[發明專利]一種電子式電流互感器校驗裝置

有效

• 申請號: 200810227577.0
• 申請日: 2008-11-28
• 公開（公告）號: CN101413995A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: 王巍;張志鑫;劉東偉;李永兵;譚金權;王利清;李淮海
• 申請（專利權）人: 南瑞航天（北京）電氣控制技術有限公司
• 主分類號: G01R35/02
• 分類號: G01R35/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心
• 代理人: 安 麗

技術領域

本發明屬于電力系統自動化領域，涉及一種互感器校驗裝置。

背景技術

電流互感器(簡稱CT)是電力系統中電能計量和繼電保護的重要設備，其長期穩定性、可靠性、安全性與電力系統的安全、穩定運行密切相關。目前使用的電流互感器主要有兩大類：一類是電磁式電流互感器，另一類是電子式電流互感器。電磁式電流互感器基于電磁感應原理，已在電力系統中得到廣泛應用，但其存在磁飽和、鐵磁諧振、動態范圍小、不能測直流、絕緣設計困難等不足，已難以滿足電力系統發展的需求。電子式電流互感器是基于先進的傳感技術和光電子技術發展起來的一種新型互感器，分為有源型和無源型兩種。有源型是采用Rogowski線圈作為敏感元件，其敏感原理與電磁式電流互感器相同，但其需要解決高壓側的供電問題。無源型則是利用法拉第磁光效應原理實現，其敏感頭部分不需供電，且可實現對直流的測量。根據敏感材料類型不同，無源型電子式電流互感器可分為玻璃塊式和全光纖式，其中全光纖電子式電流互感器由于其制造工藝及采用閉環檢測技術，具有可靠性高、全量程精度高、頻帶范圍寬等優點，成為電子式電流互感器發展的主要方向。

電流互感器校驗裝置是用于檢驗和測定電流互感器誤差的專用精密儀器。不同種類的電流互感器所需校驗裝置也不相同。電磁式電流互感器的二次端輸出為模擬方式，其額定二次輸出標準值為1～5A，因此其校驗裝置為相同二次輸出的精密電磁式電流互感器；電子式電流互感器的主要輸出方式為數字方式(部分電子式電流互感器有模擬方式輸出)，其校驗裝置也需采用數字輸出方式。國際電工標準IEC60044-8與國家標準GB/T20840.8-2007中推薦采用以下兩種校驗方式：(1)對電磁式電流互感器二次輸出端進行模數轉換；(2)直接采用精確度足夠高的電子式電流互感器。目前國內電子式電流互感器校驗裝置主要采用第(1)種方式實現；第(2)種方式中，需要有長期精確度足夠高的電子式電流互感器，這種設備的獲取比較困難，未見有專利或文獻報道。

采用上述第(1)種方式的互感器校驗裝置，能夠獲得較高的校驗精確度，但仍然存在一些方面的不足：首先，仍然存在磁飽和、二次開路危險等問題；其次，不能校驗高次諧波電流源下的準確度；最后，校驗精度易受電流源頻率波動和高次諧波的影響，影響校驗精度。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種校驗精度高，同時可校驗被試互感器高次諧波準確度的電子式電流互感器校驗裝置。

本發明的技術解決方案是：一種電子式電流互感器校驗裝置，包括第一電流源、基準互感器、合并單元、控制計算機、第二電流源、采樣電阻和基準AD轉換器；第一電流源發出電流信號A₁，第二電流源發出與電流信號A₁頻率不同的電流信號A₂，A₁大于A₂，基準互感器同時敏感電流信號A₁以及A₂經放大N倍后的電流信號NA₂，被試互感器敏感電流信號A₁；合并單元同時向基準互感器、被試互感器和AD轉換器發送同步脈沖信號，并在同步脈沖信號下降沿時刻獲取基準互感器、被試互感器電流采樣值的數字量以及采樣電阻兩端的電壓值經基準AD轉換器轉換后獲得的數字量；合并單元將獲得的數字量合成為一個數據幀后送至控制計算機；控制計算機從數據幀中獲取數字量，基準互感器敏感A₁獲得的電流信號與被試互感器輸出的電流信號進行比較，用于對被試互感器的比差和角差進行校驗，基準互感器敏感NA₂獲得的電流信號與基準AD轉換器輸出的電壓信號經轉換獲得的電流信號進行比較，用于對基準互感器進行自校準。

所述的控制計算機從數據幀中獲取數字量后，通過離散傅立葉變換的方法得到電流參數。

所述的基準互感器和被試互感器通過光纜以串行方式輸出至合并單元，用1表示“無光”，用0表示“有光”。

所述的基準互感器為全光纖電子式電流互感器。

所述的采樣電阻為純阻性元件，溫度漂移率小于5ppm/℃。

所述的基準AD轉換器的工作方式為外部下降沿觸發采樣方式，轉換頻率不小于1MHz。

所述的第二電流源的連接導線在基準互感器上纏繞方式為均勻纏繞N匝。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)本發明在校驗被試互感器的同時，實現了基準互感器的自校準，克服了目前電子式電流互感器長期精確度不夠高的特點，提高了電子式電流互感器校驗裝置的校驗精度；