一种直流电压互感器同步校准系统的制作方法

本实用新型涉及直流电压互感器现场测试领域，特别涉及一种直流电压互感器同步校准系统。

背景技术：

在电力系统中，为了保证正常供电及保护贵重设备的安全，都有一套由各种继电器控制设备组成的继电保护线路。当电力系统中发生故障时，这些保护装置就会动作，切断故障的线路，如果是偶然的故障，还能够自动合闸，保证正常供电。直流电压互感器是直流输电系统中测量直流电压的主要设备，为直流输电系统的安全、稳定运行提供控制和护。为了保证直流电压互感器测量信号的准确可靠，需要对直流电压互感器进行现场校准。

进行现场校准时，传统的直流电压互感器控制校准方法直接将直流高电压施加在被试直流电压互感器和标准分压器的高压端；被试直流电压互感器和标准分压器在低压端输出低压信号，二次测量系统对输出的低压信号进行同步采集、测量，并根据标准分压器的标称变比，获得被试直流电压互感器的实际变比。通过将实测的低压值按额定电压比折算为高压电压值。这种互感器校验方法的自身误差直接叠加到标准互感器的误差之中，同时互感器校验仪的元器件误差限制了传统的直流电压互感器控制校准方法的准确度。例如，一台互感器校验仪由于自身元器件限制，其测量误差限值为±0.05％,即使采用更高准确度的标准互感器,也只能用来检定0.5级以下级别的互感器。因而，这种缺点就限制了直接比较式互感器校验仪的应用范围。

随着国内高压直流输电工程的增多，对直流互感器的校验提出了新的要求，并已写入直流互感器现场校验和校准试验相关规程和技术标准。传统的直流电压互感器控制校准方法不能满足直流互感器现场校验和校准试验相关规程对准确的要求。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于提供一种直流电压互感器现场闭环控制校准系统，以解决现有直流电压互感器控制校准方法准确度低的问题。

本实用新型示出一种直流电压互感器同步校准系统，所述系统包括：直流电压互感器现场校验装置，直流电压源，被校直流电压互感器，标准直流分压器和数字量信号转换器；

所述直流电压源输出恒定电压值；

所述被校直流电压互感器接收恒定电压值通过所述模拟信号转换器输出模拟量电压值；

所述标准直流分压器用接收恒定电压值并输出标准模拟量电压值；

所述数字量信号转换器接收模拟量电压值并输出数字量二次电压值；

直流电压互感器现场校验装置接收所述模拟量电压值，标准模拟量电压值，数字量二次电压值和数字量一次电压值，对所述直流电压互感器进行校准，根据校准结果，评价所述被校直流电压互感器的精准度。

进一步，所述直流电压互感器现场校验装置包括模拟量采集接口和直流电子式互感器校验仪；

所述模拟量采集接口接收模拟量电压值和所述标准模拟量电压值，进行采集滤波处理，提取标准直流模拟量电压值和直流模拟量电压值，将提取标准直流模拟量电压值和直流模拟量电压值上传至直流电子式互感器校验仪。

进一步，所述直流电压互感器现场校验装置还包括数字量接口；

所述数字量接口接收数字量二次电压值，并对所述数字量二次电压值进行滤波处理，提取数字量二次电压值的恒流分量，得到直流数字量二次电压值，将直流数字量二次电压值上传至直流电子式互感器校验仪。

进一步,所述数字量信号转换器与所述直流电压互感器现场校验装置通过光纤连接。

进一步，所述直流电子式互感器校验仪的输出端与打印机相连接。

由以上技术方案可知，本实用新型示出一种直流电压互感器同步校准系统，其中所述系统包括：直流电压互感器现场校验装置，直流电压源，被校直流电压互感器，标准直流分压器和数字量信号转换器；所述直流电压源输出恒定电压值；所述被校直流电压互感器接收恒定电压值并输出模拟量电压值；所述标准直流分压器接收恒定电压值通过所述模拟信号转换器输出标准模拟量电压值；所述数字量信号转换器接收模拟量电压值并输出数字量二次电压值；直流电压互感器现场校验装置接收所述模拟量电压值，标准模拟量电压值，数字量二次电压值和数字量一次电压值，对所述直流电压互感器进行校准，根据校准结果，评价所述被校直流电压互感器的精准度。本系统采用模拟量电压值和数 字量二次电压值进行同步的测量校准，利用高稳定度的恒压源、高精度标准直流分压器，采用精确时间同步方式进行信号采集的标定，确保校准的准确度，不受干扰信号影响。有效避免采样分步校准造成的延迟差对被校直流电压互感器的精准度的影响；同时所述校准方法稳定度高，进而提高了直流电压互感器现场试验的能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据一优选实施例示出的一种直流电压互感器同步校准装置的结构框图。

图例说明：201-直流电压源；202-被校直流电压互感器；203-标准直流分压器；204-数字量信号转换器；205-模拟信号转换器；206-模拟量采集接口；207-数字量接口；208-直流电子式互感器校验仪；209-直流电压互感器现场校验装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型示出本实用新型示出一种直流电压互感器同步校准系统，如图1所示，其中所述系统包括：直流电压互感器现场校验装置209，直流电压源201，被校直流电压互感器202，标准直流分压器203和数字量信号转换器204；所述直流电压源201输出恒定电压值；所述被校直流电压互感器202接收恒定电压值并输出模拟量电压值；所述标准直流分压器203用接收恒定电压值通过所述模拟信号转换器205输出标准模拟量电压值；所述数字量信号转换器204接收模拟量电压值并输出数字量二次电压值；直流电压互感器现场校验装置209接收所述模拟量电压值，标准模拟量电压值，数字量二次电压值和数字量一次电压值，对所述直流电压互感器进行校准，根据校准结果，评价所述被校直流电压互感器202的精准度。

具体的，所述被校直流电压互感器202和标准直流分压器203同时接入直流电源，被校直流电压互感器202模拟量电压值，直流电子式互感器校验仪208通过模拟量采集接口206接收被校直流电压互感器202模拟量电压值，标准直流分压器203输出的电压 值通过模拟信号转换器205转化为标准模拟量电压值，直流电子式互感器校验仪208通过模拟量采集接口206接收标准模拟量电压值，直流电子式互感器校验仪208根据模拟量电压值和标准模拟量电压值对所述被校直流电压互感器202的准确度进行评价；

同时被校直流电压互感器202模拟量电压值通过数字量信号转换器204转化为数字量二次电压值，直流电子式互感器校验仪208通过数字量接口207接收数字量二次电压值，根据所述数字量二次电压值，计算出被校直流电压互感器202数字量一次电压值；根据被校直流电压互感器202一次和二次的变比，通常被校直流电压互感器202一次和二次的变比使用说明中注明，计算出数字量一次电压值。直流电子式互感器校验仪208根据数字量二次电压值和数字量一次电压值对所述被校直流电压互感器202的准确度进行评价。

本方法采用模拟量电压值和数字量二次电压值进行同步的测量校准，可有效避免采样分步校准造成的延迟差对被校直流电压互感器202的精准度的影响；同时所述校准方法稳定度高，进而提高了直流电压互感器现场试验的能力。

根据所述模拟量电压值，标准模拟量电压值，数字量二次电压值和数字量一次电压值，评价所述被校直流电压互感器202的精准度包括：

提取所述模拟量电压值的恒流分量，得到直流模拟量电压值；

提取所述标准模拟量电压值的恒流分量，得到直流标准模拟量电压值；

提取数字量二次电压值的恒流分量，得到直流数字量二次电压值；

根据所述直流数字量二次电压值，计算出直流数字量一次电压值；

根据所述直流模拟量电压值和所述直流标准模拟量电压值，计算出模拟量比值误差；

根据所述直流数字量二次电压值和所述直流数字量一次电压测量值，计算出被校直流电压互感器202的数字量比值误差；

根据所述模拟量比值误差数字量比值误差，评价所述被校直流电压互感器202的精准度。

根据所述方差计算，评价所述被校直流电压互感器202的精准度。具体的，本方法通过计算所述模拟量比值误差数字量比值误差，通过比值误差来评价所述被校直流电压互感器202的精准度。

被校直流电压互感器202模拟量的比值误差计算为：

其中，K为被校直流电压互感器的额定变比，U_B为被校直流电压互感器直流模拟量电压值，U_P标准直流电压分压器直流标准模拟量电压值；

被校直流电压互感器数字量比值误差计算为：

其中，K_P为标准直流分压器的额定变比，U_P为被校直流电压互感器直流数字量二次电压值，U_B为被校直流电压互感器直流数字量一次电压测量值。

具体可以根据积分制评价被校直流电压互感器202的精准度，具体操作是将被校直流电压互感器202的精准度的满分设为100分，计算所述被校直流电压互感器202的模拟量比值误差和数字量比值误差，并根据模拟量比值误差和数字量比值误差的值来对精准度进行扣分，最后再由得分值判定被校直流电压互感器202的精准度。

根据所述模拟量电压值，标准模拟量电压值，数字量二次电压值和数字量一次电压值，评价所述被校直流电压互感器202的精准度包括：

根据所述模拟量电压值和所述标准模拟量电压值，计算出所述模拟量电压值和所述标准模拟量电压值的方差；其中所述模拟量电压值为不同时间点记录的被校直流电压互感器202模拟量电压值的数组；所述标准模拟量电压值为不同时间点记录的标准直流电压互感器标准模拟量电压值的数组；

根据所述方差计算，评价所述被校直流电压互感器202的精准度。

具体评价方法可以根据积分制评价被校直流电压互感器202的精准度，具体操作是将被校直流电压互感器202的精准度的满分设为100分，根据计算出方差值，对精准度进行扣分，最后再由得分值判定被校直流电压互感器202的精准度。

根据所述模拟量电压值，标准模拟量电压值，数字量二次电压值和数字量一次电压值，评价所述被校直流电压互感器202的精准度包括：

提取所述模拟量电压值的恒流分量，得到直流模拟量电压值；

提取所述标准模拟量电压值的恒流分量，得到直流标准模拟量电压值；

绘制所述直流模拟量电压值在不同频率下的波形图；

绘制所述标准直流模拟量电压值在不同频率下的波形图；

根据所述直流模拟量电压值在不同频率下的波形图与所述标准直流模拟量电压值在不同频率下的波形图的匹配度，评价所述被校直流电压互感器202的精准度。

具体评价方法可以根据积分制评价被校直流电压互感器202的精准度，具体操作是将被校直流电压互感器202的精准度的满分设为100分，波形的匹配度，对精准度进行扣分，最后再由得分值判定被校直流电压互感器202的精准度。

所述提取所述模拟量电压值的恒流分量为傅里叶转化法提取所述模拟量电压值在不同频率下的直流模拟量电压值。

本实用新型实施例的标准直流分压器203的信号是精度校验试验的基准，它取自高精度标准直流比例器输出的模拟量电压值，标准模拟量电压值接至模拟量采集接口206。被校直流电压互感器202输出的信号可以为：模拟量输出式、IEC61850-9-1数字量输出式、IEC61850-9-2数字量输出式、FT3数字量输出式等。模拟量电压值信号接至模拟量采集接口206另一个输入口。各类数字量二次电压值，信号经过数字量接口207，利用以太网口接至直流电子式互感器检验仪208。标准直流分压器203和被校直流电压互感器202的信号在同步信号的控制下进行采集，以避免采样不同步造成的延迟差。同时本实用新型的系统，能够完成直流电子式电压互感器的比差校验、复合误差、频率测量校验准确度相关测试。同时具备被试品的协议一致性分析、波形绘制、波形分析、报告生成等功能。本系统采用模拟量电压值和数字量二次电压值进行同步的测量校准，可有效避免采样分步校准造成的延迟差对被校直流电压互感器202的精准度的影响；同时所述校准方法稳定度高，进而提高了直流电压互感器现场试验的能力。

进一步，所述直流电压互感器现场校验装置209包括模拟量采集接口206和直流电子式互感器校验仪208；

所述模拟量采集接口206接收模拟量电压值和所述标准模拟量电压值，进行采集滤波处理，提取标准直流模拟量电压值和直流模拟量电压值，将提取标准直流模拟量电压值和直流模拟量电压值上传至直流电子式互感器校验仪208。

进一步，所述直流电压互感器现场校验装置209还包括数字量接口207；

所述数字量接口207接收数字量二次电压值，并对所述数字量二次电压值进行滤波处理，提取数字量二次电压值的恒流分量，得到直流数字量二次电压值，将直流数字量二次电压值上传至直流电子式互感器校验仪208。

进一步，所述数字量信号转换器204与所述直流电压互感器现场校验装置209通过光纤连接。

直流电子式互感器校验仪208采用光秒输出法。具体的，校验系统的同步信号采用符合标准的光秒脉冲和IRIG-B输出。本实用新型实施例为了精确授时，引入光秒脉冲信号上升沿来标示UTC(协调世界时)的整秒时刻，精度可以到纳秒级，而且没有累积误差；IRIG-B：IRIG-B的同步精度可达几十纳秒量级。

进一步，所述直流电子式互感器校验仪208的输出端与打印机相连接。

直流电子式互感器校验仪208的输出端与打印机相连接可将评价结果打印出来。

由以上技术方案可知，本实用新型示出一种直流电压互感器同步校准系统，其中所述系统包括：直流电压互感器现场校验装置209，直流电压源201，被校直流电压互感器202，标准直流分压器203和数字量信号转换器204；所述直流电压源201输出恒定电压值；所述被校直流电压互感器202接收恒定电压值并输出模拟量电压值；所述标准直流分压器203用接收恒定电压值通过所述模拟信号转换器并输出标准模拟量电压值；所述数字量信号转换器204接收模拟量电压值并输出数字量二次电压值；直流电压互感器现场校验装置209接收所述模拟量电压值，标准模拟量电压值，数字量二次电压值和数字量一次电压值，对所述直流电压互感器进行校准，根据校准结果，评价所述被校直流电压互感器202的精准度。本系统采用模拟量电压值和数字量二次电压值进行同步的测量校准，利用高稳定度的恒压源、高精度标准直流分压器203，采用精确时间同步方式进行信号采集的标定，确保校准的准确度，不受干扰信号影响。有效避免采样分步校准造成的延迟差对被校直流电压互感器202的精准度的影响；同时所述校准方法稳定度高，进而提高了直流电压互感器现场试验的能力。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构， 并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。