一种交流分压器自动校验装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统高压计量设备的自动化校验技术领域，具体是一种交流分压 器自动校验装置及方法。
【背景技术】
[0002] 交流分压器等高压计量设备在进行计量校验时需要将其读数值与标准计量设备 进行对比，因此在校验过程中需要对被检测高压计量设备和标准高压计量设备输入最高至 额定电压的高压，此时所需要的电源容量非常大，通常只能使用市电加调压变或者逆变电 源作为中频升压变压器的输入电源进行升压。市电的波动较大且波形畸变率可能会比较 高，频率存在一定的波动，这样就造成了在进行校验时标准计量设备的读数也会一直跳动， 且因为频率和波形畸变率的影响，作为参考的标准计量设备也存在一定的误差，且市电加 调压变压器只能针对50Hz的工频分压器进行校验；而使用逆变电源作为中频升压变压器 的供电电源时，通常输出波形的畸变率较高，且存在大量的高频干扰分量，其中高频干扰会 严重影响分压器的读数使被检测交流分压器的读数产生波动和零位漂移。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的上述不足，本发明提供一种交流分压器自动校验装置及方法，可 实现校验过程自动升压降压及稳压，校验频率从30Hz~300Hz，校验时输出电压非常稳定 且谐波含量极低，整个升压过程中频率和波形畸变率非常小，从而可以避免频率变化造成 对阻容性分压器的读数变化，整个检测和校验过程全自动，可以避免手动调压或者机械调 压过程操作失误。
[0004] -种交流分压器自动校验装置，包括依次连接的工控机系统、宽频高稳电源、中频 升压变压器、标准宽频分压器，标准宽频分压器用于与待检交流分压器并联连接；
[0005] 所述工控机系统，用于根据预先设定的电压检测点，发出控制信号控制宽频高稳 电源输出电压的频率和幅值，对标准宽频分压器进行电压采样，采用反馈自动控制调节标 准宽频分压器高压端的电压与目标设定电压的误差，当标准宽频分压器高压端的电压达到 预先设定的电压检测点时自动停止升压；
[0006] 所述宽频高稳电源包括控制器、标准信号发生器、大功率开关电源、线性功率放大 模块、输出滤波器，所述控制器用于接收所述工控机系统发出的控制信号，将所述控制信号 送入标准信号发生器产生标准正弦波，所述线性功率放大模块包括8个并联的功率放大模 块及与每个功率放大模块输出端串联的隔离变压器，所述标准信号发生器产生的标准正弦 电压经过8个功率放大模块放大后成为8组线性功率放大交流电压信号，然后经过隔离变 压器输出级联产生〇~400V的交流电压，经过输出滤波器滤波后得到宽频高稳电源的输出 电压；
[0007] 所述中频升压变压器用于对宽频高稳电源的输出电压升压后输出至标准宽频分 压器和待检交流分压器。
[0008] 如上所述的交流分压器自动校验装置，所述宽频高稳电源还包括大功率开关电 源，用于通过交流接触器、断路器接入市电，产生8组正负70V的直流电压分别为线性功率 放大模块的8个功率放大模块供电。
[0009] 如上所述的交流分压器自动校验装置，所述宽频高稳电源还包括过流保护电路、 安装在线性功率放大模块上的温度传感器，输出滤波器与过流保护电路连接，过流保护电 路中的过检测信号输出端和温度传感器与控制器连接，当过流保护电路检测到输出电流过 载或温度传感器检测到温度过限时，控制器发送故障保护命令至远程工控机系统以切断线 性功率放大模块的供电。
[0010] 如上所述的交流分压器自动校验装置，所述工控机系统包括工控机、数据采集与 控制电路、设在交流接触器上的交流接触器控制线圈，数据采集与控制电路与工控机连接， 交流接触器控制线圈与数据采集与控制电路连接，在收到宽频高稳电源发出的故障保护命 令后，工控机通过数据采集与控制电路控制交流接触器控制线圈将交流接触器断开以切断 市电供电。
[0011] 如上所述的交流分压器自动校验装置，所述工控机系统还包括与工控机连接的显 示器，所述数据采集与控制电路还用于将接收的标准宽频分压器高压端的电压以及宽频高 稳电源的输出电流电压信号，并在显示器上进行显示。
[0012] -种交流分压器自动校验方法，其应用上述交流分压器自动校验装置进行如下步 骤：
[0013] 步骤一、在工控机系统中预先设定电压检测点，将待检交流分压器与标准宽频分 压器并联连接，同时将待检交流分压器与数字电压表连接；
[0014] 步骤二、工控机系统根据预先设定的电压检测点，发出控制信号控制宽频高稳电 源输出电压的频率和幅值，标准宽频分压器采集实际输出高电压值送入工控机系统，与设 定的目标电压进行比较后，工控机系统将差值作为控制信号实现对宽频稳压电源的调节， 使得目标电压和实际输出的电压的误差最小，当标准宽频分压器高压端的电压达到预先设 定的电压检测点时自动停止升压；
[0015] 步骤三、记录工控机系统显示的标准电压值以及数字电压表显示的待检交流分压 器的读数，比较之后对被检交流分压器的电压校验评定，然后返回步骤二，直至完成所有电 压点的校准。
[0016] 如上所述的交流分压器自动校验方法，步骤二中所述宽频高稳电源的控制器接收 到所述工控机系统发出的控制信号后，将所述控制信号送入标准信号发生器产生标准正弦 波，所述标准信号发生器产生的标准正弦电压经过8个功率放大模块放大后成为8组线性 功率放大交流电压信号，然后经过隔离变压器输出级联产生〇~400V的交流电压，经过输 出滤波器滤波后得到宽频高稳电源的输出电压。
[0017] 如上所述的交流分压器自动校验方法，所述宽频高稳电源中的过流保护电路检测 到输出电流过载或温度传感器检测到温度过限时，控制器发送故障保护命令至远程工控机 系统以切断线性功率放大模块的供电。
[0018] 如上所述的交流分压器自动校验方法，所述工控机系统在收到宽频高稳电源发出 的故障保护命令后，工控机通过数据采集与控制电路控制交流接触器控制线圈将交流接触 器断开以切断市电供电。
[0019] 本发明的有益效果在于：
[0020] 1、传统的检验方法基于市电连接调压器及中频升压变压器进行升压，由于市电 的频率为50Hz (频率偏差±0. 2Hz)，影响阻容式分压器的变比而产生测量误差，且只能对 工频压器（50Hz)进行检验，无法对宽频分压器的不同频率特性进行检验；本装置的检验 方法基于宽频高稳电源连接中频升压变压器进行升压，提供的输出电压频率范围为30~ 300Hz，输出频率误差小于0. 01Hz，能实现对宽频分压器的不同频率特性进行检验。
[0021] 2、传统的检验方法是由市电作电源连接调压器及中频升压变压器进行升压，市电 波动大（380/220V线路额定电压允许偏差± 7 % )，波形畸变率高（不大于5 % )，标准交流 分压器读数随之跳动。如果被检交流分压器标称精度较高（1%，〇. 5%或更高），无法进行 精确的计量；本装置的检验方法基于宽频高稳电源连接中频升压变压器进行升压，宽频高 稳电源的输出电压基于线性功率放大器进行放大，输出信号的波形畸变率与高频分量含量 极低，从而可以使驱动中频升压变压器的交流电压做到非常稳定，输出正弦波波形畸变率 小于1%，输出正弦电压波动和闪变小于0. 1%。
[0022] 3、传统的检验方法为手动或者机械调压，电压调节精度不高，手动调压存在操作 失误的可能；本装置实现检验过程自动升压降压及稳压，实现自动读取记录标准交流分压 器示值，自动生成检测报告，自动检测谐振并自适应调整步长，避免手动或者机械调压的操 作失误。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明交流分压器自动校验装置的工作原理图；
[0024] 图2是本发明中宽频高稳电源的电路结构示意图；
[0025] 图3是图2中线性功率放大模块的电路结构示意图；
[0026] 图4是本发明中工控机系统的内部原理框图；
[0027] 图5是本发明交流分压器自动校验方法的流程示意图。
[0028] 图中：1 一工控机系统，2-宽频高稳电源，3-中频升压变压器，4一标准宽频分压 器，5-待检交流分压器，6-数字电压表，11 一工控机，12-数据采集与控制电路，13-显示 器，14一交流接触器控制线圈，21-控制器，22-标准信号发生器，23-大功率开关电源， 24-线性功率放大