[發(fā)明專利]一種用于電子式互感器校驗(yàn)儀的校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011069131.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN112162231A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周峰;葛得輝;聶琪;彭楚寧;胡浩亮;李小飛;熊前柱;黃俊昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;中國電力科學(xué)研究院有限公司武漢分院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G01R35/02
• 分類號(hào): G01R35/02;G01R35/00
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 夏德政

本發(fā)明公開了一種用于電子式互感器校驗(yàn)儀的校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法，屬于智能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法，包括：時(shí)鐘基準(zhǔn)模塊，量子電壓基準(zhǔn)模塊，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源模塊，感應(yīng)分壓器模塊、標(biāo)準(zhǔn)CT模塊和標(biāo)準(zhǔn)采樣電阻模塊，分頻模塊，差分采樣模塊，重構(gòu)組幀模塊，校驗(yàn)儀，本發(fā)明將量子電壓基準(zhǔn)應(yīng)用于電子式互感器校驗(yàn)儀的校準(zhǔn)，基于量子電壓基準(zhǔn)和差分采樣技術(shù)實(shí)現(xiàn)模擬量的高精度采樣，提升數(shù)字量信號(hào)的不確定度水平，相比傳統(tǒng)的電子式互感器校驗(yàn)儀校準(zhǔn)裝置，本發(fā)明通過將數(shù)字量溯源至量子電壓基準(zhǔn)，提升整個(gè)校準(zhǔn)系統(tǒng)的整體準(zhǔn)確度，此外，將電子式互感器校驗(yàn)儀校準(zhǔn)裝置的量值溯源至量子基準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)量值的扁平化溯源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種用于電子式互感器校驗(yàn)儀的校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

電子式互感器校驗(yàn)儀作為一種電子式互感器的誤差測(cè)量裝置，由于電子式互感器的輸出類型為模擬信號(hào)及IEC 61850協(xié)議的數(shù)字信號(hào)，因此電子式互感器校驗(yàn)儀的被測(cè)輸入通道分為模擬量通道和數(shù)字報(bào)文通道。電子式互感器校驗(yàn)儀的校準(zhǔn)也分為電子式互感器校驗(yàn)儀的模擬量校準(zhǔn)和數(shù)字量校準(zhǔn)兩種形式。目前電子式互感器校驗(yàn)儀的準(zhǔn)確度通常為0.05％，而電子式互感器校驗(yàn)儀校準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度一般為0.02％，準(zhǔn)確度最高能達(dá)到0.01％。電子式互感器校驗(yàn)儀校準(zhǔn)裝置通常包括工頻比例電源、電壓或電流轉(zhuǎn)換器、高精度數(shù)字多用表和數(shù)字報(bào)文發(fā)生器。為實(shí)現(xiàn)電子式互感器校驗(yàn)儀數(shù)字量校驗(yàn)，電子式互感器校驗(yàn)儀校準(zhǔn)裝置通常采用高精度數(shù)字多用表作為A/D采樣模塊，對(duì)工頻比例電源輸出的交流信號(hào)進(jìn)行直接采樣，然后通常數(shù)字報(bào)文發(fā)生器將采樣值組幀成IEC 61850協(xié)議的數(shù)字報(bào)文，發(fā)送到電子式互感器校驗(yàn)儀的數(shù)字報(bào)文通道。由于數(shù)字多用表使用過程中受實(shí)驗(yàn)室操作環(huán)境及儀器自身性能影響，其實(shí)際測(cè)量準(zhǔn)確度一般在0.01％左右，從而限制了電子式互感器校驗(yàn)儀校準(zhǔn)裝置的整體準(zhǔn)確度。此外，這種校準(zhǔn)方法將數(shù)字報(bào)文的量值溯源至高精度數(shù)字多用表，再通過數(shù)字多用表溯源至更高準(zhǔn)確度的校準(zhǔn)源，采用逐級(jí)的物理量傳方式。隨著量子化技術(shù)發(fā)展及量子電壓基準(zhǔn)的出現(xiàn)，扁平化的量子量傳方式具有顯著的優(yōu)勢(shì)，將電壓量直接溯源至量子電壓基準(zhǔn)，不再需要傳統(tǒng)的逐漸量傳傳遞，提升量傳溯源的準(zhǔn)確性和可靠性。

在電子式互感器校驗(yàn)儀校準(zhǔn)技術(shù)方面，上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院申請(qǐng)的發(fā)明專利-電子式互感器校驗(yàn)儀的整檢系統(tǒng)及整檢方法(專利號(hào)：201910975186.5)采用工頻比例電源、高精度數(shù)字萬用表和協(xié)議轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)電子式互感器校驗(yàn)儀的模擬量和數(shù)字量校準(zhǔn)。在量子化量傳溯源技術(shù)方面，中國計(jì)量科學(xué)研究院申請(qǐng)的發(fā)明專利-一種基于量子電壓的交流電壓換向差分測(cè)量裝置及方法(專利號(hào)：201910203056.X)利用換向開關(guān)及差分采樣電路分別對(duì)被測(cè)交流電壓和量子電壓進(jìn)行差分采樣，利用差分信號(hào)和量子電壓重構(gòu)被測(cè)電壓，提高交流電壓幅值測(cè)量準(zhǔn)確度。中國計(jì)量科學(xué)研究院申請(qǐng)的發(fā)明專利-一種基于量子技術(shù)的交流功率差分測(cè)量系統(tǒng)及方法(專利號(hào)：201611202556.4)利用兩個(gè)采樣單元分別對(duì)正弦電壓與交流量子電壓進(jìn)行采樣并計(jì)算相位差，根據(jù)相位差調(diào)整交流量子電壓的相位，使正弦電壓與交流量子電壓的臺(tái)階中心位置相交，從而提升交流信號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出了一種用于電子式互感器校驗(yàn)儀的校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括：

時(shí)鐘基準(zhǔn)模塊，所述時(shí)鐘基準(zhǔn)模塊為所述系統(tǒng)提供參考時(shí)鐘；

量子電壓基準(zhǔn)模塊，所述量子電壓基準(zhǔn)模塊接收時(shí)鐘基準(zhǔn)模塊提供的參考時(shí)鐘，生成預(yù)設(shè)頻率的同步脈沖及交流量子電壓臺(tái)階信號(hào)；

標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源模塊，所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源模塊接收量子電壓基準(zhǔn)模塊輸出的同步脈沖，針對(duì)同步脈沖的上升沿鎖相輸出交流信號(hào)；

感應(yīng)分壓器模塊、標(biāo)準(zhǔn)CT模塊和標(biāo)準(zhǔn)采樣電阻模塊，所述感應(yīng)分壓器模塊、標(biāo)準(zhǔn)CT模塊和標(biāo)準(zhǔn)采樣電阻模塊，接收標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源模塊輸出的交流信號(hào)，以預(yù)設(shè)的比例系數(shù)對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，輸出與量子基準(zhǔn)信號(hào)幅值接近的交流信號(hào)；

分頻模塊，所述分頻模塊接收同步脈沖并對(duì)同步脈沖進(jìn)行分頻處理，輸出預(yù)設(shè)頻率的預(yù)設(shè)倍數(shù)的同步脈沖信號(hào)；