一种基于基波比较法的抗直流互感器半波误差检测系统及方法与流程

本发明涉及一种抗直流互感器半波误差试验方法---基波比较法，属电力测量。

背景技术：

1、抗直流电流互感器是一种适应当前新能源应用的新型电流计量互感器，可将电路大电流转换为可测量的小电流。随着新型电子类电器问世及光伏、直流电源的应用，电力负荷电流大多是谐波信号，其中半波整流信号最为典型。由于半波整流电流信号含有较大比例的直流分量，虽交流互感器不能传输直流信号，但直流分量产生的直流磁通作用于互感器铁芯，会导致铁芯磁饱和，使交流信号也不能等效传输，从而互感器丧失测量功能、继而用电计量发生失常，为此，一种抗直流新型电流互感器问世，解决了相应问题。

2、为检测新型抗直流电流互感器半波整流信号下的误差，目前所采用方法为标准器半波整流信号比较法，即通过谐波信号源直接产生半波整流波形的电流试验信号，分别通入标准电流互感器、被测抗直流互感器，通过比较两者二次输出的电流信号的基波分量，计算相应偏差得到被测互感器的比值误差、相位误差，这里标准电流互感器采用的是交直流通用互感器，同时输出直流分量、交流分量。

3、该方案的技术原理为：对标准、被测互感器两者二次端输出的电流信号进行fft(快速傅里叶变换)分析，求解两者输出信号的基波分量，再予以幅值、相位比较，以此得出被测互感器的测量幅值差(比差)、相位差(角差)。

4、现有检测方案不足之处在于:1)标准互感器采用交直流通用互感器，即直流标准器,这与目前传统交流互感器检测标准不统一，需重新建标，产品检验成本提高；2)目前尚无交直流通用互感器溯源体系，自身性能如何校准、何处校准，目前尚无科学校准体系，给产品检验的质量带来不可预见风险；3)直流标准器输出的直流信号会对试验结果带来直流量附加影响,影响产品检测合格率；4)输出的半波整流功率大，对检测设备及安全性要求高，设备成本高、作业风险大。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题：实施抗直流电流互感器半波整流电流信号下误差检测中，直接采用半波电流试验法带来的计量标准重构、体系复杂、检测成本高等问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测系统，包括全波整流电流源、工频电流源、全波整流电流试验回路、工频电流试验回路、检测系统控制器和互感器比较仪；

3、所述全波整流电流源包括数字信号合成源、信号功率放大模块及检测系统控制器；

4、所述全波整流电流试验回路包括依次连接的数字信号合成源、信号功率放大模块、汇流母排、被测抗直流互感器的一次试验绕组串一、数字信号合成源；

5、所述工频电流试验回路包括依次连接的工频电流源、被测抗直流互感器的一次试验绕组串二、标准交流互感器一次试验绕组、工频电流源；

6、所述检测系统控制器分别连接数字信号合成源、工频电流源及信号功率放大模块，分别控制相应输出；

7、所述互感器比较仪连接被测抗直流互感器二次绕组、标准交流互感器二次绕组。

8、前述的一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测系统，所述信号功率放大模块包括多个并联的功率放大器，每个功率放大器分别连接数字信号合成源，每个功率放大器连接至汇流母排。

9、前述的一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测系统，所述被测抗直流互感器由一组互感器组成，每个互感器设两个一次试验绕组，所有被测互感器对应的一次试验绕组相串联，形成一次试验绕组串一、一次试验绕组串二。

10、前述的一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测系统，所述互感器比较仪通过控制开关连接每个被测抗直流互感器二次绕组。

11、一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测方法，包括以下步骤：

12、1)构建抗直流互感器半波整流电流误差检测系统，包括全波整流电流源、工频电流源、全波整流电流试验回路、工频电流试验回路、检测系统控制器和互感器比较仪；所述全波整流电流源包括数字信号合成源、信号功率放大模块及检测系统控制器；

13、所述全波整流电流试验回路包括依次连接的数字信号合成源、信号功率放大模块、汇流母排、被测抗直流互感器的一次试验绕组串一、数字信号合成源；

14、所述工频电流试验回路包括依次连接的工频电流源、被测抗直流互感器的一次试验绕组串二、标准交流互感器一次试验绕组、工频电流源；

15、所述检测系统控制器分别连接数字信号合成源、工频电流源及信号功率放大模块；

16、所述互感器比较仪连接被测抗直流互感器二次绕组、标准交流互感器二次绕组；

17、2)所述全波整流电流源输出谐波电流至汇流母排，通过被测抗直流互感器的一次试验绕组串一回至全波整流电流源；

18、3)所述工频电流源输出工频基波电流通过被测抗直流互感器的一次试验绕组串二、标准交流互感器一次试验绕组回至工频电流源；

19、4)所述互感器比较仪对被测抗直流互感器二次输出的谐波电流信号进行fft分析，求解相应基波分量的幅值、相位，并分别与标准交流互感器二次输出的工频电流信号的幅值、相位进行差值比较，计算被测抗直流互感器的基波分量的幅值差f、相位差δ。

20、前述的一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测方法，在步骤4)中，计算方法为：

21、

22、分别为被测互感器、标准互感器二次基波电流值；分别为被测互感器、标准互感器二次基波电流相位；f、δ为被测互感器幅值差、相位差。

23、前述的一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测方法，所述被测抗直流互感器由一组互感器组成，每个互感器设两个一次试验绕组，所有被测互感器对应的一次试验绕组相串联，形成一次试验绕组串一、一次试验绕组串二。

24、前述的一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测方法，所述互感器比较仪采用分路控制，通过控制开关使被测抗直流互感器二次绕组分时接入测量回路，实现串联分时单一测量。

25、本发明所达到的有益效果：本专利提出了一种基于半波信号“分解---合成”法，采用传统标准交流互感器做标准，且标准互感器仅通入基波交流电流，消除直流及谐波影响，而被测互感器一次侧为等效的半波电流信号，把大电流信号等分为两路波形不同、大小相同的电流信号，避免了大电流输出产生的成本高的问题。

技术特征：

1.一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测系统，其特征在于，包括全波整流电流源、工频电流源、全波整流电流试验回路、工频电流试验回路、检测系统控制器和互感器比较仪；

2.权利权利要求1所述的一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测系统，其特征在于，所述信号功率放大模块包括多个并联的功率放大器，每个功率放大器分别连接数字信号合成源，每个功率放大器连接至汇流母排。

3.权利权利要求1所述的一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测系统，其特征在于，所述被测抗直流互感器由一组互感器组成，每个互感器设两个一次试验绕组，所有被测互感器对应的一次试验绕组相串联，形成一次试验绕组串一、一次试验绕组串二。

4.权利权利要求1所述的一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测系统，其特征在于，所述互感器比较仪通过控制开关连接每个被测抗直流互感器二次绕组。

5.一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.权利权利要求5所述的一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测方法，其特征在于，在步骤4)中，计算方法为：

7.权利权利要求5所述的一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测方法，其特征在于，所述被测抗直流互感器由一组互感器组成，每个互感器设两个一次试验绕组，所有被测互感器对应的一次试验绕组相串联，形成一次试验绕组串一、一次试验绕组串二。

8.权利权利要求5所述的一种基于基波比较法的抗直流互感器半波整流电流误差检测方法，其特征在于，所述互感器比较仪采用分路控制，通过控制开关使被测抗直流互感器二次绕组分时接入测量回路，实现串联分时单一测量。

技术总结
本发明公开了一种基于基波比较法的抗直流互感器半波误差检测系统及方法，系统包括全波整流电流源、工频电流源、全波整流电流试验回路、工频电流试验回路；所述全波整流电流源包括数字信号合成源、信号功率放大模块及检测系统控制器；所述全波整流电流试验回路包括依次连接的全波整流电流源、信号功率放大模块、汇流母排、抗直流互感器一次试验绕组串一；所述工频电流试验回路包括依次连接的工频电流源、抗直流互感器一次试验绕组串二、标准互感器一次绕组；检测系统控制器分别连接数字信号合成源、工频电流源及信号功率放大模块；互感器比较仪连接被测抗直流互感器二次绕组、标准互感器二次绕组。本发明避免了重构标准体系等问题。

技术研发人员：祝祺,毛培民,康凯,唐福新
受保护的技术使用者：浙江天际互感器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15