专利名称：电流比例标准式高准确度电流互感器检定方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种互感器校验方法及装置，具体地说涉及一种采用电流比例标准作基准的高准确度电流互感器检定方法及装置，属于电能计量领域。
背景技术：
现有技术例如赵修民编著的互感器从书《电流比例标准》，其中介绍了各种电流比例标准如双级电流互感器、电流比较仪、零磁通电流互感器，及其互感器检定装置，其测量回路和补偿信号输出回路都是采用电工式模拟电路形式，需要经历两次目测手动调节平衡，一次调节零磁通，一次测误差，当”调零”和”测量”的指零仪均指零，读数才是正确的，两个过程必须分时切换进行，该校验方法操作复杂、耗费时间，同时检定装置使用的调零负荷含有容性负荷，容易受到电源频率干扰，当外界电源频率波动较大时，将会加剧调零难度。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的电流比例标准式高准确度互感器检定方法及装置，使用这种检定方法及装置的补偿调零和误差测量过程均无需人工干预即可在较短的时间内自动完成，并且不受电源频率干扰、准确度高。
本发明的方案是一种电流比例标准式高准确度互感器检定方法，用一台电流比例标准1作为基准，被试高准确度电流互感器2的一次绕组极性端与电流比例标准1的一次绕组极性端相连，升流器3向被试高准确度电流互感器2和电流比例标准1的一次绕组非极性端输入一次电流信号，被试高准确度电流互感器2的二次绕组极性端与电流比例标准1的二次绕组、补偿绕组NB的极性端相连，通过被试高准确度电流互感器2二次非极性端后的二次负荷4提取被试参考电流信号Tx，通过电流比例标准1的二次非极性端提取标准参考电流信号T0，通过被试高准确度电流互感器2的二次绕组与电流比例标准1二次绕组的公共端提取差值信号K，接地端为D，上述信号送到校验仪5进行处理，补偿绕组NB回路不用调零负荷箱，a，电流比例标准1为零磁通电流互感器或电流比较仪时，利用微处理器通过对检测绕组ND的指零检测信号JU进行数据分析，生成可调的数字形式零磁通补偿信号，然后再转换成模拟量的自动补偿信号B输出到电流比例标准1的补偿线圈NB进行零磁通自动补偿；b，电流比例标准1为双级电流互感器时，采用反相器21将差值信号K等值反相后输出作为补偿信号B，并输出到电流比例标准1的补偿线圈NB进行自动补偿；上述检定方法中，当电流比例标准1为零磁通电流互感器或电流比较仪时，采用了反相器21将差值信号K等值反相后迭加到补偿信号上输出，作为零磁通自动补偿信号B。
使用上述方法的电流比例标准式高准确度互感器检定装置，由电流比例标准1、升流器3、二次负荷4及校验仪5组成，校验仪5由参考电流采样电路6、放大滤波电路7、90°移相电路8、90°保持鉴相电路9、0°移相电路10、0°保持鉴相电路11、差值信号采样电路12、放大滤波电路13、采样保持电路14、A/D转换电路15、微处理器16、放大滤波整流电路17、同相分量D/A转换电路18，正交分量D/A转换电路19、加法电路20、反相器21及信号放大输出电路22组成；差值信号K及D两端接入差值信号采样电路12的输入端，差值信号采样电路12的输出经放大滤波电路13和采样保持电路1 4与A/D转换电路15的输入端相连；参考电流信号端Tx及T0接参考电流采样电路6的输入端，参考电流采样电路6的输出经放大滤波电路7与90°移相电路8及0°移相电路10的输入端相连；90°移相电路8的输出经90°保持鉴相电路9与微处理器16的一个数据输入口相连，90°移相电路8的输出还与正交分量D/A转换电路19的控制输入端相连；0°移相电路10的输出经0°保持鉴相电路11与微处理器16的另一个数据输入口相连，0°移相电路10的输出还与同相分量D/A转换电路18的控制输入端及A/D转换电路15的输入端相连；指零检测信号JU接放大滤波整流电路17的输入端，放大滤波整流电路17的输出接A/D转换电路15的输入；A/D转换电路15的数据输出送至微处理器16的数据总线输入端，微处理器16的数据总线输出接同相分量D/A转换电路18及正交分量D/A转换电路19的数据输入端，同相分量D/A转换电路18及正交分量D/A转换电路19的输出接加法电路20的输入，反相器21的输入端引入来自差值信号K及D两端的信号，反相器21的输出接到加法电路20，加法电路20的输出信号经信号放大电路22放大后即为自动补偿信号B。
上述的电流比例标准式高准确度互感器检定装置，其校验仪5中的差值信号采样电路12由准确度等级达到0.1的电流互感器23及运算放大器为主体的I/V转换电路24组成。
上述的电流比例标准式高准确度互感器检定装置，其差值信号采样电路12的等效输入阻抗小于等于0.02Ω。
本发明利用微处理器对于电流比较仪和零磁通电流互感器类电流比例标准是通过对检测绕组ND的指零检测信号JU数据分析生成自动可调的零磁通补偿信号；对于双级电流互感器类电流比例标准自动生成与差值信号K绝对值相等但符号相反的自动补偿信号B实现自动补偿，测差回路K，D端子间为低输入阻抗，使得“调零”和“测量”工作可以同时进行不需手动切换。由于不用调零负荷箱即没有容性负荷，则调零过程不受电源频率干扰，检定过程能在很短时间内自动完成，降低了劳动强度节省了大量时间。本发明专门用来检定0.01级及以上级别的高准确度电流互感器，准确度可以达到同相分量误差ΔX＝±(2％X+2％Y+2个字)，正交分量误差ΔY＝±(2％X+2％Y+5个字)，X为同相分量测量值，Y为正交分量测量值。
图1电流比例标准式高准确度互感器检定装置的检定接线图；图2为电流比例标准式高准确度互感器检定装置中校验仪的原理框图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1中，电流比例标准1是零磁通双级电流互感器，被试高准确度电流互感器2的一次绕组极性端与电流比例标准1的一次绕组极性端相连，升流器3向被试高准确度电流互感器2和电流比例标准1的一次绕组非极性端输入一次电流信号，被试高准确度电流互感器2的二次绕组极性端与电流比例标准1的二次绕组、补偿绕组NB的极性端相连，通过被试高准确度电流互感器2二次非极性端后的二次负荷4提取被试参考电流信号Tx，通过电流比例标准1的二次非极性端提取标准参考电流信号T0，通过被试高准确度电流互感器2的二次绕组与电流比例标准1二次绕组的公共极性端提取差值信号K，接地端为D，上述信号送到校验仪5进行处理，补偿绕组NB回路不用调零负荷箱，而是利用微处理器以程序方式通过对检测绕组ND的指零检测信号JU进行数据分析，生成可调的数字形式零磁通补偿信号，然后再转换成模拟量的自动补偿信号输出，同时还用反相器21将差值信号K等值反相后迭加到补偿信号上输出再作为零磁通自动补偿信号B，这样可将差值信号K、D端电位差对调零过程所带来的影响完全补偿掉。
在图2中，差值信号K及D经电流互感器23隔离输入，电流互感器23的准确度等级达到0.1，I/V转换电路24是运算放大电路，两者组合而成的差值信号采样电路12使差值输入端K、D间有较低的等效输入阻抗，其阻抗小于等于0.02Ω，基本满足了零磁通条件，以保证调零和测量工作能同时进行；差值信号经I/V转换电路24转换为电压信号，再由差值放大滤波电路13进行信号放大和滤波，经采样保持电路14后输入到A/D转换电路15的输入端；A/D转换电路15将模拟信号转换成数字信号后送到微处理器16的数据总线；参考电流信号Tx及T0经参考电流采样电路6，输出电压信号到放大滤波电路7，放大滤波电路7的输出信号一路经0°移相电路10后到0°保持鉴相电路11再到微处理器16的一个数据输入口，另一路经90°移相电路8后到90°保持鉴相电路9再到微处理器16的另一个数据输入口；0°移相电路10输出信号并经A/D转换器15后再到微处理器16输出百分表值；指零检测信号JU经放大滤波整流电路17输出到A/D转换电路15，由A/D转换器进行模数转换后输出数字形式指零检测信号到微处理器16，为调零补偿信号的生成提供实时检测信号；微处理器16根据来自参考电流回路中0°保持鉴相电路11和90°保持鉴相电路9的信号对来自A/D转换电路15的信号进行数据处理，计算出同相分量和正交分量并输出到显示电路显示误差值，同时，微处理器16根据A/D转换电路15模数转换的指零信号进行数据处理，生成并输出两路可调数字信号(补偿信号的同相分量和正交分量)，0°移相电路10输出信号控制同相分量D/A转换器18工作，90°移相电路8输出信号控制正交分量D/A转换器19工作，两路D/A转换器的模拟输出信号由加法电路20进行迭加；反相器21将差值信号K及D反相处理后输出到加法电路20，迭加到来自两路D/A转换器18、19的模拟输出信号上，使差值信号K对补偿信号B的电位差为零，进一步补偿差值信号K对地电位所产生的影响；信号放大电路22将加法电路20输出的信号进行功率放大使其具有一定负载能力，其输出即为自动补偿信号B。
权利要求
1.一种电流比例标准式高准确度互感器检定方法，用一台电流比例标准(1)作为基准，被试高准确度电流互感器(2)的一次绕组极性端与电流比例标准(1)的一次绕组极性端相连，升流器(3)向被试高准确度电流互感器(2)和电流比例标准(1)的一次绕组非极性端输入一次电流信号，被试高准确度电流互感器(2)的二次绕组极性端与电流比例标准(1)的二次绕组及补偿绕组NB的极性端相连，通过被试高准确度电流互感器(2)二次非极性端后的二次负荷(4)提取被试参考电流信号Tx，通过电流比例标准1的二次非极性端提取标准参考电流信号T0，通过被试高准确度电流互感器(2)的二次绕组与电流比例标准(1)二次绕组的公共端提取差值信号K，接地端为D，上述信号送到校验仪(5)进行处理，其特征在于补偿绕组NB回路不用调零负荷箱，a，电流比例标准(1)为零磁通电流互感器或电流比较仪时，利用微处理器通过对检测绕组ND的指零检测信号JU进行数据分析，生成可调的数字形式零磁通补偿信号，然后再转换成模拟量的自动补偿信号B输出到电流比例标准(1)的补偿线圈NB进行零磁通自动补偿；b，电流比例标准(1)为双级电流互感器时，采用反相器(21)将差值信号K等值反相信号输出作为补偿信号B，并输出到电流比例标准(1)的补偿线圈NB进行自动补偿。
2.根据权力要求1所述的检定方法，其特征在于电流比例标准(1)为零磁通电流互感器或电流比较仪时，采用了反相器(21)将差值信号K等值反相后迭加到补偿信号上作为零磁通自动补偿信号B，再输出到电流比例标准(1)的补偿绕组。
3.一种应用上述方法的电流比例标准式高准确度互感器检定装置，由电流比例标准(1)、升流器(3)、二次负荷(4)及校验仪(5)组成，校验仪(5)由参考电流采样电路(6)、放大滤波电路(7)、90°移相电路(8)、90°保持鉴相电路(9)、0°移相电路(10)、0°保持鉴相电路(11)、差值信号采样电路(12)、放大滤波电路(13)、采样保持电路(14)、A/D转换电路(15)、微处理器(16)、放大滤波整流电路(17)、同相分量D/A转换电路(18)、正交分量D/A转换电路(19)、加法电路(20)、反相器(21)及信号放大输出电路(22)组成；差值信号K及D两端接入差值信号采样电路(12)的输入端，差值信号采样电路(12)的输出经放大滤波电路(13)和采样保持电路(14)与A/D转换电路(15)的输入端相连；参考电流信号端Tx及T0接参考电流采样电路(6)的输入端，参考电流采样电路(6)的输出经放大滤波电路(7)与90°移相电路(8)及0°移相电路(10)的输入端相连；90°移相电路(8)的输出经90°保持鉴相电路(9)与微处理器(16)的一个数据输入口相连，90°移相电路(8)的输出还与正交分量D/A转换电路(19)的控制输入端相连；0°移相电路(10)的输出经0°保持鉴相电路(11)与微处理器(16)的另一个数据输入口相连，0°移相电路(10)的输出还与同相分量D/A转换电路(18)的控制输入端及A/D转换电路(15)的输入端相连；指零检测信号JU接放大滤波整流电路(17)的输入端，放大滤波整流电路(17)的输出接A/D转换电路(15)的输入；A/D转换电路(15)的数据输出送至微处理器(16)的数据总线输入端，微处理器(16)的数据总线输出接同相分量D/A转换电路(18)及正交分量D/A转换电路(19)的数据输入端，同相分量D/A转换电路(18)及正交分量D/A转换电路(19)的输出接加法电路(20)的输入，反相器(21)的输入端引入来自差值信号K及D两端的信号，反相器(21)的输出接到加法电路(20)，加法电路(20)的输出信号经信号放大电路(22)放大后即为自动补偿信号B。
4.根据权力要求3所述的电流比例标准式高准确度互感器检定装置，其特征在于校验仪(5)中的差值信号采样电路(12)由准确度等级达到0.1的电流互感器(23)及运算放大器为主体的I/V转换电路(24)组成。
5.根据权力要求4所述的电流比例标准式高准确度互感器检定装置，其差值信号采样电路(12)的等效输入阻抗小于等于0.02Ω。
全文摘要
一种电流比例标准式高准确度互感器检定方法及装置，补偿绕组回路不用调零负荷箱，而是利用微处理器通过对检测绕组的指零检测信号进行数据分析生成零磁通自动补偿信号，或采用反相器将差值信号等值反相后作为补偿信号，整个工作过程不需手动切换且不受电源频率干扰，检定过程能在很短时间内自动完成，降低了劳动强度节省了大量时间，本发明专门用来检定0.01级及以上级别的高准确度电流互感器。
文档编号G01R35/02GK1430069SQ0215418
公开日2003年7月16日 申请日期2002年12月31日 优先权日2002年12月31日
发明者王勤, 吕玲, 王宇, 顾红波 申请人:武汉华电国电高压科技发展有限公司