一种电压互感器的在线误差检测系统及方法与流程

本发明涉及电压互感器，尤其涉及一种电压互感器的在线误差检测系统及方法。

背景技术：

1、电压互感器是电能计量装置的重要组成部分，用于给电气测量、电能计量、自动化装置提供与一次回路有准确比例关系的电压信号，在电能计量中起着重要作用，同时根据规程要求，需要现场开展电压互感器的首次检定和周期检定，如果在电流互感器的使用过程中，出现误差超过极限或者是计量不准确的情况，也难以及时发现，进而导致终端电能计量的计量失准。因此，对电压互感器的校验就非常重要。现有技术中，通常是定期停电检修，并现场搭建检验电路，一方面校验时引入高压，给现场作业人员带来安全隐患，另一方面零部件数量多，非常分散，搭建起来不方便，作业效率低，给居民用电带来诸多不便。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种电压互感器的在线误差检测系统及方法。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种电压互感器的在线误差检测系统，包括程控电源u1、信号预处理电路、被试电压互感器、标准电压互感器、分流器、电压采样电路和处理器，所述程控电源u1的输出端与所述信号预处理电路的输入端电连接，所述信号预处理电路的正输出端分别通过对应的所述分流器与所述被试电压互感器和标准电压互感器的一次绕组的一端电连接，所述信号预处理电路的负输出端分别与所述被试电压互感器和标准电压互感器的一次绕组的另一端电连接，所述被试电压互感器和标准电压互感器的二次绕组的两端分别与所述电压采样电路对应的输入端电连接，所述电压采样电路的输出端与所述处理器的输入端电连接；

3、所述程控电源u1，用于输出含有直流电压分量的工频交流信号；

4、所述信号预处理电路，用于对与所述程控电源u1输出的含有直流电压分量的工频交流信号进行预处理，并分别为所述被试电压互感器和标准电压互感器的一次绕组提供电压；

5、所述分流器，用于对所述被试电压互感器和标准电压互感器的二次绕组输出的电压中的直流分量分离，并输出至所述处理器；

6、所述电压采样电路，用于分别对所述被试电压互感器和标准电压互感器的二次绕组输出的电压中的交流分量进行采样，并输出至所述处理器；

7、所述处理器，用于根据所述电压采样电路输出的电压采样信号和对应的直流分量计算所述被试电压互感器的误差。

8、本发明的有益效果是：本发明的电压互感器的在线误差检测系统，通过所述程控电源u1提供含有直流分量的工频交流信号，并由信号处理电路进行处理后通过分流器将直流分量输出至处理器，并将交流分量加载至被试电压互感器和标准电流互感器的一次绕组两端，并由处理器根据采样电路对被试电压互感器和标准电流互感器的的二次绕组两端输出的电压采样，从而精确计算出被试电压互感器的误差，无需停电检测，大大提高了在检测效率，并保证了检测精度。

9、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

10、进一步：所述程控电源u1输出的交流电压信号的大小和频率可调，所述程控电源u1输出的直流电压信号的大小和方向可调。

11、上述进一步方案的有益效果是：通过所述程控电源u1输出交流电压信号的大小和频率可调，以及直流电压信号的大小和方向可调，可以准确测量在不同直流分量的情况下被测互感器的误差，大大提高了测量精度，测量简单，操作方便。

12、进一步：所述信号处理电路包括电压放大反馈电路、调压器p、变压器t1、钳形电流表a1、电压表v1、二极管d1、二极管d2、二极管d3、电阻r2、电阻r3、分流器fl1和分流器fl2，所述程控电源u1的输出端与所述信号处理电路的输入端电连接，所述信号处理电路的两个输出端与所述调压器p的的两个输入端对应电连接，所述调压器p的两个输出端与所述变压器t1的一次绕组的两端对应电连接，所述变压器t1的二次绕组的两端之间电连接有电压表v1，所述电阻r2的一端与所述二极管d1的正极电连接，所述二极管d1的负极与所述变压器t1的二次绕组的另一端电连接，所述变压器t1的二次绕组的一端与所述电阻r2的一端之间的导线外套设有所述钳形电流表a1，所述电阻r2的的另一端与所述二极管d3的正极和二极管d2的负极电连接，所述二极管d2的正极通过所述电阻r3与所述二极管d1的负极电连接，所述二极管d3的负极分别与所述分流器fl1和分流器fl2的输入端以及所述二极管d1的负极电连接，所述分流器fl1和分流器fl2的输出端分别与所述标准电压互感器ct0的一次绕组的一端和被测电压互感器ctx的一次绕组的一端电连接，所述标准电压互感器ct0的一次绕组的另一端和被测电压互感器ctx的一次绕组的另一端分别所述二极管d1的负极电连接，所述标准电压互感器ct0的二次绕组两端和被测电压互感器ctx的二次绕组两端分别与所述电压采样电路对应的输入端电连接。

13、上述进一步方案的有益效果是：通过所述电压放大反馈电路可以对所述程控电源u1输出的含有直流电压分量的工频交流信号进行放大和反馈调节处理，并经过所述调压器p和变压器t1进行输入电压和输出电压的调节处理，并经过所述测量电阻r2后经过二极管d3形成回路，电压表v1和电流表a1分别测量变压器t1的二次绕组的电压和电流，同时分流器fl1和分流器fl2分别将交流电压信号中的直流分量分离出来，并输出至处理器，而交流电压信号中直流分量加载至被试电压互感器和标准电压互感器的一次绕组两端，从而在被试电压互感器和标准电压互感器的二次绕组两端分别形成感应电压，以便所述电压采样电压进行采样。

14、进一步：所述电压放大反馈电路包括功率放大器u2和反馈电阻r1，所述功率放大器u2的同相输入端接入程控电源u1的正极，所述功率放大器u2的反相输入端通过所述反馈电阻r1接地，所述功率放大器u2的输出端和反相输入端分别与所述调压器p的两个输入端对应电连接。

15、上述进一步方案的有益效果是：通过所述功率放大器u2可以对所述信号源提供的交流信号进行放大处理，同时，所述功率放大器u2的反相输入端与所述反馈电阻r1形成负反馈回路，这样可以减小在升流过程中的相位偏移，从而提高信号源的稳定度。

16、进一步：所述电压采样电路包括采样电阻r4和采样电阻r5，所述标准电压互感器ct0的二次绕组的一端和被测电压互感器ctx的二次绕组的一端分别与所述采样电阻r4的一端和采样电阻r5的一端对应电连接，所述采样电阻r4的另一端和采样电阻r5的另一端分别与所述处理器对应一组的电流输入端电连接，所述标准电压互感器ct0的二次绕组的另一端和被测电压互感器ctx的二次绕组的另一端分别与所述处理器对应另一组的电流输入端电连接，所述采样电阻r4和采样电阻r5的两端分别与所述处理器对应的两组电压输入端电连接。

17、上述进一步方案的有益效果是：通过所述采样电阻r4和采样电阻r5可以对所述标准电压互感器ct0的二次绕组和被测电压互感器ctx的二次绕组输出的电压进行采样，并输出至处理器进行计算，以便准确得到测量误差。

18、进一步：所述处理器采用型号为blnt-mcb-11的32位arm单片机。

19、进一步：所述的电压互感器的在线误差检测系统还包括人机交互终端，所述人机交互终端与所述处理器电连接，并用于输入检测参数设定以及显示在线检测结果。

20、上述进一步方案的有益效果是：通过所述人机交互终端，可以比较方便的输入检测参数，并实时显示检测结果，提高检测的便捷性和效率。

21、本发明还提供了一种电压互感器的在线误差检测方法,包括如下步骤:

22、s1：完成检测线路接线，并通过人机交互终端设置检测参数和程控电源输出的交流电压信号的大小和频率以及直流电压信号的大小和方向；

23、s2：处理器控制程控电源u1输出含有直流分量的工频交流信号至信号预处理电路；

24、s3：信号预处理电路对所述程控电源u1输出含有直流分量的工频交流信号至信号进行预处理后分别经由分流器将交流分量分离，并输出至处理器，并将直流分量分别加载至被试电压互感器和标准电压互感器的一次绕组两端；

25、s4：电压采样电路对所述被试电压互感器和标准电压互感器的二次绕组输出的电压中的交流分量进行采样，并输出至所述处理器；

26、s5：处理器根据所述电压采样电路输出的电压采样信号和对应的直流分量计算所述被试电压互感器的误差。

27、本发明的电压互感器的在线误差检测方法，通过所述程控电源u1提供含有直流分量的工频交流信号，并由信号处理电路进行处理后通过分流器将直流分量输出至处理器，并将交流分量加载至被试电压互感器和标准电流互感器的一次绕组两端，并由处理器根据采样电路对被试电压互感器和标准电流互感器的的二次绕组两端输出的电压采样，从而精确计算出被试电压互感器的误差，无需停电检测，大大提高了在检测效率，并保证了检测精度。