電子式自動(dòng)調(diào)零方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電能計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全自動(dòng)有功和無(wú)功負(fù)載補(bǔ)償調(diào)節(jié)的電子式自動(dòng)調(diào)零方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在各省級(jí)電力實(shí)驗(yàn)研究所、省級(jí)計(jì)量局及部分地區(qū)供電局中，為了檢定高精度的電流標(biāo)準(zhǔn)互感器，雙級(jí)電流互感器和比較儀式電流互感器被廣泛用作標(biāo)準(zhǔn)互感器。由于標(biāo)準(zhǔn)互感器檢定的工作量大，測(cè)量精度高，數(shù)據(jù)處理繁雜，對(duì)檢定人員的要求高，為適應(yīng)現(xiàn)代需要和便于計(jì)算機(jī)信息處理，智能化成為電流標(biāo)準(zhǔn)互感器校驗(yàn)儀未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和研究熱點(diǎn)。
[0003]目前，國(guó)家高電壓計(jì)量站校驗(yàn)高精密電流互感器時(shí)，使用的校驗(yàn)系統(tǒng)通常采用比較儀式標(biāo)準(zhǔn)電流互感器、手動(dòng)調(diào)零裝置、指針式指零儀、手動(dòng)負(fù)載箱和電工式校驗(yàn)儀等校驗(yàn)設(shè)備，在互感器檢定過(guò)程中，當(dāng)調(diào)整調(diào)壓器升流至規(guī)程檢定電流點(diǎn)，然后手動(dòng)調(diào)整調(diào)零裝置各個(gè)檔位盤(pán)，調(diào)整補(bǔ)償互感器負(fù)載，同時(shí)觀察指零儀指針狀態(tài)，使其指到零位，然后提高指零儀的顯示精度，再次手動(dòng)調(diào)整調(diào)零裝置各個(gè)檔位盤(pán)，使指零儀指零，直至滿(mǎn)足精度要求為止。使用的調(diào)零裝置和指零儀是全電工式的，使用時(shí)需反復(fù)扭動(dòng)左右共十組開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)輸出正交補(bǔ)償量和同相補(bǔ)償量，同時(shí)要觀察指零儀的指針擺動(dòng)方向是否到零位，整個(gè)檢定過(guò)程自動(dòng)化程度低，調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作復(fù)雜，工作效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有校驗(yàn)系統(tǒng)存在的上述不足之處，提供一種全自動(dòng)有功和無(wú)功負(fù)載補(bǔ)償調(diào)節(jié)的電子式自動(dòng)調(diào)零方法及裝置，對(duì)互感器測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行磁通補(bǔ)償，使標(biāo)準(zhǔn)互感器達(dá)到磁平衡的作用，相位可調(diào)、極性可變。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]電子式自動(dòng)調(diào)零方法，包括如下步驟:
[0007]1)將標(biāo)準(zhǔn)互感器測(cè)試的零位電壓進(jìn)行采樣、放大、濾波后由單片機(jī)處理后顯示零位電壓狀態(tài)，根據(jù)零位電壓的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)零位電壓的分辨率(靈敏度)；
[0008]2)當(dāng)試驗(yàn)電流上升到某一點(diǎn)時(shí)，測(cè)量補(bǔ)償互感器的二次電流信號(hào)，并將采集到的二次電流信號(hào)放大、濾波、正交處理，送入到單片機(jī)作為調(diào)節(jié)基準(zhǔn)，調(diào)節(jié)基準(zhǔn)包括同相分量和正交分量，根據(jù)步驟1)中零位電壓的大小調(diào)節(jié)同相分量和正交分量的大小；
[0009]3)將步驟2)中同相分量和正交分量的信號(hào)的數(shù)字控制量通過(guò)DA控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)成模擬控制信號(hào)后相加混合，合成功放控制電路的驅(qū)動(dòng)電壓，通過(guò)功放控制電路輸出不同相位、不同伏值的電流信號(hào)，對(duì)補(bǔ)償互感器的二次電流信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，使得標(biāo)準(zhǔn)互感器達(dá)到零磁通，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)互感器零位測(cè)試端顯示零電壓。
[0010]本發(fā)明還提供了一種電子式自動(dòng)調(diào)零裝置，包括零位檢測(cè)單元、控制單元、功率調(diào)節(jié)補(bǔ)償單元和單片機(jī):
[0011]所述零位檢測(cè)單元包括零位信號(hào)采樣模塊、第一放大電路和第一濾波電路，零位信號(hào)采樣模塊依次與第一放大電路和第一濾波電路連接后接至單片機(jī)，零位檢測(cè)單元用于通過(guò)零位信號(hào)采樣模塊監(jiān)測(cè)互感器測(cè)量系統(tǒng)的零位電壓狀態(tài)(零位信號(hào))，經(jīng)第一放大電路放大和第一濾波電路濾波，然后通過(guò)單片機(jī)計(jì)算其電位值，判斷是否為零位狀態(tài)；
[0012]所述控制單元包括基準(zhǔn)信號(hào)采樣模塊、第二放大電路、第二濾波電路、90°移相模塊、正交跟隨模塊和同相跟隨模塊，基準(zhǔn)信號(hào)采樣模塊依次與第二放大電路、第二濾波電路連接后分支兩路，一路接入90°移相模塊、正交跟隨模塊后接至單片機(jī)，另一路接入同相跟隨模塊后接至單片機(jī)；控制單元用于給輸出電源提供相位和幅值可調(diào)節(jié)的、穩(wěn)定可靠的驅(qū)動(dòng)電壓；
[0013]所述功率調(diào)節(jié)補(bǔ)償單元包括DA控制系統(tǒng)、同相正交信號(hào)混合模塊和功率輸出模塊，單片機(jī)的輸出端依次與DA控制系統(tǒng)、同相正交信號(hào)混合模塊和功率輸出模塊連接，功率調(diào)節(jié)補(bǔ)償單元用于輸出功率調(diào)節(jié)電壓，對(duì)互感器測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償；
[0014]所述單片機(jī)用于將零位電壓進(jìn)行處理計(jì)算并顯示零位狀態(tài)值，同時(shí)按照調(diào)零程序的邏輯順序輸出調(diào)節(jié)數(shù)字信號(hào)，對(duì)DA控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。
[0015]按上述方案，所述同相正交信號(hào)混合模塊為加法器電路。
[0016]本發(fā)明的工作原理:以比較儀式標(biāo)準(zhǔn)電流互感器為標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)自動(dòng)調(diào)零裝置自動(dòng)完成調(diào)零，使得比較儀式標(biāo)準(zhǔn)電流互感器最終達(dá)到零磁通，再通過(guò)電流互感器校驗(yàn)儀讀出被測(cè)互感器的誤差，最終傳送給單片機(jī)處理。本裝置尤其適用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)工頻比例標(biāo)準(zhǔn)檢定標(biāo)準(zhǔn)互感器試驗(yàn)回路中，工作中零位檢測(cè)單元檢測(cè)到補(bǔ)償互感器非零位信號(hào)后，控制單元將自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出的補(bǔ)償量，使系統(tǒng)達(dá)到磁平衡。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:
[0018]1)完全替代傳統(tǒng)的手動(dòng)調(diào)零裝置和指零儀，結(jié)合電磁兼容技術(shù)和工藝控制技術(shù)，通過(guò)控制實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)有功和無(wú)功負(fù)載補(bǔ)償調(diào)節(jié)，電壓0?150V可調(diào)，電壓相位為0?360度可調(diào)，輸出極性正負(fù)可調(diào)，輸出電流為0.5A，輸出功率最大75VA，調(diào)節(jié)和顯示分辨率為
0.0lmV，調(diào)節(jié)速度快、零位精準(zhǔn)，大大提高工作效率和測(cè)量性能可靠性；
[0019]2)本發(fā)明在工作時(shí)，當(dāng)檢測(cè)到互感器測(cè)量系統(tǒng)的零位檢測(cè)端不等于零電壓時(shí)，自動(dòng)交叉調(diào)節(jié)輸出正交分量和同相分量，使互感器測(cè)量系統(tǒng)零位電壓保持零狀態(tài)；
[0020]3)本調(diào)零裝置配合比較儀式互感器檢定裝置，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升壓自動(dòng)定點(diǎn)、自動(dòng)測(cè)試和數(shù)據(jù)保存、分析、打印等全自動(dòng)功能，可以最大限度的提高工作效率。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是電子調(diào)零補(bǔ)償理論原理圖；
[0022]圖2是電子調(diào)零電路原理框圖；
[0023]圖3是本發(fā)明電子式自動(dòng)調(diào)零裝置原理框圖；
[0024]圖4是本發(fā)明電子式自動(dòng)調(diào)零裝置控制原理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0026]電子調(diào)零補(bǔ)償理論原理如圖1所示，通過(guò)調(diào)節(jié)第一補(bǔ)償互感器CT1 二次繞組負(fù)載，影響CT1 一次激磁電流，使互感器校驗(yàn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)互感器接近零磁通，實(shí)現(xiàn)比較儀式標(biāo)準(zhǔn)互感器做檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)能達(dá)到理想的測(cè)量效果和測(cè)量精度。當(dāng)試驗(yàn)電流升到規(guī)定測(cè)試點(diǎn)時(shí)，CT1的二次電流II流過(guò)第二補(bǔ)償互感器CT2，CT2流過(guò)的電流12與II大小相等、方向相同，通過(guò)功放控制電路跟蹤和調(diào)節(jié)CT2電壓，使V和V0點(diǎn)電壓變化，此時(shí)，CT1 二次V與V0間的負(fù)荷P = V*I2，通過(guò)調(diào)節(jié)壓控電源的相位和伏值，改變V點(diǎn)電壓和相位，從而改變CT1 二次V與V0間的負(fù)荷的功率和功率因數(shù)。
[0027]電子調(diào)零電路原理框圖如圖2所示，在互感器測(cè)試過(guò)程中，將標(biāo)準(zhǔn)互感器測(cè)試的零位電壓進(jìn)行采樣、放大、濾波后由單片機(jī)處理后顯示零位狀態(tài)，根據(jù)零位電壓的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)零位電壓的分辨率(靈敏度)。當(dāng)電流上升到被測(cè)的百分點(diǎn)時(shí)，