一种兼容电子式互感器和传统互感器检测的三相校验仪制造技术

本发明专利技术公开了一种兼容电子式互感器和传统互感器检测的三相校验仪，所述三相校验仪包括：电磁式互感器校验仪和电子式互感器校验仪，装置能够准确地反映电子式互感器和传统互感器在工作状态下的特性，与现有校验仪相比，本发明专利技术能够克服单相法存在效率低下、反复接线等缺点；具有更接近实际运行工况，兼容性好、检测系效率高等优点；从而能够保证电能计量的公平公正。

【技术实现步骤摘要】
一种兼容电子式互感器和传统互感器检测的三相校验仪
本专利技术涉及互感器校验领域，具体地，涉及一种兼容电子式互感器和传统互感器检测的三相校验仪。
技术介绍
随着经济的发展，工业的发展在国民经济建设中的比重日益突然。为了准确地对电能进行计量，互感器的投入越来越广泛。目前，具有铁心的传统电磁式互感器在继电保护和测量中占主导地位。但是随着特高压的建设，电力系统的传输容量和电压等级的逐渐提高，传统的电磁式互感器会出现自身难以克服的缺点。利用光电子技术和光纤传感技术的电子式互感器可以克服传统互感器的缺点，因而电子式互感器的发展成为一种必然趋势。但两种互感器却又无法完全替代彼此，因此，在电力系统中的三相互感器主要分为传统三相互感器和电子式三相互感器。作为电网中数据采集的关键设备之一，电力互感器的作用显得十分重要，主要包括：1)与二次侧计量装置配合，实现一次电压、电流的准确测量；2)与二次侧继电保护装置相配合，实现对电网故障时的准确保护和自动控制；3)实现一次设备和二次设备之间的电气隔离，保证二次设备和操作人员的安全，并将一次侧的高电压、大电流转换为适合二次设备的信号，使计量和继电保护标准化。因此，为了保证系统电量的准确计量以及保护的速动性，需要对三相互感器进行检定。现有的配网互感器是在三相的高电压、大电流的实际工况下运行。传统的单相法存在接线复杂，检测效率低等问题。本申请提供了一种基于三相检测装置，并能同时对电子式三相互感器和电磁式(传统)三相互感器进行校验。
技术实现思路
本专利技术提供了一种兼容电子式互感器和传统互感器检测的三相校验仪，该装置能够准确地反映电子式互感器和传统互感器在工作状态下的特性，与现有校验仪相比，本专利技术能够克服单相法存在效率低下、反复接线等缺点；具有更接近实际运行工况，兼容性好、检测系效率高等优点；从而能够保证电能计量的公平公正。为实现上述专利技术目的，本申请提供了一种兼容电子式互感器和传统互感器检测的三相校验仪，所述三相校验仪包括：电磁式互感器校验仪，包括：标准信号处理线路、被测信号处理线路、DSP控制器，标准信号通过换挡分压放大器、程控分压、程控放大、低通滤波之后产生两路信号，一路产生过零脉冲信号送给DSP控制器，另一路通过模拟开关进行A/D转换后送给DSP控制器处理、显示；被试信号通过换挡、放大器、程控分压、程控放大，经过低通滤波电路送给模拟开关进行A/D转换，最后送给DSP控制器处理显示；电子式互感器校验仪，包括：锁相倍频电路、同步电路、两级程控放大、模数转换器、单片机系统和串口通讯；单片机系统发出控制A/D转换命令，实现可编程增益放大器的量程切换，并与上位机实现通讯；差值检测电路置于工控机内部，通过串口与上位机通讯；GPS发出时钟信号，实现标准信号和差值信号的同步采样；同步电路用于实现对输入信号和控压振荡器的输出信号进行相位比较，两个信号的相位差保持恒定，实现相位锁定；差值检测电路首先对标准信号和被测信号作差，在A/D转换之前，将标准信号与被测信号作差的差值进行放大处理，使信号调整到适合A/D转换的最佳输入范围。采用A/D转换MAX的控制和对程控放大器增益的切换，以及与上位机的通讯，采用单片机AT89S52采用差值法对电子式互感器模拟量输出进行校验，采用直接法对电子式互感器的数字输出进行校验。进一步的，电磁式互感器校验仪中的信号放大器由依次信号连接的初级放大器、中间放大器和输出放大器组成，所述初级放大器、中间放大器和输出放大器分别为DJ409、TLC2652和OP07。进一步的，电磁式互感器校验仪中的电压变换器包括：电阻R1-51、电阻R2-52、运算放大器A53，电阻R1-51电阻值为99kΩ，准确度为0.01％，电阻R2电阻值为1kΩ准确度为0.01％，运算放大器A53使用OPA277，其THD+N为0.002％；电磁式互感器校验仪中的电流变换器包括：电流互感器T1-61、电阻R3-62、运算放大器A63，电流互感器T1-61的变比为5A/2mA，准确度为0.005％，电阻R2-62电阻值为500Ω准确度为0.01％，运算放大器A53使用OPA277，THD+N为0.002％。进一步的，DSP控制器的通过串口输出控制指令到程控电压源的串口上，控制程控电压源输出电压，驱动带升压的电压标准互感器把程控电压源的电压值升高到一次电压值，一次电压同时施加给被检电子式电压互感器的三相电压和带升压的电压标准互感器内部的标准电压互感器，带升压的电压标准互感器内部的标准电压互感器PT32输出准确为0.02％的二次变换电压a/x到电压变换器的a0/x0上，电压变换器输出接入到通道同步采样A/D转换器的通道上，被检电子式电压互感器的三相电压的二次输出接入到电压跟踪和驱动的输入上，电压跟踪和驱动的输出电压接入到通道同步采样A/D转换器的通道上，通道同步采样A/D转换器同步采样通道的采样值，计算出同步采样通道的幅值误差和相位误差为被检电子式电压互感器的幅值误差和相位误差；DSP控制器通过串口输出控制指令传输到程控电压源的串口上，控制程控电压源输出电压，驱动带升流的电流标准互感器把程控电压源的电流值升流为一次电流值，一次电流同时施加给被检电子式电流互感器一次端子和带升流的电流标准互感器内部的标准电流互感器，带升流的电流标准互感器内部的标准电流互感器输出准确为0.02％的二次变换电流K1/K2到电流变换器的T0/Tx上，电流变换器输出接入到通道同步采样A/D转换器的通道上，被检电子式电流互感器三相电流的二次输出接入到电压跟踪和驱动的输入上，电压跟踪和驱动的输出电压接入到通道同步采样A/D转换器的通道上，通道同步采样A/D转换器同步采样通道的采样值，计算出同步采样通道的幅值误差和相位误差为被检电子式电流互感器三相的幅值误差和相位误差。进一步的，同步电路包括：锁相环、施密特触发器和运算放大器，锁相环用于实现差值信号采样频率对标准信号频率的实时跟踪，施密特触发器则将标准信号的正弦波变化成锁相器中鉴相器所必需的方波信号；运算放大器用于对标准互感器的输出信号进行放大；锁相环用于实现差值信号采样频率对标准信号频率的实时跟踪，施密特触发器用于将标准信号的正弦波变换成锁相器中鉴相器所必需的方波信号，运算放大器用于对标准互感器的输出信号进行放大。进一步的，运算放大器采用LF356，施密特触发器采用CD4093对信号进行整形，锁相环采用CD4046和分频器CD4060连接，CD4060的第四脚与CD4046相连。进一步的，两级程控放大包括：PGA204、PGA205；其放大倍数从1倍到8000倍；PGA增益档级有1、10、100、1000V/V四种，PGA205的增益档级为1、2、4、8V/V四种；考虑到不同被测信号和标准信号的差值是在一定范围内变化的，所以需要根据不同的差值进行不同的放大处理。可编程增益放大器PGA204、PGA205能满足这种要求。这两个可编程增益放大器都可以用两位TTL或CMOS逻辑信号A0、A1对其增益进行数字选择。使用的差值检测电路中PGA204、PGA205的增益由单片机根据采样信号的大小进行控制。进一步的，模数转换器为MAX125。本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兼容电子式互感器和传统互感器检测的三相校验仪，其特征在于，所述三相校验仪包括：电磁式互感器校验仪，包括：标准信号处理线路、被测信号处理线路、DSP控制器，标准信号通过换挡分压放大器、程控分压、程控放大、低通滤波之后产生两路信号，一路产生过零脉冲信号送给DSP控制器，另一路通过模拟开关进行A/D转换后送给DSP控制器处理、显示；被试信号通过换挡、放大器、程控分压、程控放大，经过低通滤波电路送给模拟开关进行A/D转换，最后送给DSP控制器处理显示；电子式互感器校验仪，包括：锁相倍频电路、同步电路、两级程控放大、模数转换器、单片机系统和串口通讯；单片机系统发出控制A/D转换命令，实现可编程增益放大器的量程切换，并与上位机实现通讯；差值检测电路置于工控机内部，通过串口与上位机通讯；GPS发出时钟信号，实现标准信号和差值信号的同步采样；同步电路用于实现对输入信号和控压振荡器的输出信号进行相位比较，两个信号的相位差保持恒定，实现相位锁定；差值检测电路首先对标准信号和被测信号作差，在A/D转换之前，将标准信号与被测信号作差的差值进行放大处理，使信号调整到适合A/D转换的最佳输入范围。

【技术特征摘要】
1.一种兼容电子式互感器和传统互感器检测的三相校验仪，其特征在于，所述三相校验仪包括：电磁式互感器校验仪，包括：标准信号处理线路、被测信号处理线路、DSP控制器，标准信号通过换挡分压放大器、程控分压、程控放大、低通滤波之后产生两路信号，一路产生过零脉冲信号送给DSP控制器，另一路通过模拟开关进行A/D转换后送给DSP控制器处理、显示；被试信号通过换挡、放大器、程控分压、程控放大，经过低通滤波电路送给模拟开关进行A/D转换，最后送给DSP控制器处理显示；电子式互感器校验仪，包括：锁相倍频电路、同步电路、两级程控放大、模数转换器、单片机系统和串口通讯；单片机系统发出控制A/D转换命令，实现可编程增益放大器的量程切换，并与上位机实现通讯；差值检测电路置于工控机内部，通过串口与上位机通讯；GPS发出时钟信号，实现标准信号和差值信号的同步采样；同步电路用于实现对输入信号和控压振荡器的输出信号进行相位比较，两个信号的相位差保持恒定，实现相位锁定；差值检测电路首先对标准信号和被测信号作差，在A/D转换之前，将标准信号与被测信号作差的差值进行放大处理，使信号调整到适合A/D转换的最佳输入范围。2.根据权利要求1所述的兼容电子式互感器和传统互感器检测的三相校验仪，其特征在于，电磁式互感器校验仪中的信号放大器由依次信号连接的初级放大器、中间放大器和输出放大器组成，所述初级放大器、中间放大器和输出放大器分别为DJ409、TLC2652和OP07。3.根据权利要求1所述的兼容电子式互感器和传统互感器检测的三相校验仪，其特征在于，电磁式互感器校验仪中的电压变换器包括：电阻R1-51、电阻R2-52、运算放大器A53，电阻R1-51电阻值为99kΩ，准确度为0.01％，电阻R2电阻值为1kΩ准确度为0.01％，运算放大器A53使用OPA277，其THD+N为0.002％；电磁式互感器校验仪中的电流变换器包括：电流互感器T1-61、电阻R3-62、运算放大器A63，电流互感器T1-61的变比为5A/2mA，准确度为0.005％，电阻R2-62电阻值为500Ω准确度为0.01％，运算放大器A53使用OPA277，THD+N为0.002％。4.根据权利要求1所述的兼容电子式互感器和传统互感器检测的三相校验仪，其特征在于，DSP控制器的通过串口输出控制指令到程控电压源的串口上，控制程控电压源输出电压，驱动带升压的电压标准互感器把程控电压源的电压值升高到一次电压值，一次电压同时施加给被检电子式电压互感器的三相电压和带升压的电压标准互感器内部的标准电压互感器，带升压的电压标准...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘苏婕，覃剑，刘鹍，艾兵，陈贤顺，黄嘉鹏，张福州，刘刚，叶子阳，张杰夫，李金嵩，蒋卫，何娜，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：四川,51