用于直流电流相关回路的暂态特性校验方法、系统、装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于直流电流相关回路暂态特性的校验装置，包括：主控单元、信号处理单元、功放单元、采集单元，用于采集所述功放单元输出的信号，得到所述输出信号的信号波形，并将所述采集的所述功放单元输出的信号波形与所述主控单元存储的暂态波形进行比较，得到校验结果。充分考虑了线性功率放大器与开关功率放大器的优缺点，根据实际输出电流幅值、频率的不同要求设计有独立的输出端口，并能根据现场实际需求自动调节。具有体积小、重量轻、维护简单、操作方便的特点非常适于在安装运行现场开展直流电流测量设备暂态特性校验试验。

【技术实现步骤摘要】
用于直流电流相关回路的暂态特性校验方法、系统、装置
本专利技术属于电流测量设备领域，具体涉及一种用于直流电流相关回路的暂态特性校验方法、系统、装置。
技术介绍
专利CN104181490A中公布了一种在电子式电流互感器暂态特性检测装置，包括控制器单元、变压器、直流充电电源以及与ECT试品连接的波形输出单元；波形输出电源包括稳态波形输出单元和暂态波形输出单元；控制器单元包括充电控制模块、选相合闸控制模块、波形检测模块和波形调节模块；控制单元向波形输出单元中电子器件输出调整工作状态的信号以控制波形输出单元向ECT试品输出稳定波形和暂态波形。上述技术方案中，所验证的电子式电流互感器在交流输电系统的暂态特性，其暂态波形的合成是在同一磁回路中通过工频量与暂态衰减量的磁势合成转换成电流合成。工频电流采用多级电流源并联，暂态源采用的是电容储能后放电，磁回路的构成是多层铜片叠成门型结构。实现过程中先在磁回路中首先施加工频量，通过选相合闸控制投入暂态量。该装置体积大、重量大、不易维护，试品更好需要拆除上端门型结构，工作量大，不适合现场检测。专利CN203838323公开了一种电流互感器暂态特性测试仪，由升压升流电源模块、变频谐振电路模块、单片机主板和采样测量模块组成。通过其提出的计算和测量方法，可以对电流互感器的伏安特性、直流电阻、变比、暂态系数和短路电流等项目进行测试。上述技术方案中，只要还是针对电流互感器的常规测试提出的方法，其所涉及的暂态特性相关的试验值暂态系数，根据国标GB/T20840.2-2014中的相关规定指出电流互感器的暂态系数指在工作循环中，规定时间点的二次匝链磁通与其交流分量峰值的比值。比较的是交流峰值对互感器磁路的影响，而真实系统暂态故障过程中不仅有工频量还有非工频量。此外，所采用的电压电流源是常规升压升流试验设备并不能有效还原实际互感器运行的暂态环境。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种直流电流相关回路暂态特性的校验装置，体积小重量轻，维护方便，非常实用于现场直流电流测量设备现场暂态特性校验。本专利技术的第二个目的在于提出一种直流电流相关回路暂态特性的校验系统。本专利技术的第三个目的在于提出一种直流电流相关回路暂态特性的校验方法。为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种直流电流相关回路暂态特性的校验装置，所述校验装置包括：主控单元，用于存储直流电流相关回路的暂态波形，包括ARM、FPGA。信号处理单元，用于将所述主控模块存储的暂态波形转换成较与所述暂态波形的幅值的低幅值的模拟信号，并对所述模拟信号进行滤波，包括数模转换电路、滤波电路。功放单元，用于接收所述信号处理单元输出的模拟信号，并将所述模拟信号进行功率放大，按照输出幅值的要求自动选取输出端口，功放单元包括高性能IC、隔离驱动电路、反馈电路、功放端口。采集单元，包括：交直流采集端口、光纤接口、模拟量采集前置电路、AD采集芯片、串行总线、光电转换模块；用于采集所述功放单元输出的信号，得到所述输出信号的信号波形，并将所述采集的所述功放单元输出的信号波形与所述主控单元存储的暂态波形进行比较，得到校验结果。根据本专利技术的一个实施例，所述数模转换电路采用高速同步数模转换电路，所述高速同步数模转换电路采用磁隔离方式隔离数字信号与模拟信号。根据本专利技术的一个实施例，所述功放端口包括：线性功放端口、开关功放端口。根据本专利技术的一个实施例，所述交直流采集端口包括：(10mV-400mV)交直流采集端口、(0.1V-5V)交直流采集端口、光纤端口。根据本专利技术的一个实施例，所述采集单元得到校验结果，包括：判断所述校验结果是否满足误差范围要求；如果所述校验结果满足误差范围要求，则采用所述装置读取、分析所述直流电流相关回路的输出波形；如果所述校验结果不满足误差范围要求，则对所述装置进行调节，直至满足所述波形误差范围要求。本专利技术公开的一种直流电流相关回路暂态特性的校验装置，其输入输出灵活，既可以是基于直流电流测量所在系统的RTDS故障仿真波形，也可以是在系统暂态故障时暂态录波设备记录的故障波形，能有效还原实际暂态工况。充分考虑了线性功率放大器与开关功率放大器的优缺点，根据实际输出电流幅值、频率的不同要求设计有独立的输出端口，并能根据现场实际需求自动调节。设计有相应的暂态波形比较功能，能对预输入的暂态故障波形、功率放大器输出波形、被测直流电流测量设备二次输出波形从延迟时间、上升速率、波形畸变等多个维度，全面校验待测直流电流测量设备的暂态性能。本专利技术公开的一种直流电流相关回路暂态特性的校验装置，具有体积小、重量轻、维护简单、操作方便的特点非常适于在安装运行现场开展直流电流测量设备暂态特性校验试验。为达到上述目的，本专利技术第二面实施例提出了一种直流电流相关回路暂态特性的校验系统，所述校验系统包括：接收单元，用于存储直流电流的暂态波形，包括控制模块、通信模块。处理单元，用于将接收单元存储的暂态波形转换成较所述暂态波形的幅值的低幅值模拟信号，并对所述模拟信号进行滤波，包括数模转换模块、滤波模块。输出单元，用于将所述处理单元的所述模拟信号进行功率放大，按照输出幅值的要求自动选取输出端口，包括电源模块、驱动模块、反馈模块、功放端口模块。计算单元，用于通过采集端口采集所述输出单元的输出信号，得到所述输出单元的输出信号波形，并将所述输出单元的输出信号波形与所述接收单元存储的暂态波形进行比较，得到校验结果，包括采集端口模块、前置电路模块、光电转换模块、传输模块。根据本专利技术的一个实施例，所述数模转化模块采用磁隔离方式隔离所述模拟信号与数字信号。根据本专利技术的一个实施例，所述功放端口模块包括：线性功放端口模块、开关功放端口模块。根据本专利技术的一个实施例，所述采集端口模块包括：(10mV-400mV)交直流采集端口、(0.1V-5V)交直流采集端口。根据本专利技术的一个实施例，所述计算单元得到校验结果包括：判断所述计算单元得到的校验结果是否满足波形误差范围要求。如果所述计算单元得到的校验结果满足波形误差范围要求，则采用此系统读取分析所述直流电流相关回路的输出波形。如果所述计算单元得到的校验结果不满足波形误差范围要求，则对所述系统进行调节，直至满足所述波形误差范围要求。为达到上述目的，本专利技术第三面实施例提出了一种直流电流相关回路暂态特性的校验方法，所述方法包括：S1:将所述直流电流相关回路暂态波形进行存储。S2:将所述S1的所述暂态波形信号进行数模转换并滤波，得到较于S1的所述暂态波形的幅值的低幅值模拟信号。S3:按照设定比例将所述S2的所述低幅值模拟信号放大，并按输出幅值要求自动选取所述放大的模拟信号的输出端口，输出信号值。S4:通过采集端口采集所述S3中的所述模拟信号输出值，得到所述输出单元的输出信号波形采集，将所述模拟信号输出波形与所述S1中的所述直流电流相关回路暂态波形进行比较得到校验结果。根据本专利技术的一个实施例，所述将所述S1的所述暂态波形信号进行数模转换并滤波，包括：采用磁隔离方式隔离所述模拟信号与数字信号。根据本专利技术的一个实施例，所述S3中所述输出端口包括：线性功放端口、开关功放端口。根据本专利技术的一个实施例，所述采集端口包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电流相关回路暂态特性的校验装置，其特征在于，所述校验装置包括：主控单元，用于存储直流电流相关回路的暂态波形，包括ARM、FPGA；信号处理单元，用于将所述主控模块存储的暂态波形转换成较与所述暂态波形的幅值的低幅值的模拟信号，并对所述模拟信号进行滤波，包括数模转换电路、滤波电路；功放单元，用于接收所述信号处理单元输出的模拟信号，并将所述模拟信号进行功率放大，按照输出幅值的要求自动选取输出端口，功放单元包括高性能IC、隔离驱动电路、反馈电路、功放端口；采集单元，包括：交直流采集端口、光纤接口、模拟量采集前置电路、AD采集芯片、串行总线、光电转换模块；用于采集所述功放单元输出的信号，得到所述输出信号的信号波形，并将所述采集的所述功放单元输出的信号波形与所述主控单元存储的暂态波形进行比较，得到校验结果。

【技术特征摘要】
1.一种直流电流相关回路暂态特性的校验装置，其特征在于，所述校验装置包括：主控单元，用于存储直流电流相关回路的暂态波形，包括ARM、FPGA；信号处理单元，用于将所述主控模块存储的暂态波形转换成较与所述暂态波形的幅值的低幅值的模拟信号，并对所述模拟信号进行滤波，包括数模转换电路、滤波电路；功放单元，用于接收所述信号处理单元输出的模拟信号，并将所述模拟信号进行功率放大，按照输出幅值的要求自动选取输出端口，功放单元包括高性能IC、隔离驱动电路、反馈电路、功放端口；采集单元，包括：交直流采集端口、光纤接口、模拟量采集前置电路、AD采集芯片、串行总线、光电转换模块；用于采集所述功放单元输出的信号，得到所述输出信号的信号波形，并将所述采集的所述功放单元输出的信号波形与所述主控单元存储的暂态波形进行比较，得到校验结果。2.根据权利要求1所述的校验装置，其特征在于，所述数模转换电路采用高速同步数模转换电路，所述高速同步数模转换电路采用磁隔离方式隔离数字信号与模拟信号。3.根据权利要求1所述的校验装置，其特征在于，所述功放端口包括：线性功放端口、开关功放端口。4.根据权利要求1所述的校验装置，其特征在于，所述，其特征在于，所述交直流采集端口包括：(10mV-400mV)交直流采集端口、(0.1V-5V)交直流采集端口、光纤端口。5.根据权利要求1所述的校验装置，其特征在于，所述采集单元得到校验结果，包括：判断所述校验结果是否满足误差范围要求；如果所述校验结果满足误差范围要求，则采用所述装置读取、分析所述直流电流相关回路的输出波形；如果所述校验结果不满足误差范围要求，则对所述装置进行调节，直至满足所述波形误差范围要求。6.一种直流电流相关回路暂态特性的校验系统，其特征在于，所述校验系统包括：接收单元，用于存储直流电流的暂态波形，包括控制模块、通信模块；处理单元，用于将接收单元存储的暂态波形转换成较所述暂态波形的幅值的低幅值模拟信号，并对所述模拟信号进行滤波，包括数模转换模块、滤波模块；输出单元，用于将所述处理单元的所述模拟信号进行功率放大，按照输出幅值的要求自动选取输出端口，包括电源模块、驱动模块、反馈模块、功放端口模块；计算单元，用于通过采集端口采集所述输出单元的输出信号，得到所述输出单元的输出信号波形，并将所述输出单元的输出信号波形与所述接收单元存储的暂态波形进行比较，得到校验结果，包括采集端口模块、前置电路模块、光电...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱进，吴士普，冯宇，汪本进，徐思恩，毛安澜，陈晓明，王玲，李璿，杜砚，余春雨，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11