一种对交/直流电流传感器宽频测量性能进行检测的装置的制作方法

1.本技术涉及交/直流电流传感器校验技术领域，尤其涉及一种对交/直流电流传感器宽频测量性能进行检测的装置。


背景技术：

2.高压直流输电、柔性交流输电系统的应用以及新能源大规模并网为电网引入了大量电力电子设备,给电网注入了大量的间谐波和高次谐波等宽频信号,使得电网逐步呈现电力电子化的发展趋势。如以水电铝硅、电动汽车、充电站、储能、高铁等为代表的新型电力负荷不断投入电网，电力系统呈现出现双高特性，大量高频段和低频段信号使得电网频率范围越来越宽，也使得交/直流电流传感器除需满足对交/直流电流的测量准确度要求外，还需具备较强的宽频测量能力。交/直流电流传感器的宽频测量能力是指交/直流电流传感器对直流信号的传变能力、对不同频率下交流信号的传变能力、对动态复杂非平稳信号的传变能力。
3.因此，为了对交/直流电流传感器宽频测量性能进行检测，本技术提供一种对交/直流电流传感器宽频测量性能进行检测的装置。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种对交/直流电流传感器宽频测量性能进行检测的装置，以对交/直流电流传感器宽频测量性能进行检测。
5.本技术采用的技术方案如下：
6.一种对交/直流电流传感器宽频测量性能进行检测的装置，所述装置包括主控制器，所述主控制器的输出端与电流波形发生器的输入端连接，所述电流波形发生器的输出端与电流输出模块的输入端连接，所述电流输出模块的输出端与所述电流分流器的输入端连接，所述电流分流器的输出端与交直流电流传感器的输入端连接，所述交/直流电流传感器的输出端分别与电压转换器的输出端、所述电流波形发生器的输入端连接，所述电流分流器的输出端与所述电压转换器的输出端与数据采集及分析模块的输入端连接。
7.进一步地，当所述交/直流电流传感器为有源型时，所述装置还包括电源模块包括依次电连接的220v交流电源模块和直流供电模块，所述直流供电模块的输出端与有源型交/直流电流传感器的输入端连接。
8.进一步地，所述装置还包括具有触屏显示器，所述触屏显示器与所述主控制器电性连接，所述触屏显示器、所述主控制器分别与所述电源模块中的220v交流电源模块电性连接。
9.进一步地，所述电流分流器的精度等级为0.2％。
10.进一步地，所述电流输出模块用于输出直流信号、直流叠加波纹信号、高频交流电流信号、或动态电流波形信号。
11.采用本技术的技术方案的有益效果如下：
12.本技术装置能够对交流电流传感器或直流电流传感器的宽频测量性能进行检测，为校验交/直流电流传感器提供数据支持。以及能够提供直流电流信号、直流叠加纹波信号、交流高频信号、或复杂电流信号等多种电流输出，拓展了电流传感器指标测试范围，比单一的谐波检测更为贴近现场实际。
附图说明
13.为了更清楚地说明本技术的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，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。
14.图1为本技术实施例所提供的对交/直流电流传感器宽频测量性能进行检测的装置的示意图。
具体实施方式
15.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
16.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
17.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
18.此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。
19.参见图1，为本技术实施例所提供的对交/直流电流传感器宽频测量性能进行检测的装置的示意图。
20.本技术装置包括主控制器，主控制器的输出端与电流波形发生器的输入端连接，电流波形发生器的输出端与电流输出模块的输入端连接，电流输出模块的输出端与电流分流器的输入端连接，电流分流器的输出端与交直流电流传感器的输入端连接，交/直流电流传感器的输出端分别与电压转换器的输出端、电流波形发生器的输入端连接。电流波形发生器、电流输出模块、电流分流器、以及交/直流电流传感器之间形成闭环回路。
21.电流分流器的输出端与电压转换器的输出端与数据采集及分析模块的输入端连接。数据采集及分析模块用于采集电流分流器与电压转换器中的离散信号，并对该离散信号进行分析，以评估该交/直流电流传感器的宽频测量性能。
22.当交/直流电流传感器为有源型时，本装置为有源型交/直流电流传感器提供直流
电流。具体为：电源模块包括依次连接的220v交流电源模块和直流供电模块，也即220v交流电源模块的输出端与直流供电模块的输入端连接直流供电模块的输出端与有源型交/直流电流传感器的输入端连接。直流供电模块将220v电压转换为dc12v/24v等向交/直流电流传感器供电。
23.当交/直流电流传感器为无源型时，本装置无需为其提供直流电源。
24.装置还包括具有触屏显示器，触屏显示器与主控制器电性连接。触屏显示器、主控制器分别与220v交流电源模块电连接，220v交流电源模块向触屏显示器、主控制器供电。触屏显示器主要进行检测参数的设置。
25.本装置中的电流分流器实质是一个电阻器，用来检测流过的电流值。由于电流值不易监测，目前大多采用转化为电压的方式进行，即当通过电流时，电阻器产生压降，对电压值进行检测，即可计算得出通过的电流值，依据是u＝ir。该方式要求分流器的分流器有足够的精度，且电阻值随温度变化要尽量小。由于电阻随着使用环境和温度变化，其阻值会变化，但如果变化的范围可以控制好，即精度足够高，就可以满足电流监测要求。目前分流器的精度(阻值相对标准阻值的偏差)等级包括
±
0.1％、
±
0.2％、
±
0.5％等，与分流器的电流检测应用环境有关。因此本技术装置中的电流分流器的精度等级为0.2％。
26.本技术装置中的主控制器设置有检测电流样本库，还能够设置复杂电流波形参数，主控制器对整个装置进行控制，通过触屏显示器选择检测所需的电流样本。
27.波形发生器用于将电流样本中的电流信号转换为模拟信号，并将模拟信号传输至电流输出模块。
28.电流输出模块根据模拟信号产生并向电流分流器输出直流信号、直流叠加波纹信号、高频交流电流信号、或动态电流波形信号。
29.数据采集及分析模块用于采集电流分流器与电压转换器中的离散信号，并对该离散信号进行分析，以评估该交/直流电流传感器的宽频测量性能。
30.实际工程中对待测交/直流电流传感器进行宽频测量性能检测，包括以下过程：首先连接220v交流电源，触屏显示器、主控控器进行开机设置并供电，其中直流供电模块给有源型的被测交/直流电流传感器进行供电(无需对无源型的被测交/直流电流传感器供电)。
31.然后，主控制器进行试验系统配置，进行试验电流参数配置。主控制器中建立了检测电流样本库，可通过触屏显示器从样本库中选择或直接设置检测电流类型，其中检测电流类型为直流输出信号、直流叠加纹波输出信号、高频交流电流输出信号、动态复杂电流输出信号的任意一类，电流波形发生器就根据检测电流参数将电流信号转化为模拟信号，并将模拟信号传输至电流输出模块，通过电流输出模块产生检测所需的任意一类一次电流信号并流经高精度分流器，再施加给被测交/直流电流传感器。
32.最后，数据采集及分析模块同步采集电压转换器的被测传感器信号和高精度分流器的标准信号，并对该被测传感器信号和标准信号进行分析，完成对被测交/直流电流传感器的宽频测量性能的测试。
33.进一步地，对该被测传感器信号和标准信号进行分析，计算得到电流直流信号的误差值、高频交流信号的比值误差和相位误差、动态复杂电流信号相似性，基于计算结果评估被测交/直流电流传感器的宽频测量性能，包括：
34.采集电流分流器的信号为x(t)，为标准信号。
35.采集电压转换器的信号为y(t)，为被测传感器的信号。
36.第一是计算直流电流信号的误差等于(y(t)-x(t))％/x(t)。
37.第二是计算高频交流信号的比值误差和相位误差。
38.首先根据x(t)计算出标准信号的幅值和相位，根据y(t)计算出被测电流传感器信号的幅值和相位。
39.然后根据两幅值计算被测传感器比值误差，传感器比值误差＝(y-x)％/x；根据两相位值计算相位误差，相位误差＝用x(t)计算出标准信号的相位-用y(t)计算出被测电流传感器信号的相位。
40.第三是计算动态复杂电流信号相似性。
41.通过相似度计算x(t)和y(t)两个信号的相关性系数，当相关性系数越接近1，表明被测传感器对动态复杂电流信号的传变能力越好。
42.本技术装置能够提供直流电流信号、直流叠加纹波信号、交流高频信号、复杂电流信号等多种电流输出，拓展了电流传感器指标测试范围，比单一的谐波检测更为贴近现场实际。本技术还采用数据采集与分析模块同步采集数据，降低了复杂电流源的波动性，以及采用高精度电流分流器进行标准信号采集，保证标准信号的精准度；本技术装置中的电流样本库是根据现场实际情况构建的，能够丰富交直流传感器测试时电流信号的多样性。
43.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
44.本技术提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本技术总的构思下的几个示例，并不构成本技术保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本技术方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本技术的保护范围。