本实用新型涉及电学领域，特别是涉及一种互感器测试装置。
背景技术：
互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流/电压转换成二次侧小电流/电压来测量的仪器，用于向测量、计量等装置提供电网的电流/电压信息或向继电保护等装置提供电网故障电流信息。
目前，多采用工频正弦波电源接在互感器二次侧的两端，以对互感器进行测试。但在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统技术中，采用工频正弦波电源测互感器的方式，在测试高饱和电压、高饱和电流的互感器时，由于工频正弦波电源供电能力不能满足测试要求，需要外接升压/升流装置，造成电源体积、重量过大，不方便测试。
技术实现要素：
基于此，有必要针对测试不方便的问题，提供一种互感器测试装置及系统。
为了实现上述目的，一方面，本实用新型实施例提供了一种互感器测试装置，包括：电压转换控制模块、电压转换模块、信息采集模块；电压转换模块串接在互感器二次侧回路中；
电压转换控制模块被配置为控制电压转换模块将交流工频电压转换为不同的互感器二次侧回路的测试电压；
信息采集模块被配置为采集互感器的电压信号和电流信号。
在其中一个实施例中，电压转换模块包括：整流单元、调压单元和逆变单元；
整流单元被配置为将交流工频电压整流为第一直流电压，并根据电压转换控制模块的控制将第一直流电压传输给调压单元；
调压单元被配置为将第一直流电压调至第二直流电压，并根据电压转换控制模块的控制将第二直流电压传输给逆变单元；
逆变单元被配置为根据电压转换控制模块的控制将第二直流电压逆变为测试电压。
在其中一个实施例中，互感器测试装置还包括方波/正弦波电压切换模块；方波/正弦波电压切换模块的输入端接电压转换模块，输出端接互感器的二次侧回路；且方波/正弦波电压切换模块被配置为根据电压转换控制模块的控制，将测试电压转换为方波测试电压或正弦波测试电压至互感器的二次侧回路。
在其中一个实施例中，互感器测试装置还包括电磁兼容处理模块，且电磁兼容处理模块被配置为对交流工频电压进行电磁兼容处理并传输给电压转换模块。
在其中一个实施例中，互感器测试装置还包括电压输出模块，电压输出模块串接在互感器二次侧回路中，且被配置为对方波测试电压或正弦波测试电压进行稳压处理。
在其中一个实施例中，信息采集模块包括：第一信息采集单元和第二信息采集单元；第一信息采集单元用于采集互感器一次侧回路的电压信号和电流信号，第二信息采集单元用于采集互感器二次侧回路的电压信号和电流信号。
在其中一个实施例中，互感器测试装置还包括信息处理模块，信息处理模块被配置为获取并处理信息采集模块采集的互感器的电压信号和电流信号。
在其中一个实施例中，互感器测试装置还包括电源适配模块；
电源适配模块被配置为将交流工频电压转换为电压转换控制模块的工作电压。
在其中一个实施例中，整流单元包括PFC整流电路；PFC整流电路的输入端接交流工频电压，输出端接电压转换模块。
在其中一个实施例中，逆变单元包括全桥逆变电路；全桥逆变电路的输入端接调压单元的输出端，输出端接互感器的二次侧回路。
本实用新型具有如下优点和有益效果：通过电压转换控制模块控制电压转换装置将交流工频电源转换为适用于测量互感器的测量电压，并采用信息采集模块采集的互感器的电压信号和电流信号，电压转换控制模块控制电压转换模块，输出的电压可以满足互感器测试要求，从而实现对互感器的测试，本实用新型实施例提供的互感器测试装置无需提供大功率电源，即可实现对高饱和电压、高饱和电流的测试，大大的缩小了互感器测试装置的体积，测试方便。
附图说明
通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
图1为本实用新型互感器测试装置实施例的第一结构示意图；
图2为本实用新型互感器测试装置实施例的第二结构示意图；
图3为本实用新型互感器测试装置实施例的第三结构示意图；
图4为本实用新型互感器测试装置一实施例中方波/正弦波电压切换模块的结构示意图；
图5为本实用新型互感器测试装置实施例的第四结构示意图；
图6为本实用新型互感器测试装置实施例的第五结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本实用新型实施例提供一种互感器测试装置，如图1所示，上述互感器测试装置包括：电压转换控制模块110、电压转换模块120、信息采集模块130；电压转换模块120串接在互感器二次侧回路中；电压转换控制模块110被配置为控制电压转换模块120将交流工频电压转换为互感器二次侧回路的测试电压，所述测试电压为可变电压；信息采集模块130被配置为采集互感器的电压信号和电流信号。
其中，交流工频电压指国家规定的电力工业及用电设备的统一交流标准电压，例如，中国大陆的交流工频电压为220V/50Hz。具体的，电压转换模块120 输入端接交流工频电压，输出端接入互感器的二次侧回路。当进行互感器测试时，电压转换控制模块110控制电压转换模块120将接入的交流工频电压转换为符合测试要求的测试电压，电压转换模块120将测试电压输出给互感器的二次侧回路，为互感器提供测试电压；互感器二次侧回路通入测试电压后，信息采集模块130采集互感器的电压信号和电流信号，根据采集的电压信号和电流信号获得互感器励磁特性曲线、电流变比等参数。
可选的，电压转换控制模块110控制电压转换模块120输出从饱和电压逐渐减小为0的测试电压进行互感器特性测试，每个电压点测试多个周波，信息采集模块130采样电压点对应的励磁电流值。例如，对每个电压点测试8个周波。可选地，当测试电压频率小于预设的阈值频率时，降低每个电压点测试周波数。例如，降低后的电压点测试周波数可以为4，预设的阈值频率可以是10Hz，当测试电压大于10Hz时，信息采集模块130对每个电压点测试8个周波，当电压转换控制模块110控制电压转换模块120输出的测试电压频率低于10Hz时，信息采集模块130对每个电压点测试4个周波，以提高测试效率。
采用电压转换控制模块110控制电压转换模块120输出从饱和电压逐渐减小为0的测试电压进行互感器特性测试，在对互感器的励磁特性曲线等进行测量时，互感器特性测试完成后不需要对互感器进行退磁处理，节约了测试时间，提高了测试效率，得到的测试结果准确度提高，且这种采用电压法测量互感器的特性的测试装置组成电路较少，测试精度高。
在其中一个实施例中，如图2所示，电压转换模块120包括：整流单元121、调压单元122和逆变单元123；
整流单元121被配置为将交流工频电压整流为第一直流电压，并根据电压转换控制模块110的控制将第一直流电压传输给调压单元122；
调压单元122被配置为将第一直流电压调至第二直流电压，并根据电压转换控制模块110的控制将第二直流电压传输给逆变单元123；
逆变单元123被配置为根据电压转换控制模块110的控制将第二直流电压逆变为测试电压。
具体的，整流单元121输入端接交流工频电压，输出端接调压单元122，整流单元121将接入的交流工频电压转换为直流电压并将转换后的直流电压传输给调压单元122；调压单元122对接收到的直流电压进行电压调整处理，具体可以是调整电压的大小，调压单元122将调整后的直流电压传输给逆变单元123，逆变单元123将调压单元122传输过来的直流电压逆变为交流电压形式的测试电压，输出测试电压给互感器的二次侧回路。其中，调压单元122可以是推挽调压电路，逆变单元123可以包括全桥逆变电路。
可选的，电压转换控制模块110分别与整流单元121、调压单元122和逆变单元123连接，电压转换控制模块110被配置为控制整流单元121将交流工频电压转换为直流电压，且控制调压单元122调整直流电压，电压转换控制模块 110还被配置为控制逆变单元123将调压单元122调整后的直流电压逆变为测试电压，为互感器的二次侧回路提供测试电压。其中，整流单元121、调压单元 122和逆变单元123工作过程与上述实施例中的处理过程相同，在此不作赘述。
本实用新型实施例中先将交流工频电压整流得到直流，再通过调压、逆变得到可变频率可变电压的测试电压，施加在互感器二次侧的两端S1和S2，对互感器进行测试。利用变频法测试互感器特性参数需要的测试功率要远小于传统测试方法所需的测试功率，使得互感器测试装置体积重量减小，测试过程安全，简单，工作效率提高，劳动强度减小。
且通过对整流单元121、调压单元122和逆变单元123进行控制，可以实现对测试电压的电压值和频率的调整，从而满足互感器的测试要求，无需外加升压/升流装置，即可满足测试需求，大大减小了测试装置的体积，方便携带，方便测试。且本实施例中的技术方案可以实现对测试电压频率等的调节，可以控制测试电压从任意电压值开始进行测试，例如，可以从饱和电压点开始进行测试，然后逐渐减小测试电压进行下一步的测试，在测试完成后无需对互感器进行退磁处理，大大缩减了测试时间，提高测试效率。
在其中一个实施例中，整流单元121包括PFC整流电路，PFC整流电路的输入端接交流工频电压，输出端接电压转换模块。整流单元121将接入的交流工频电压进行PFC整流。例如，可以是，当交流工频电压为220V的市压时， PFC整流电路将220V交流工频电压整流为380V的直流电压。采用PFC整流电路进行整流可以实现输入电流跟随输入电压，从而实现单位功率因数的校正，运行平稳。
在其中一个实施例中，逆变单元123包括全桥逆变电路；全桥逆变电路的输入端接调压单元的输出端，输出端接互感器的二次侧回路。全桥逆变电路将调压单元输出的直流电压进行全桥逆变，输出正弦波形式的交流测试电压至互感器的二次侧回路。全桥逆变的开关电流小，适用于互感器测试的大功率要求，能够更好的满足测试要求。
在其中一个实施例中，如图3所示，互感器测试装置还包括方波/正弦波电压切换模块140；方波/正弦波电压切换模块140的输入端接电压转换模块120，输出端接互感器的二次侧回路；且方波/正弦波电压切换模块140被配置为根据电压转换控制模块110的控制，将测试电压转换为方波测试电压或正弦波测试电压至互感器的二次侧回路。
其中，方波/正弦波电压切换模块140用于将测试电压以方波或正弦波的形式输出给互感器的二次侧回路，进行互感器特性测试。方波/正弦波电压切换模块140的输出端接互感器的二次侧回路，输出端接电压转换模块120。方波/正弦波电压切换模块140接收电压转换模块120输出的测试电压，并根据电压转换控制模块110控制的控制，输出方波电压或正弦波电压。可选的，如图4所示，方波/正弦波电压切换模块140可以包括滤波电路和开关电路，开关电路包括第一开关和第二开关，第一开关输入端接电压转换模块120，输出端通过滤波电路接互感器；第二开关输入端接电压转换模块120，输出端接互感器；第一开关和第二开关均与电压转换控制模块110连接，并受电压转换控制模块110控制。当需要方波测试电压时，电压转换控制模块110控制第一开关断开、第二开关闭合，测试电压直接以方波电压形式输出给互感器的二次侧回路，进行互感器特性测试。
例如，当进行励磁特性测试时，先用直流电压对互感器的阻值进行测试，确定互感器的饱和电流，若电阻值小于1欧姆，那么互感器的饱和电流为5安培，否则互感器的饱和电流为1安培；根据饱和电流和互感器的阻值获得饱和电压；电压转换控制模块110控制电压转换模块120输出占空比为50％可变频变压的方波测试电压，方波测试电压经过方波/正弦波电压切换模块140以方波形式给互感器提供测试电压，可选的，电压转换控制模块110控制电压转换模块120和方波/正弦波电压切换模块140输出的测试电压的初始电压为互感器的饱和电压，然后控制测试电压慢慢减小直至为0，对互感器做励磁曲线测试，可选的，对每个电压点测试8个周波，信息采集模块130采样对应的励磁电流值，当电压频率小于10Hz的时候，对每个电压点测试4个周波。
当需要正弦波测试电压时，电压转换控制模块110控制第一开关闭合、第二开关断开，测试电压经滤波电路滤波后以正弦波形式的测试电压输出给互感器的二次侧回路，进行互感器特性测试。如，测试互感器的变比、比差、角差等互感器特性时，电压转换控制模块110控制电压转换模块120输出合适频率、电压的正弦波测试电压，方波/正弦波电压切换模块140输出转换后的正弦波测试电压输出给互感器的二次侧回路，同上述实施例一样，输出不同电压值的正弦波测试电压，对每个电压点测试多个周波，信息采集模块130采样对应的电压信号和电流信号，获得互感器的变比、比差、角差等互感器特性参数。
通过电压转换控制模块110控制开关电路的导通与切断从而实现测试电压波形的控制，从而实现对互感器特性中的不同特性进行针对性测试，采用方波测试电压对互感器的励磁特性曲线进行测试，比正弦波测试电压进行测试时得到励磁电流变动范围更小，更加稳定。特别是通过电压转换控制模块110同时控制电压转换模块120和方波/正弦波电压切换模块140，实现测试电压从互感器的饱和电压逐渐减小到0进行互感器特性测试，测试结束后无需对互感器进行退磁，节省测试时间，提高测试效率。
在其中一个实施例中，如图5所示，互感器测试装置还包括电磁兼容处理模块150，且电磁兼容处理模块150被配置为对交流工频电压进行电磁兼容处理并传输给电压转换模块120。
电磁兼容处理模块150输入端接交流工频电压，输出端接电压转换模块120，电磁兼容处理模块150接收交流工频电压，对交流工频电压进行电磁兼容处理，使互感器、互感器测试装置在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值且对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，输出电磁兼容性好的交流电压，其中，电磁干扰是指任何能使设备或系统性能降级的电磁现象。一方面，为电压转换模块120提供抗干扰强的输入电压，另一方面，降低交流工频电压对互感器测试装置的测试性能影响，以提高测试结果的准确度。
在其中一个实施例中，如图5、图6所示，互感器测试装置还包括电压输出模块160，电压输出模块160串接在互感器二次侧回路中，且被配置为对方波测试电压或正弦波测试电压进行稳压处理。
具体的，电压输出模块160输入端可以接方波/正弦波电压切换模块140，输出端接互感器二次侧回路。电压输出模块160对方波测试电压或正弦波测试电压进行稳压处理并输出至二次侧回路，为互感器提供平稳的测试电压。电压输出模块160为互感器测试装置提供了电压输出端口，且为互感器二次侧提供平稳的测试电压，进一步提高测试准确度。可选的，电压输出模块160输入端接电压转换模块120，输出端接互感器二次侧回路，电压输出模块160用于对电压转换模块120输出的测试电压进行稳压处理，即电压输出模块160对接收到的电压转换模块120输出的测试电压进行稳压处理并输出至二次侧回路，为互感器提供平稳的测试电压。
在其中一个实施例中，如图6所示，信息采集模块130包括：第一信息采集单元131和第二信息采集单元132；第一信息采集单元131用于采集互感器一次侧回路的电压信号和电流信号，第二信息采集单元132用于采集互感器二次侧回路的电压信号和电流信号。
具体的，第一信息采集单元131采集互感器一次侧回路的电压信号和电流信号，同时，第二信息采集单元132采集互感器二次侧回路的电压信号和电流信号，信息采集模块130根据第一信息采集单元131和第二信息采集单元132 采集的电压信号和电流信号，获得互感器的特性参数，如励磁特性曲线、电流变比、比差、角差等。可选的，第一信息采集单元131与第二信息采集单元132 之间通信连接，两者之间共享采集的电压信号和电流信号，每个信息采集单元均有独立的数据处理能力，任意一个信息采集单元均可根据采集的一次侧和二次侧的电压信号和电流信号获得互感器特性。
在其中一个实施例中，如图6所示，互感器测试装置还包括信息处理模块 170，信息处理模块170被配置为获取并处理信息采集模块130采集的互感器的电压信号和电流信号。
具体的，信息处理模块170与信息采集模块130连接，信息处理模块170 获取信息采集模块130采集的电压信号和电流信号，对采集的电压信号和电流信号进行处理。例如，对采集的互感器的一次侧、二次侧的电压信号和电流信号进行变比计算，或者从采集的电压信号和电流信号中提取互感器的励磁电流信息，获得互感器的励磁特性曲线。
可选的，信息处理模块170被配置为根据信息采集模块130采集的互感器的电压信号和电流信号获得涡流损耗信息。信息处理模块170根据信息采集模块130采集的电压信号和电流信号，获取互感器的涡流损耗信息。获得涡流损耗信息后，互感器测试装置进行二次互感器特性测试，以提高数据的准确度，排除因涡流损耗造成的干扰。当采用方波测试电压测试励磁特性曲线时，信息处理模块170被配置为测量外接干扰，并对励磁特性曲线等参数进行补偿，使励磁特性曲线更加接近工频正弦电压条件下得到的数据。
可选的，如图6所示，信息处理模块170与电压转换控制模块110连接，信息处理模块170被配置为控制电压转换控制模块110采集信息采集模块130 采集的互感器的电压信号和电流信号。
为了更好的说明互感器测试装置的工作过程，现以一具体实施例说明互感器测试装置的测试过程，但本实施例不对技术方案本身造成限制，此实施例只是为了更清楚的说明互感器测试装置。以励磁特性曲线测量为例，电压转换控制模块110控制电压转换模块120将交流工频电压转换为占空比为50％的测试电压，方波/正弦波电压切换模块140受电压转换控制模块110的控制将占空比为50％的测试电压输出为占空比为50％的方波测试电压，其中方波测试电压初始电压为互感器的饱和电压，信息采集模块130测试该电压点的励磁电流信息，对饱和电压点测试8个周波；然后，逐渐减小测试电压的电压值直至0，信息采集模块130分别对每个电压点对应做励磁特性测试，对每个电压点进行多个周波的测试，可选的，当方波测试电压的频率小于10Hz时，对每个电压点进行4 个周波的测试，以提高测试效率；信息处理模块170根据信息采集模块130采集的电压信号和电流信号获得涡流损耗信息，从电压信号和电流信号中排除涡流损耗信息；互感器测试装置被配置为对互感器进行第二次励磁特性测试；信息处理模块170被配置为根据第二次励磁特性测试的励磁电流信息和已经获得的涡流损耗信息获得励磁特性曲线；信息处理模块170被配置为测量外界干扰，并根据测量的外界干扰对获得的励磁特性曲线进行补偿，获得补偿后的励磁特性曲线。提高励磁特性曲线的准确度。
在其中一个实施例中，如图6所示，互感器测试装置还包括电源适配模块 180；
电源适配模块180被配置为将交流工频电压转换为电压转换控制模块110 的工作电压。
电源适配模块180输入端接交流工频电压，输出端接电压转换控制模块110，电源适配模块180将交流工频电源转换为适用于电压转换控制模块110的工作电源，无需外接电源为电压转换控制模块110供电，大大缩小了互感器测试装置的体积，节约成本，方便测试。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。