直流电流互感器暂态响应特性测试系统的制作方法

本申请涉及直流电流互感器暂态响应特性测试技术领域，尤其涉及一种直流电流互感器暂态响应特性测试系统。

背景技术：

直流电流互感器目前被广泛应用在直流互感器站中，是测量直流输电系统电流的重要设备，能够为直流输电系统的控制和保护提供准确可靠的直流电流信号。

直流电流互感器进行安装前的现场暂态响应特性试验和预防性试验、周期监测对保证直流输电系统安全运行来说，是比较重要的工作。然而，目前直流电子式电流互感器现场一般很少进行暂态试验，缺少相关试验方法及依据。现有的直流电流互感器的暂态响应特性测试中，通常是直接根据现场的实验波形来做出初略的结论。

现有的直流电流互感器的暂态响应特性测试系统，在测试完整性上都有待提高，因此，有必要提供一种直流电流互感器暂态响应特性测试系统，以提升直流电流互感器暂态响应特性测试的完整性。

技术实现要素：

本申请提供了一种直流电流互感器暂态响应特性测试系统，以解决现有的直流电流互感器的暂态响应特性测试系统，在测试的完整性上有待提高的问题。

本申请提供一种直流电流互感器暂态响应特性测试系统，所述系统包括：直流电流互感器暂态源标准装置和直流电流互感器暂态响应特性测试仪，所述直流电流互感器暂态响应特性测试仪分别与所述直流电流互感器暂态源标准装置，以及被测直流电流互感器连接；

所述直流电流互感器暂态源标准装置包括：主控制器、阶跃电流信号发生器、第一滤波器、第一信号功率放大器、阶跃电压信号发生器、第二滤波器、阶跃电压发生器、直流输电系统暂态仿真信号发生器、第三滤波器、第二信号功率放大器、暂态源输出器以及标准暂态电流互感器；所述主控制器的输出端分别与所述阶跃电流信号发生器的输入端、所述阶跃电压信号发生器的输入端以及所述直流输电系统暂态仿真信号发生器的输入端连接；所述阶跃电流信号发生器的输出端与所述第一滤波器以及所述第一信号功率放大器依次连接；所述阶跃电压信号发生器的输出端与所述第二滤波器以及所述阶跃电压发生器依次连接；所述直流输电系统暂态仿真信号发生器的输出端与所述第三滤波器以及所述第二信号功率放大器依次连接；所述第一信号功率放大器、所述阶跃电压发生器以及所述第二信号功率放大器分别与所述暂态源输出器连接；所述暂态源输出器与所述标准暂态电流互感器连接；所述标准暂态电流互感器与所述被测直流电流互感器连接以及所述直流电流互感器暂态响应特性测试仪连接；

所述直流电流互感器暂态响应特性测试仪设置有模拟量信号接口和数字量信号接口；

所述标准暂态电流互感器的输出端与所述模拟量信号接口连接，所述被测直流电流互感器与所述模拟量信号接口以及所述数字量信号接口连接。

所述系统还包括合并单元，所述被测直流电流互感器的输出端与所述合并单元的输入端连接，所述合并单元的输出端与所述数字量信号接口连接。

所述直流电流互感器暂态响应特性测试仪还设置有同步接口，所述合并单元的输出端与所述同步接口连接。

所述系统还包括打印机，所述打印机与所述直流电流互感器暂态响应特性测试仪相连接。

由以上技术方案可知，本实用新型实施例提供一种直流电流互感器暂态响应特性测试系统，包括：直流电流互感器暂态源标准装置和直流电流互感器暂态响应特性测试仪，所述直流电流互感器暂态响应特性测试仪分别与所述直流电流互感器暂态源标准装置，以及被测直流电流互感器连接；可通过直流电流互感器暂态响应特性测试仪获取阶跃信号标准值和阶跃信号实际值，阶跃信号标准值由直流电流互感器暂态源标准装置产生，阶跃信号实际值根据被测直流电流互感器的二次信号得到；通过直流电流互感器暂态响应特性测试仪，根据阶跃信号标准值和阶跃信号实际值，计算被测直流电流互感器与直流电流互感器暂态源标准装置的阶跃信号误差；通过直流电流互感器暂态响应特性测试仪获取暂态信号标准值和暂态信号实际值，暂态信号标准值为直流电流互感器暂态源标准装置仿真直流输电系统在不同故障下的暂态信号标准值，暂态信号实际值根据被测直流电流互感器的二次信号得到；通过直流电流互感器暂态响应特性测试仪根据暂态信号标准值和暂态信号实际值，计算被测直流电流互感器与直流电流互感器暂态源标准装置的暂态信号误差；通过直流电流互感器暂态响应特性测试仪根据阶跃信号误差和暂态信号误差，评价被测直流电流互感器的暂态响应特性；本实用新型实施例通过直流电流互感器暂态源标准装置产生的阶跃信号标准值，以及被测直流电流互感器产生的阶跃信号实际值，实现直流电流互感器的阶跃响应特性测试；根据直流电流互感器暂态源标准装置的暂态信号标准值，以及被测直流电流互感器的暂态信号实际值，实现直流电流互感器在不同故障模态下情暂态传遍特性的测试；并根据两次的测试结果综合评价被测直流电流互感器的暂态响应特性，提升对被测直流电流互感器的暂态响应特性测试的完整性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的直流电流互感器暂态响应特性测试系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的直流电流互感器暂态响应特性测试系统中暂态源标准装置的结构框图。

图示说明：1-直流电流互感器暂态响应特性测试仪；2-直流电流互感器暂态源标准装置；3-被测直流电流互感器；21-主控制器；22-阶跃电流信号发生器；23-阶跃电压信号发生器；24-直流输电系统暂态仿真信号发生器；25-第一滤波器；26-第二滤波器；27-第三滤波器；28-第一信号功率放大器；29-阶跃电压发生器；30-第二信号功率放大器；31-暂态源输出器；32-标准暂态电流互感器；33-合并单元；34-模拟量信号接口；35-数字量信号接口；36-同步接口。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1至图2，本实用新型实施例提供一种直流电流互感器暂态响应特性测试系统，所述系统包括：直流电流互感器暂态源标准装置2和直流电流互感器暂态响应特性测试仪1，所述直流电流互感器暂态响应特性测试仪1分别与所述直流电流互感器暂态源标准装置2，以及被测直流电流互感器3连接。

其中，所述直流电流互感器暂态源标准装置2包括：主控制器21、阶跃电流信号发生器22、第一滤波器25、第一信号功率放大器28、阶跃电压信号发生器23、第二滤波器26、阶跃电压发生器29、直流输电系统暂态仿真信号发生器24、第三滤波器27、第二信号功率放大器30、暂态源输出器31以及标准暂态电流互感器32。

所述主控制器21的输出端分别与所述阶跃电流信号发生器22的输入端、所述阶跃电压信号发生器23的输入端以及所述直流输电系统暂态仿真信号发生器24的输入端连接；所述阶跃电流信号发生器22的输出端与所述第一滤波器25以及所述第一信号功率放大器28依次连接。

所述阶跃电压信号发生器23的输出端与所述第二滤波器26以及所述阶跃电压发生器29依次连接。

所述直流输电系统暂态仿真信号发生器24的输出端与所述第三滤波器27以及所述第二信号功率放大器30依次连接。

所述第一信号功率放大器28、所述阶跃电压发生器29以及所述第二信号功率放大器30分别与所述暂态源输出器31连接。

所述暂态源输出器31与所述标准暂态电流互感器32连接。

所述标准暂态电流互感器32与所述被测直流电流互感器3连接以及所述直流电流互感器暂态响应特性测试仪1连接。

其中，所述直流电流互感器暂态源标准装置，用于产生阶跃信号标准值；

所述被测直流电流互感器，用于产生阶跃信号实际值；

所述直流电流互感器暂态响应特性测试仪，用于获取阶跃信号标准值和阶跃信号实际值，所述阶跃信号标准值由直流电流互感器暂态源标准装置产生，所述阶跃信号实际值根据被测直流电流互感器的二次信号得到；根据所述阶跃信号标准值和所述阶跃信号实际值，计算被测直流电流互感器与直流电流互感器暂态源标准装置的阶跃信号误差；获取暂态信号标准值和暂态信号实际值，所述暂态信号标准值为直流电流互感器暂态源标准装置仿真直流输电系统在不同故障下的暂态信号标准值，所述暂态信号实际值根据被测直流电流互感器的二次信号得到；根据所述暂态信号标准值和所述暂态信号实际值，计算被测直流电流互感器与直流电流互感器暂态源标准装置的暂态信号误差；根据所述阶跃信号误差和所述暂态信号误差，评价被测直流电流互感器的暂态响应特性。

直流电流互感器暂态响应特性测试仪1需要同时接收所述直流电流互感器暂态源标准装置2产生的标准信号，以及所述被测直流电流互感器3的二次信号。

直流电流互感器暂态源标准装置2产生的标准信号是被测直流电流互感器3暂态响应校验试验的基准。

被测直流电流互感器3的二次信号可以是模拟量输出式、IEC61850-9-1数字量输出式、IEC61850-9-2数字量输出式、FT3数字量输出式等形式。

所述系统还包括合并单元33，所述直流电流互感器暂态响应特性测试仪1设置有模拟量信号接口34、数字量信号接口35以及同步接口36；

所述标准暂态电流互感器32的输出端与所述模拟量信号接口34连接，所述被测直流电流互感器3的输出端与所述模拟量信号接口34连接；

所述被测直流电流互感器3的输出端还与所述合并单元33的输入端连接，所述合并单元33的输出端分别与所述数字量信号接口35以及所述同步接口36连接。

所述模拟量信号接口34用于对模拟量电流值进行采集滤波处理，提取模拟量电流值不同频率下的直流分量，得到直流电流值。

所述数字量信号接口35用于对数字量电流值进行采集滤波处理，提取数字量电流值不同频率下的直流分量，得到直流数字量电流值。

直流电流互感器暂态源标准装置2和被测直流电流互感器3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。直流电流互感器暂态响应特性测试仪1的同步信号采用符合标准的光秒脉冲和IRIG-B输出。

其中，直流电流互感器暂态源标准装置2中还设置有电影模块(未图示)，为直流电流互感器暂态源标准装置2提供电源。阶跃电流信号发生器22在主控制器21的控制下产生阶跃电流，通过第一滤波器25滤波后，经由第一信号功率放大器28放大，产生阶跃一次电流。

阶跃电压信号发生器23经过第二滤波器26滤波后，与阶跃电压发生器29连接，并产生系统所需的电压信号。

直流输电系统暂态仿真信号发生器24产生的信号，经过第三滤波器27滤波后，经由第二信号功率放大器30放大，产生不同故障类型的暂态直流信号，然后经过暂态源输出器31，输出至标准暂态电流互感器31和被测直流电流互感器3。

若被测直流电流互感器3为模拟量输出型，标准暂态电流互感器31的二次信号和被测直流电流互感器3的二次信号通过直流电流互感器暂态响应特性测试仪1的模拟量信号接口发送至直流电流互感器暂态响应特性测试仪1，完成测试。

若被测直流电流互感器3为数字量输出型，标准暂态电流互感器31的二次信号连接到直流电流互感器暂态响应特性测试仪1的模拟量信号接口，被测直流电流互感器3经由合并单元33，连接至数字量信号接口35和同步接口36，完成被测直流电流互感器3的阶跃响应和传遍特性测试。

本发明实施例提供的直流电流互感器暂态响应特性测试系统，兼容不同数据传输协议及兼顾数字量和模拟量的接入，提高了现场的兼容性、可操作性。

利用本实用新型的实施例提供一种直流电流互感器暂态响应特性测试系统，对被测直流电流互感器3的暂态响应特性测试的过程如下：

首先，直流电流互感器暂态响应特性测试仪1获取阶跃信号标准值和阶跃信号实际值，所述阶跃信号标准值由直流电流互感器暂态源标准装置2产生，所述阶跃信号实际值根据被测直流电流互感器3的二次信号得到。

通过直流电流互感器暂态源标准装置2产生的阶跃信号标准值，以及被测直流电流互感器3产生的阶跃信号实际值，可以实现直流电流互感器的阶跃响应特性试验。

然后，根据所述阶跃信号标准值和所述阶跃信号实际值，计算被测直流电流互感器3与直流电流互感器暂态源标准装置2的阶跃信号误差。

具体地，根据所述阶跃信号标准值和所述阶跃信号实际值，计算被测直流电流互感器与直流电流互感器暂态源标准装置的阶跃信号误差，包括：

根据所述阶跃信号标准值和所述阶跃信号实际值，计算被测直流电流互感器与直流电流互感器暂态源标准装置的阶跃响应最大过冲误差和上升时间误差。

获取暂态信号标准值和暂态信号实际值，所述暂态信号标准值为直流电流互感器暂态源标准装置仿真直流输电系统在不同故障下的暂态信号标准值，所述暂态信号实际值根据被测直流电流互感器的二次信号得到。

根据直流电流互感器暂态源标准装置的暂态信号标准值，以及被测直流电流互感器的暂态信号实际值，可实现直流电流互感器在不同故障模态下情暂态传遍特性的校验。

具体地，获取暂态信号标准值和暂态信号实际值，所述暂态信号标准值为直流电流互感器暂态源标准装置仿真直流输电系统在不同故障下的暂态信号标准值，所述暂态信号实际值根据被测直流电流互感器的二次信号得到，包括：获取暂态信号标准值，得到各个频率下的交流分量标准值和直流分量标准值，所述暂态信号标准值为直流电流互感器暂态源标准装置仿真直流输电系统在接地极线路故障、极线接地故障及短路故障下的暂态信号标准值；以及获取被测直流电流互感器产生的暂态信号实际值，得到被测直流电流互感器在各个频率下的交流分量实际值和直流分量实际值。

之后，根据所述暂态信号标准值和所述暂态信号实际值，计算被测直流电流互感器与直流电流互感器暂态源标准装置的暂态信号误差。

具体地，根据所述暂态信号标准值和所述暂态信号实际值，计算被测直流电流互感器与直流电流互感器暂态源标准装置的暂态信号误差，包括：根据所述交流分量标准值和直流分量标准值，以及所述交流分量实际值和直流分量实际值，计算被测直流电流互感器与直流电流互感器暂态源标准装置的暂态响应最大峰值瞬时误差、复合误差、行波及暂态量误差。

最后，根据所述阶跃信号误差和所述暂态信号误差，评价被测直流电流互感器的暂态响应特性。

具体地，根据所述阶跃信号误差和所述暂态信号误差，评价被测直流电流互感器的暂态响应特性，包括：根据复合误差计算公式，计算所述被测直流电流互感器的复合误差，所述复合误差计算公式如下：

其中，Ip为一次暂态电流的方均根值，T为一个周波周期，K为额定变比，is为暂态信号标准值，ip为被测直流互感器二次信号，t为时间瞬时值。

根据所述复合误差，评价所述被测直流电流互感器的暂态响应特性。

进一步，所述系统还可以：根据所述交流分量标准值，绘制各个频率下的交流分量标准值波形图；根据所述交流分量实际值，绘制各个频率下的交流分量实际值波形图；根据所述交流分量标准值波形图与交流分量实际值波形图的匹配程度，评价所述被测直流电流互感器的精准度；以及，根据所述暂态信号标准值和所述暂态信号实际值的相关性，评价所述被测直流电流互感器的行波及暂态量传遍精度。

本发明实施例提供的直流电流互感器暂态响应特性测试系统，采用同步校验，能够完成对被测直流电流互感器的阶跃特性、最大峰值瞬时误差、复合误差、行波及暂态量误差校验相关测试；同时具备对被测直流电流互感器的暂态响应特性综合评价分析、波形绘制分析、报告生成等功能，实现了对被测直流电流互感器的暂态响应特性完整性测试，提高了直流电流互感器暂态响应特性试验的能力及效果。

由以上可知，本实用新型实施例提供一种直流电流互感器暂态响应特性测试系统，包括：直流电流互感器暂态源标准装置2和直流电流互感器暂态响应特性测试仪1，所述直流电流互感器暂态响应特性测试仪1分别与所述直流电流互感器暂态源标准装置2，以及被测直流电流互感器3连接；可通过直流电流互感器暂态响应特性测试仪1获取阶跃信号标准值和阶跃信号实际值，阶跃信号标准值由直流电流互感器暂态源标准装置2产生，阶跃信号实际值根据被测直流电流互感器3的二次信号得到；通过直流电流互感器暂态响应特性测试仪1，根据阶跃信号标准值和阶跃信号实际值，计算被测直流电流互感器3与直流电流互感器暂态源标准装置2的阶跃信号误差；通过直流电流互感器暂态响应特性测试仪1获取暂态信号标准值和暂态信号实际值，暂态信号标准值为直流电流互感器暂态源标准装置2仿真直流输电系统在不同故障下的暂态信号标准值，暂态信号实际值根据被测直流电流互感器3的二次信号得到；通过直流电流互感器暂态响应特性测试仪1根据暂态信号标准值和暂态信号实际值，计算被测直流电流互感器3与直流电流互感器暂态源标准装置2的暂态信号误差；通过直流电流互感器暂态响应特性测试仪1根据阶跃信号误差和暂态信号误差，评价被测直流电流互感器3的暂态响应特性；本实用新型实施例通过直流电流互感器暂态源标准装置产生的阶跃信号标准值，以及被测直流电流互感器产生的阶跃信号实际值，实现直流电流互感器的阶跃响应特性测试；根据直流电流互感器暂态源标准装置的暂态信号标准值，以及被测直流电流互感器的暂态信号实际值，实现直流电流互感器在不同故障模态下情暂态传遍特性的测试；并根据两次的测试结果综合评价被测直流电流互感器的暂态响应特性，提升对被测直流电流互感器的暂态响应特性测试的完整性。

以上所述的本实用新型实施方式并不构成对本实用新型保护范围的限定。