[發(fā)明專利]一種基于虛擬儀器校驗(yàn)電力互感器的裝置及方法

有效

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• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103926550B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何夢林;史澤東;李澤滔;徐明輝;霍俊海
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號: G01R35/02
• 分類號: G01R35/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所52100
• 代理人: 劉楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于虛擬儀器校驗(yàn)電力互感器的裝置及方法，屬于利用虛擬儀器校驗(yàn)電力計(jì)量元器件的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電力互感器是按比例變換電壓或電流的設(shè)備。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓或標(biāo)準(zhǔn)小電流以便實(shí)現(xiàn)測量儀表、保護(hù)設(shè)備及自動控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。同時(shí)互感器還可用來隔開高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備的安全。

電力互感器的變換比例和相位差精度直接影響著電力計(jì)量的準(zhǔn)確度，電力互感器的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)計(jì)量、保護(hù)、監(jiān)測的重要保證。因此使用一定年限后，都需要做定期校驗(yàn)，這是電能計(jì)量單位的日常工作。

現(xiàn)有電力互感器校驗(yàn)裝置多為實(shí)體裝置，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積笨重，成本高，適應(yīng)性較差等不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種基于虛擬儀器校驗(yàn)電力互感器的裝置及方法。以解決現(xiàn)有電力互感器校驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積笨重，成本高，適應(yīng)性較差的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種基于虛擬儀器校驗(yàn)電力互感器的裝置，包括由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的虛擬儀器平臺，虛擬儀器平臺與信號采集主機(jī)有線或無線連接，信號采集主機(jī)上插接有標(biāo)準(zhǔn)信號采集卡和待測信號采集卡，標(biāo)準(zhǔn)信號采集卡的輸入端與精密互感器輸出信號連接，待測信號采集卡的輸入端與待測互感器輸出信號連接。

前述裝置中，所述標(biāo)準(zhǔn)信號采集卡和待測信號采集卡的采樣頻率為5000Hz。

前述裝置中，所述標(biāo)準(zhǔn)信號采集卡和待測信號采集卡內(nèi)設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。

采用前述裝置校驗(yàn)電力互感器的方法，該方法是在計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝虛擬儀器開發(fā)軟件，在虛擬儀器開發(fā)軟件內(nèi)開發(fā)有互感器誤差校驗(yàn)程序，用計(jì)算機(jī)作為該校驗(yàn)裝置的計(jì)算與操作顯示面板，通過物理采集裝置分別與精密互感器輸出信號和待測互感器輸出信號連接；以精密互感器信號作為標(biāo)準(zhǔn)信號，將待測互感器信號作為待測信號；通過由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的虛擬儀器對標(biāo)準(zhǔn)信號和待測信號進(jìn)行比較，并計(jì)算出待測信號與標(biāo)準(zhǔn)信號之間的比差值和角差值，以實(shí)現(xiàn)對待測互感器的校驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

前述方法中，所述信號采集主機(jī)上插有兩塊采集卡，一塊是與精密互感器輸入信號連接的標(biāo)準(zhǔn)信號采集卡，另一塊是與待測互感器輸入信號連接的待測信號采集卡；兩塊采集卡將兩臺互感器輸出的工頻電力模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，由信號采集主機(jī)打包發(fā)給虛擬儀器的計(jì)算與操作顯示面板。

前述方法中，所述采集卡以遠(yuǎn)高于工頻的頻率對互感器輸入信號進(jìn)行采樣，獲得高精度的原始輸入，利于后期擴(kuò)展諧波分析功能。

前述方法中，所述比差值的計(jì)算方法是分別對指定時(shí)長的精密互感器和待測互感器兩路輸入信號的波形取絕對值，分別求取對時(shí)間的數(shù)值積分；然后由待測信號積分值除以標(biāo)準(zhǔn)信號積分值，得到比例值，經(jīng)轉(zhuǎn)換獲得待測互感器在當(dāng)前負(fù)荷下的比差值。

前述方法中，所述角差值的計(jì)算方法是：截取指定時(shí)長的精密互感器和待測互感器兩路輸入信號的波形，對待測互感器波形信號進(jìn)行指定相位步長的樣條插值，將插值后的波形數(shù)組取絕對值后作對時(shí)間的數(shù)值積分，該積分值與標(biāo)準(zhǔn)信號的積分值做比較，以接近標(biāo)準(zhǔn)信號的積分值的方向作為插值移步方向，直至兩積分值之差為最小，認(rèn)為兩波形重合，所移步長累加即是待測互感器與精密互感器在當(dāng)前負(fù)荷下的相位差，即角差值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用在計(jì)算機(jī)內(nèi)開發(fā)的虛擬儀器與通用的模擬信號采集設(shè)備相結(jié)合的方式完成電力互感器的校驗(yàn)，可以達(dá)到與傳統(tǒng)儀器相當(dāng)?shù)男ЧＡ硗猓摂M儀器技術(shù)利用計(jì)算機(jī)龐大的軟、硬件資源，可以實(shí)現(xiàn)精度非常高的數(shù)據(jù)計(jì)算、顯示及存儲等功能。虛擬儀器使得硬件電路邏輯變得簡單，模塊之間通過簡單的連接即可。易于升級替換，可以很方便的提高系統(tǒng)性能。本發(fā)明用數(shù)值積分方法完成互感器比差校驗(yàn)，用數(shù)值分析中的樣條插值方法完成角差擬合。由于電力系統(tǒng)的電壓電流波形都是連續(xù)的，且標(biāo)準(zhǔn)情形下均為正弦，所以以樣條插值方法對離散的電壓電流波形采集數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，滿足樣條插值的適用范圍，具有很高的精度。在本領(lǐng)域的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中目前尚未檢索到有將樣條插值方法用于互感器誤差補(bǔ)償?shù)难芯俊?!-- SIPO -->

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是虛擬儀器的工作流程圖。

圖中的標(biāo)記為：1-虛擬儀器平臺，2-信號采集主機(jī)，3-標(biāo)準(zhǔn)信號采集卡，4-待測信號采集卡。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不作為對本發(fā)明的任何限制。