信號；所述同步時鐘模塊將產(chǎn)生的脈沖分別輸入到所述標準信號轉化裝置與所述合并單元，將所述輸出電壓和所述輸出信號進行同步傳輸。
4.如權利要求4所述的一種電子式電流互感器的保護級誤差校驗系統(tǒng)，其特征在于，所述標準信號轉化裝置包括標準電阻和Α/D轉換器；所述標準電阻將所述標準電流互感器輸出的電流信號轉換為電壓信號，并通過所述Α/D轉換器將其轉換為數(shù)字量電壓信號；所述同步時鐘模塊將產(chǎn)生的脈沖輸入到所述Α/D轉換器和所述合并單元； 采集電壓信號時，所述參數(shù) 提取模塊通過所述電壓同步采集單元采集所述數(shù)字量電壓信號和所述合并單元輸出的數(shù)字量信號； 采集網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包時，所述參數(shù)提取模塊通過所述網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包采集單元對網(wǎng)絡適配器傳輸?shù)木W(wǎng)絡數(shù)據(jù)包進行解析，從而獲取所述被測電子式電流互感器的傳輸數(shù)據(jù)。
5.如權利要求1所述的一種電子式電流互感器的保護級誤差校驗系統(tǒng)，其特征在于，所述保護級誤差校驗裝置對所述被測電子式電流互感器進行誤差校驗，包括: 步驟1:對所述標準電流互感器的輸出電壓和所述被測電子式電流互感器的輸出電壓分別進行希爾伯特積分變換，獲取所述標準電流互感器的輸出誤差； 步驟2:采用三次樣條插值法對電源頻率范圍為49.5~50.5HZ時的所述標準電流互感器的輸出誤差進行插值并將所述輸出誤差擬合為誤差曲線； 步驟3:依據(jù)所述誤差曲線和實時的電源頻率值對通過希爾伯特積分變換后的所述被測電子式電流互感器的輸出信號進行誤差修正，并計算所述被測電子式電流互感器的保護級誤差。
【文檔編號】G01R31/00GK103605038SQ201310656530
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權日:2013年12月6日
【發(fā)明者】毛安瀾, 王歡, 王曉琪, 馮宇, 吳士普, 陳曉明, 費燁, 王玲, 李璿, 王焱, 萬德峰, 劉西超 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學研究院