CN101893694A - 电压互感器误差测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电容式电压互感器误差测试装置，包括控制继电器组、标准感分单元、第一I/V转换单元、第一取样单元、第一放大单元、第一滤波单元、第二I/V转换单元、第二取样单元、第二放大单元、第二滤波单元、模数转换单元、微处理器、可编程逻辑器件、多路驱动芯片、直接数字频率合成器、功放单元、电压转换单元和电流转换单元。本装置能对电容式电压互感器进行现场误差测试，测试时接线简单、测试准确度高、装置构成简单、安装简易、使用安全、体重轻便、搬运容易。

Description

电压互感器误差测试装置

技术领域

本发明涉及涉及一种电压互感器误差测试装置，具体涉及一种电容式电压互感器误差测试装置。

背景技术

随着电力***输电容量的不断扩大，电网电压等级逐步升高，新型的电容式电压互感器在中、高压电网中应用得越来越广泛。随着发电厂与电网(输变电***)独立核算，关口电能计量的准确性日趋重要，电容式电压互感器作为电能计量装置的重要组成之一，其转换数据的准确性和合理性直接关系到电能计量综合误差的计算，关系到发电厂、电网及用户的经济利益，故必须对电容式电压互感器进行准确度试验。

上世纪90年代就已经开始电容式电压互感器现场误差校验工作，大多采用串联或者并联谐振升压的测量方法，此种测量方法涉及的电容式电压互感器误差测试装置包括升压装置(升压变压器、调谐电感、调谐电容)、测差回路(标准电压互感器、校验仪)等设备，该误差测试装置对电容式电压互感器测试时接线复杂，并且构成的设备种类繁多、笨重，搬运困难，现场安装不仅费时费力，且存在安全隐患。另外，由于电容式电压互感器容性负载大(最大可达几万pF)，所需的试验变压器和电源的容量大、电压等级高，故利用上述电容式电压互感器误差测试装置进行现场电容式电压互感器误差测试非常困难，有时甚至于无法进行现场误差测试。

对此，广州电业局、泉州电业局、杭州电业局等研究了电容式电压互感器的在线监测项目，通过对电容式电压互感器的泄漏容性电流、介质损耗角、二次电压以及二次负荷或者监测三相电压、电流以及谐波量等，来间接判断电容式电压互感器是否正常工作，但是并不能得到电容式电压互感器的准确值。

专利申请号为200810048641.9的便携式CVT误差测量方法及装置虽然描述了用异频低压进行现场测试电容式电压互感器的方法，但未结合装置具体描述实现该方法的过程。

因此，有必要提供一种改进的电容式电压互感器误差测试装置来克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种电容式电压互感器误差测试装置，能进行电容式电压互感器的现场误差测试，该装置的构成简单、接线简单、安装简易、使用安全、体重轻便、搬运容易。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电容式电压互感器误差测试装置，包括：微处理器；依次串联的可编程逻辑器件和多路驱动芯片，所述可编程逻辑器件的输入端连接所述微处理器的第一输出端；直接数字频率合成器，所述直接数字频率合成器的输入端连接所述微处理器的第二输出端；功放单元，所述功放单元的输入端连接所述直接数字频率合成器的输出端；控制继电器组，所述控制继电器组的控制端组(DZ01-DZ18端子)连接所述多路驱动芯片的第一输出端，第一输入端组(GFO1、GFO2端子)连接所述功放单元的输出端，第一输出端组(D1、K1端子)、第二输出端组(D2、K2端子)、第三输出端组(a1、x1端子)、以及第四输出端组(a2、x2端子)均连接所述微处理器的输入端；电压转换单元，所述电压转换单元的输入端连接所述控制继电器组的第五输出端组(SYI1、SYI2端子)，第一输出端连接所述控制继电器组的第二输入端组(SYO1、SYO2端子)；标准感分单元，所述标准感分单元的输入端连接所述电压转换单元的第二输出端，输出端连接所述控制继电器组的第三输入端组(BZO1、BZO2端子)；电流转换单元，所述电流转换单元的输入端连接所述控制继电器组的第六输出端组(SLI2、SLI2端子)，输出端连接所述控制继电器组的第四输入端组(SLO1、SLO2端子)。

在本发明的一个实施例中，所述电容式电压互感器误差测试装置还包括：第一电流/电压转换单元，所述第一电流/电压转换单元的输入端连接所述控制继电器组的第一输出端组(D1、K1端子)，输出端连接所述微处理器的输入端；以及第二电流/电压转换单元，所述第二电流/电压转换单元的输入端连接所述控制继电器组的第三输出端组(a1、x1端子)，输出端连接所述微处理器的输入端。

在本发明的又一实施例中，所述电容式电压互感器误差测试装置还包括：第一取样单元，所述第一取样单元的第一输入端连接所述第一电流/电压转换单元的输出端，第二输入端连接所述控制继电器组的第二输出端组(D2、K2端子)，输出端连接所述微处理器的输入端；以及第二取样单元，所述第二取样单元的第一输入端连接所述第二电流/电压转换单元的输出端，第二输入端连接所述控制继电器组的第四输出端组(a2、x2端子)，输出端连接所述微处理器的输入端。

在本发明的另一实施例中，所述电容式电压互感器误差测试装置还包括：第一放大单元，所述第一放大单元的输入端连接所述第一取样单元的输出端，控制端连接所述多路驱动芯片的第二输出端(1)，输出端连接所述微处理器的输入端；以及第二放大单元，所述第二放大单元的输入端连接所述第二取样单元的输出端，控制端连接所述多路驱动芯片的第三输出端(2)，输出端连接所述微处理器的输入端。

在本发明的再一实施例中，所述电容式电压互感器误差测试装置，还包括：第一滤波单元，所述第一滤波单元的输入端连接所述第一放大单元的输出端；第二滤波单元，所述第二滤波单元的输入端连接所述第二放大单元的输出端；以及模数转换单元，所述模数转换单元的输入端连接所述第一滤波单元的输出端以及所述第二滤波单元的输出端，输出端连接所述微处理器的输入端。

在本发明的又一实施例中，所述控制继电器组包括18个继电器(JD01-JD18)，每个继电器的线圈一端接12V正电源，另一端分别连接所述控制端(DZ01-DZ08)，其中，第一继电器(JD01)的第一常开触点组分别连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第一输入端(GFO1端子)和所述第五输出端组(SYI1、SYI2端子)的第一输出端(SYI1端子)，第二常开触点组分别连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第二输入端(GFO2端子)和所述第五输出端组(SYI1、SYI2端子)的第二输出端(SYI2端子)。第二继电器(JD02)的第一常开触点组分别连接分压电容末端(P2端子)和一次低端(X端子)。第三继电器(JD03)的第一常开触点组分别连接一次低端(X端子)和接地端子。第四继电器(JD04)的第一常开触点组分别连接接地端子和所述第一输出端组(D1、K1端子)的第一输出端(D1端子)，第二常开触点组分别连接一次低端(X端子)和所述第一输出端组(D1、K1端子)的第二输出端(K1端子)。第五继电器(JD05)的第一常开触点组分别连接所述第二输入端组(SYO1、SYO2端子)的第一输入端(SYO1端子)和接地端子，第二常开触点组分别连接所述第二输入端组(SYO1、SYO2端子)的第二输入端(SYO2端子)与一次侧高端(A端子)。第六继电器(JD06)的第一常开触点组分别连接所述第三输入端组(BZO1、BZO2端子)的第一输入端(BZO1端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第一输出端(a2端子)，第二常开触点组分别连接所述第三输入端组(BZO1、BZO2端子)的第二输入端(BZO2端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第二输出端(x2端子)。第七继电器(JD07)的第一常开触点组分别连接所述第三输入端组(BZO1、BZO2端子)的第一输入端(BZO1端子)和第一二次输出端(a端子)，第二常开触点组分别连接所述第三输入端组(BZO1、BZO2端子)的第二输入端(BZO2端子)和所述第二输出端组(D2、K2端子)的第二输出端(K2端子)。第八继电器(JD08)的第一常开触点组分别连接第二二次输出端(x端子)x和所述第二输出端组(D2、K2端子)的第一输出端(D2端子)。第九继电器(JD09)的第一常开触点组的一个触点连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第一输入端(GFO1端子)，第二常开触点组分别连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第二输入端(GFO2端子)和第二二次输出端(x端子)。第十继电器(JD10)的第一常开触点组分别连接第一二次输出端(a端子)和所述第一输出端组(D1、K1端子)的第一输出端(D1端子)，第二常开触点组分别连接所述第九继电器(JD09)的第一常开触点组的另一个触点和所述第一输出端组(D1、K1端子)的第二输出端(K1端子)。第十一继电器(JD11)的第一常开触点组分别连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第一输入端(GF01端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第一输出端(a2端子)，第二常开触点组分别连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第二输入端(GF02端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第二输出端(x2端子)。第十二继电器(JD12)的第一常开触点组分别连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第一输入端(GF01端子)和所述第六输出端组(SLI1、SYI2端子)的第一输出端(SLI1端子)，第二常开触点组分别连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第二输入端(GFO2端子)和所述第六输出端组(SLI1、SYI2端子)的第二输出端(SLI2端子)。第十三继电器(JD13)的第一常开触点组的一个触点连接所述第四输入端组(SLO1、SLO2端子)的第一输出端(SLO1端子)，第二常开触点组分别连接所述第四输入端组(SLO1、SLO2端子)的第二输出端(SLO2端子)和第二二次输出端(x端子)。第十四继电器(JD14)的第一常开触点组分别连接所述第十三继电器(JD13)的第一常开触点组的另一个触点和所述第三输出端组(a1、x1端子)的第一输出端(a1端子)，第二常开触点组分别连接第一二次输出端(a端子)和所述第三输出端组(a1、x1端子)的第二输出端(x1端子)。第十五继电器(JD15)的第一常开触点组分别连接所述第三输出端组(a1、x1端子)的第二输出端(x1端子)和所述第二输出端组(D2、K2端子)的第二输出端(K2端子)，第二常开触点组分别连接第二二次输出端(x端子)和所述第二输出端组(D2、K2端子)的第一输出端(D2端子)。第十六继电器(JD16)的第一常开触点组分别连接第一二次输出端(a端子)和二次计量高端(aa1端子)，第二常开触点组分别连接第二二次输出端(x端子)和二次计量低端(xn1端子)。第十七继电器(JD17)的第一常开触点组分别连接第一二次输出端(a端子)和二次测量高端(aa2端子)，第二常开触点组分别连接第二二次输出端(x端子)和二次测量低端(xn2端子)。第十八继电器(JD18)的第一常开触点组分别连接接地端子和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第二输出端(x2端子)，第二常开触点组分别连接一次侧高端(A端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第一输出端(a2端子)。

在本发明的再一实施例中，所述标准感分单元具有4个变比组合，分别为350、1100、2200、5000。

与现有技术相比，本发明通过控制继电器组、标准感分单元、第一I/V转换单元、第一取样单元、第一放大单元、第一滤波单元、第二I/V转换单元、第二取样单元、第二放大单元、第二滤波单元、模数转换单元、微处理器、可编程逻辑器件、多路驱动芯片、直接数字频率合成器、功放单元、电压转换单元和电流转换单元，无需升压装置(升压变压器、调谐电感、调谐电容)、测差回路(标准电压互感器、校验仪)等设备即可完成电容式电压互感器误差的现场测试，因而测试过程接线简单、测试准确度高、装置构成简单、安装简易、搬运容易。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为本发明电容式电压互感器误差测试装置的电路框图。

图2为电容式电压互感器的电路图。

图3a为利用图1所示电容式电压互感器误差测试装置对图2所示电容式电压互感器进行误差测试时的第一步骤接线图。

图3b为利用图1所示电容式电压互感器误差测试装置对图2所示电容式电压互感器进行误差测试时的第二步骤接线图。

图3c为利用图1所示电容式电压互感器误差测试装置对图2所示电容式电压互感器进行误差测试时的第三步骤第一接线图。

图3d为为利用图1所示电容式电压互感器误差测试装置对图2所示电容式电压互感器进行误差测试时的第三步骤第二接线图。

图4为利用图1所示电容式电压互感器误差测试装置对图2所示电容式电压互感器进行误差测试的流程图。

图5为图1所示电容式电压互感器误差测试装置的控制继电器组的电路图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

图1为本发明电容式电压互感器误差测试装置100的电路框图。如图1所示，所述电容式电压互感器误差测试装置100包括微处理器(DSP)140、可编程逻辑器件(CPLD)150、多路驱动芯片160、直接数字频率合成器(DDS)170、功放单元171、控制继电器组110、电流转换单元173、电压转换单元172、标准感分单元120、第一I/V(电流/电压)转换单元111、第一取样单元112、第一放大单元113、第一滤波单元114、第二I/V(电流/电压)转换单元115、第二取样单元116、第二放大单元117、第二滤波单元118、以及模数转换单元(ADC)130。其中，所述多路驱动芯片160可以为2803型号。所述标准感分单元具有4个变比组合，分别为350、1100、2200、5000。

所述微处理器140的第一输出端连接所述可编程逻辑器件150的输入端，第二输出端连接所述直接数字频率合成器190的输入端。

所述可编程逻辑器件150的输出端连接所述多路驱动芯片160的输入端。所述多路驱动芯片160的第一组输出端连接所述控制继电器组110的控制端组(DZ01-DZ18端子)，第二输出端(1)连接所述第一放大单元113的控制端，第三输出端(2)连接所述第二放大单元117的控制端。

所述直接数字频率合成器190的输出端连接所述功放单元191的输入端。所述功放单元191的输出端连接所述控制继电器组110的第一输入端组(GFO1、GFO2端子)。

所述控制继电器组110的第五输出端组(SYI1、SYI2端子)连接所述电压转换单元172的输入端。所述电压转换单元172的第一输出端连接所述控制继电器组110的第二输入端组(SYO1、SYO2端子)，第二输出端连接所述标准感分单元120的输入端。所述标准感分单元120的输出端连接所述控制继电器组110的第三输入端组(BZO1、BZO2端子)。

所述控制继电器组110的第六输出端组(SLI1、SYI2端子)连接所述电流转换单元173的输入端。所述电流转换单元173的输出端连接所述控制继电器组110的第四输入端组(SLO1、SLO2端子)。

所述第一I/V转换单元111、第一取样单元112、第一放大单元113、第一滤波单元114依次串联。另外，所述第一I/V转换单元111的输入端连接所述控制继电器组110的第一输出端组(D1、K1端子)，所述第一取样单元的输入端连接所述控制继电器组110的D2、K2端子。

所述第一电流/电压转换单元111的输入端连接所述控制继电器组110的第一输出端组(D1、K1端子)。所述第一取样单元112的第一输入端连接所述第一电流/电压转换单元111的输出端，第二输入端连接所述控制继电器组110的第二输出端组(D2、K2端子)。所述第一放大单元113的输入端连接所述第一取样单元112的输出端，控制端连接所述多路驱动芯片160的第二输出端(1)。所述第一滤波单元114的输入端连接所述第一放大单元113的输出端。

所述第二电流/电压转换单元115的输入端连接所述控制继电器组110的第三输出端组(a1、x1端子)。所述第二取样单元116的第一输入端连接所述第二电流/电压转换单元115的输出端，第二输入端连接所述控制继电器组110的第四输出端组(a2、x2端子)。所述第二放大单元117的输入端连接所述第二取样单元116的输出端，控制端连接所述多路驱动芯片160的第三输出端(2)。所述第二滤波单元118的输入端连接所述第二放大单元117的输出端。

所述模数转换单元130的输入端连接所述第一滤波单元114的输出端以及所述第二滤波单元118的输出端，输出端连接所述微处理器140的输入端。

下面说明本实施例电容式电压互感器误差测试装置的信号处理流程。

微处理器140产生控制信号和电源信号，并将所述控制信号输出至所述可编程逻辑器件150以及将所述电源信号输出至直接数字频率合成器170。

所述可编程逻辑器件150对所述微处理器140输出的控制信号进行转换处理，产生控制信号并将所述控制信号输出至所述多路驱动芯片160。所述多路驱动芯片160将所述可编程逻辑器件150输出的控制信号转换为具有驱动能力的控制信号，并将所述具有驱动能力的控制信号输出至所述控制继电器组110的控制端组(DZ01-DZ18端子)、所述第一放大单元113的控制端以及所述第二放大单元117的控制端。

所述控制继电器组110对所述多路驱动芯片160输出的具有驱动能力的控制信号对应不同的测量参数通过控制继电器组110切换标准感分120、电压转换单元172、电流转换单元173、功放单元171、电容式电压互感器分压电容低端连接端子P2、电容式电压互感器一次高端连接端子A、一次低端连接端子X、二次计量绕组连接端子1a和1n、二次测量绕组的连接端子2a和2n之间的连接关系。

所述直接数字频率合成器170对所述微处理器140输出的电源信号进行频率变换处理，进而输出相应频率信号。所述功放单元171将所述直接数字频率合成器170输出的频率信号进行功率放大，并将功率放大的信号输出至所述控制继电器组110的第一输入端组(GFO1、GFO2端子)。所述控制继电器组110的第六输出端组(SLI1、SLI2端子)将所述功率放大的信号输出至所述电流转换单元173；所述控制继电器组110的第五输出端组(SYI1、SYI2端子)将所述功率放大的信号输出至所述电压转换单元172。

所述电流转换单元173对所述控制继电器组110的第六输出端组(SLI1、SLI2端子)输出的功率放大的信号进行小电流-大电流转换，得到大电流信号，并将所述大电流信号输出至所述控制继电器组110的第四输入端组(SLO1、SLO2端子)。

所述电压转换单元172对所述控制继电器组110的第五输出端组(SYI1、SYI2端子)输出的功率放大的信号进行低电压-高电压转换，得到高电压信号，并将所述高电压信号输出至所述控制继电器组110的第二输入端组(SYO1、SYO2端子)以及所述标准感分单元120。

所述标准感分单元120对所述电压转换单元172的电压信号进行变换处理，并输出标准电压信号至所述控制继电器组110的第三输入端组(BZO1、BZO2端子)。

所述控制继电器组110的第一输出端组(D1、K1端子)输出电流信号至第一I/V转换单元111，第三输出端组(a1、x1端子)输出电流信号至第二I/V转换单元115，第二输出端组(D2、K2端子)输出电压信号至第一取样单元112，第四输出端(a2、x2端子)输出电压信号至第二取样单元116。

所述第一I/V转换单元111对所述控制继电器组110中第一输出端组(D1、K1端子)输出的电流信号进行电流-电压转换，输出电压信号；所述第一取样单元112对所述控制继电器组110中第二输出端组(D2、K2端子)输出的电压信号或所述第一I/V转换单元111输出的电压信号进行取样；所述第一放大单元接113对所述多路驱动芯片160的具有驱动能力的控制信号和所述第一取样单元112的取样信号进行信号放大；所述的第一滤波单元114对所述第一放大单元113的放大信号进行滤波处理。

所述第二I/V转换单元115对所述控制继电器组110中第三输出端组(a1、x1端子)输出的电流信号进行电流-电压转换，输出电压信号；所述第二取样单元116对所述控制继电器组110中第四输出端组(a2、x2端子)输出的电压信号或所述第二I/V转换单元116输出的电压信号进行取样；所述第二放大单元接117对所述多路驱动芯片160的具有驱动能力的控制信号和所述第二取样单元116的取样信号进行信号放大；所述第二滤波单元117对所述第二放大单元116的放大信号进行滤波处理。

所述模数转换单元130将所述第一滤波单元114和所述第二滤波单元118的模拟信号转换成数字信号。所述微处理器140对所述模数转换单元130的数字信号进行运算处理，并将处理后的信号输出到所述可编程逻辑器件150以及所述直接数字频率合成器170。

下面说明本发明电容式电压互感器误差测试装置的控制继电器组110。

参考图5，所述控制继电器组110包括18个继电器(JD01-JD18)，每个继电器的线圈一端接12V正电源，另一端分别连接所述控制端(DZ01-DZ08)。

其中，第一继电器(JD01)的第一常开触点组分别连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第一输入端(GFO1端子)和所述第五输出端组(SYI1、SYI2端子)的第一输出端(SYI1端子)，第二常开触点组分别连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第二输入端(GFO2端子)和所述第五输出端组(SYI1、SYI2端子)的第二输出端(SYI2端子)。

第二继电器(JD02)的第一常开触点组分别连接分压电容末端(P2端子)和一次低端(X端子)。

第三继电器(JD03)的第一常开触点组分别连接一次低端(X端子)和接地端子。

第四继电器(JD04)的第一常开触点组分别连接接地端子和所述第一输出端组(D1、K1端子)的第一输出端(D1端子)，第二常开触点组分别连接一次低端(X端子)和所述第一输出端组(D1、K1端子)的第二输出端(K1端子)。

第五继电器(JD05)的第一常开触点组分别连接所述第二输入端组(SYO1、SYO2端子)的第一输入端(SYO1端子)和接地端子，第二常开触点组分别连接所述第二输入端组(SYO1、SYO2端子)的第二输入端(SYO2端子)与一次侧高端(A端子)。

第六继电器(JD06)的第一常开触点组分别连接所述第三输入端组(BZO1、BZO2端子)的第一输入端(BZO1端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第一输出端(a2端子)，第二常开触点组分别连接所述第三输入端组(BZO1、BZO2端子)的第二输入端(BZO2端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第二输出端(x2端子)。

第七继电器(JD07)的第一常开触点组分别连接所述第三输入端组(BZO1、BZO2端子)的第一输入端(BZO1端子)和第一二次输出端(a端子)，第二常开触点组分别连接所述第三输入端组(BZO1、BZO2端子)的第二输入端(BZO2端子)和所述第二输出端组(D2、K2端子)的第二输出端(K2端子)。

第八继电器(JD08)的第一常开触点组分别连接第二二次输出端(x端子)和所述第二输出端组(D2、K2端子)的第一输出端(D2端子)。

第九继电器(JD09)的第一常开触点组的一个触点连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第一输入端(GFO1端子)，第二常开触点组分别连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第二输入端(GFO2端子)和第二二次输出端(x端子)。

第十继电器(JD10)的第一常开触点组分别连接第一二次输出端(a端子)和所述第一输出端组(D1、K1端子)的第一输出端(D1端子)，第二常开触点组分别连接所述第九继电器(JD09)的第一常开触点组的另一个触点和所述第一输出端组(D1、K1端子)的第二输出端(K1端子)。

第十一继电器(JD11)的第一常开触点组分别连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第一输入端(GF01端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第一输出端(a2端子)，第二常开触点组分别连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第二输入端(GF02端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第二输出端(x2端子)。

第十二继电器(JD12)的第一常开触点组分别连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第一输入端(GF01端子)和所述第六输出端组(SLI1、SYI2端子)的第一输出端(SLI1端子)，第二常开触点组分别连接所述第一输入端组(GFO1、GFO2端子)的第二输入端(GFO2端子)和所述第六输出端组(SLI1、SYI2端子)的第二输出端(SLI2端子)。

第十三继电器(JD13)的第一常开触点组的一个触点连接所述第四输入端组(SLO1、SLO2端子)的第一输出端(SLO1端子)，第二常开触点组分别连接所述第四输入端组(SLO1、SLO2端子)的第二输出端(SLO2端子)和第二二次输出端(x端子)。

第十四继电器(JD14)的第一常开触点组分别连接所述第十三继电器(JD13)的第一常开触点组的另一个触点和所述第三输出端组(a1、x1端子)的第一输出端(a1端子)，第二常开触点组分别连接第一二次输出端(a端子)和所述第三输出端组(a1、x1端子)的第二输出端(x1端子)。

第十五继电器(JD15)的第一常开触点组分别连接所述第三输出端组(a1、x1端子)的第二输出端(x1端子)和所述第二输出端组(D2、K2端子)的第二输出端(K2端子)，第二常开触点组分别连接第二二次输出端(x端子)和所述第二输出端组(D2、K2端子)的第一输出端(D2端子)。

第十六继电器(JD16)的第一常开触点组分别连接第一二次输出端(a端子)和二次计量高端(aa1端子)，第二常开触点组分别连接第二二次输出端(x端子)和二次计量低端(xn1端子)。

第十七继电器(JD17)的第一常开触点组分别连接第一二次输出端(a端子)和二次测量高端(aa2端子)，第二常开触点组分别连接第二二次输出端(x端子)和二次测量低端(xn2端子)。

第十八继电器(JD18)的第一常开触点组分别连接接地端子和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第二输出端(x2端子)，第二常开触点组分别连接一次侧高端(A端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第一输出端(a2端子)。

下面阐述本实施例电容式电压互感器误差测试装置对图2所示电容式电压互感器200进行误差测试的方法。

在阐述误差测试方法之前，首先说明图2所示电容式电压互感器200的初始状态。如图2所示，所述电容式电压互感器200的中压电容低端(N端子)与通讯端(E端子)连接、通讯端(E端子)与外壳连接。

如图4，本实施例电容式电压互感器误差测试装置100对图2所示电容式电压互感器200进行误差测试的方法的步骤具体为：

第一步，按照图3a所示，将电容式电压互感器200的中压电容低端(N端子)与通讯端(E端子)的接线断开，通讯端(E端子)与外壳的接线断开。将电容式电压互感器200的一次侧高端(P1端子)、中压电容低端(N端子)、通讯端(E端子)、计量绕组高端(1a端子)、计量绕组低端(1n端子)分别与电容式电压互感器误差测试装置100的一次侧高端(A端子)、分压电容末端(P2端子)、一次低端(X端子)、二次计量高端(aa1端子)、二次计量低端(xn1端子)对应连接。

电容式电压互感器误差测试装置100的微处理器140通过可编程逻辑器件150及多路驱动芯片160输出具有驱动能力的控制信号至控制继电器组110，控制继电器组110的继电器JD01、JD02、JD03、JD05、JD06、JD07、JD08、JD16常开触点闭合，其余继电器常开触点断开。此时，微处理器140经由直接数字频率合成器170、功放单元171、控制继电器组110的SYI1、SYI2端子、电压转换单元172输出工频电压2400V至控制继电器组110的SYO1、SYO2端子，并经由第一取样单元112、第一放大单元113、第二滤波单元114及模数转换单元130获取来自控制继电器组110的D2、K2端子的差值电压信号ΔU，经由第二取样单元116、第二放大单元117、第二滤波单元118及模数转换单元150获取来自控制继电器组110的a2、x2端子的二次回路参考电压信号U2，根据所述差值电压信号ΔU和二次回路参考电压信号U2可计算电容式电压互感器200在2400V下的空载误差

电容式电压互感器误差测试装置100的微处理器140通过可编程逻辑器件150及多路驱动芯片160输出具有驱动能力的控制信号至控制继电器组110，控制继电器组110的继电器JD01、JD02、JD03、JD04、JD05、JD18常开触点闭合，其余继电器的常开触点断开。此时，微处理器140依次经由第一电流转换单元111、第一取样单元112、第一放大单元113、第二滤波单元114及模数转换单元130获取来自控制继电器组110的D1、K1端子的一次回路电流信号I1，经由第二取样单元116、第二放大单元117、第二滤波单元118及模数转换单元150获取来自控制继电器组110的a2、x2端子的一次回路电压信号U1，根据所述一次回路电流信号I1和一次回路电压信号U1可计算出电容式电压互感器200的一次励磁导纳Y₂₄₀₀＝I1/U1。

第二步，在第一步骤的基础上，按照图3b所示将电容式电压互感器200的一次侧高端(P1端子)、中压电容低端(N端子)分别与电容式电压互感器误差测试装置100的一次侧高端(A端子)、分压电容末端(P2端子)接线断开。

电容式电压互感器误差测试装置100的微处理器140通过可编程逻辑器件150及多路驱动芯片160输出具有驱动能力的控制信号至控制继电器组110，控制继电器组110的继电器JD09、JD10、JD11、JD16的常开触点闭合，其余继电器的常开触点断开。此时，微处理器140经由直接数字频率合成器170、功放单元171、控制继电器组110的SYI1、SYI2端子、电压转换单元172依次输出三种异频电压：(5Hz、8V)、(5Hz、10V)、(5Hz、12V)至控制继电器组110的SYO1、SYO2端子，并依次经由第一电流转换单元111、第一取样单元112、第一放大单元113、第二滤波单元114及模数转换单元130获取来自控制继电器组110的D1、K1端子的二次回路电流信号I_8V、I_10V、I_12V，依次经由第二取样单元116、第二放大单元117、第二滤波单元118及模数转换单元130获取来自控制继电器组110的a2、x2端子的二次回路电压信号U_8V、U_10V、U_12V，根据所述二次回路电流信号I_8V、I_10V、I_12V和二次回路电压信号U_8V、U_10V、U_12V计算出电容式电压互感器200的50HZ下规程点80％、100％、120％的二次励磁导纳值Y₈₀＝kI_8V/U_8V、Y₁₀₀＝kI_10V/U_10V、Y₁₂₀＝kI_12V/U_12V，k为经验系数，本实施例取k＝10，进而分别计算出规程点80％、100％、120％的导纳差值ΔY₈₀＝Y₈₀-Y₂₄₀₀、ΔY₁₀₀＝Y₁₀₀-Y₂₄₀₀、ΔY₁₂₀＝Y₁₂₀-Y₂₄₀₀。

第三步，在第二步骤的基础上，首先，按照图3c所示将电容式电压互感器200的一次侧高端(P1端子)与中压电容低端(N端子)短接接地，计量绕组高端(1a端子)、计量绕组低端(1n端子)、测量绕组高端(2a端子)、测量绕组低端(2n子)分别与电容式电压互感器误差测试装置100的二次计量高端(aa1端子)、二次计量低端(xn1端子)、二次测量高端(aa2端子)、二次测量低端(xn2端子)对应连接。

电容式电压互感器误差测试装置100的微处理器140通过可编程逻辑器件150及多路驱动芯片160输出具有驱动能力的控制信号至控制继电器组110，控制继电器组110的继电器JD12、JD13、JD14、JD15、JD16的常开触点闭合，其余继电器的常开触点断开。此时，微处理器140经由直接数字频率合成器170、功放单元171、控制继电器组110的SLI1、SLI2端子、电流转换单元173输出电流信号至控制继电器组110的SLO1、SLO2端子，电流信号值为电容式电压互感器误差测试装置100的计量绕组二次额定负荷除于额定电压值.微处理器140经由第二I/V转换单元115、第二取样单元116、第二放大单元117、第二滤波单元118及模数转换单元130获取来自控制继电器组110的a1、x1的电流信号I21，经由第一取样单元112、第一放大单元113、第二滤波单元114及模数转换单元130获取来自控制继电器组110的D2、K2端子的电压信号U21。

然后，电容式电压互感器误差测试装置100的微处理器140通过可编程逻辑器件150及多路驱动芯片160输出控制信号至控制继电器组110，控制继电器组110的继电器JD12、JD13、JD14、JD15、JD17的常开触点闭合，其余继电器的常开触点断开。此时，微处理器140经由直接数字频率合成器170、功放单元171、控制继电器组110的SLI1、SLI2端子、电流转换单元173输出电流信号至控制继电器组110的SLO1、SLO2端子，电流信号值为电容式电压互感器误差测试装置100的测量绕组二次额定负荷除于额定电压值。微处理器140经由第二I/V转换单元115、第二取样单元116、第二放大单元117、第二滤波单元118及模数转换单元130获取来控制继电器组110的a1、x1的电流信号I22，经由第一取样单元112、第一放大单元113、第二滤波单元114及模数转换单元130获取来自控制继电器组110的D2、K2端子的电压信号U22。

最后，如图3d，将电容式电压互感器200的一次侧高端(P1端子)与中压电容低端(N端子)的接线断开，将计量绕组高端(1a端子)与计量绕组低端(1n端子)短接。

电容式电压互感器误差测试装置100的微处理器140通过可编程逻辑器件150及多路驱动芯片160输出具有驱动能力的控制信号至控制继电器组110，控制继电器组110的继电器JD12、JD13、JD14、JD15、JD17的常开触点闭合，其余继电器的常开触点断开。此时，微处理器140经由直接数字频率合成器170、功放单元171、控制继电器组110的SLI1、SLI2端子、电流转换单元173输出电流信号至控制继电器组110的SLO1、SLO2端子，电流信号值为电容式电压互感器误差测试装置100的测量绕组二次额定负荷除于额定电压值。微处理器140经由第二I/V转换单元115、第二取样单元116、第二放大单元117、第二滤波单元118及模数转换单元130获取来自控制继电器组110的a1、x1的电流信号I23，经由第一取样单元112、第一放大单元113、第二滤波单元114及模数转换单元130获取来自控制继电器组110的D2、K2端子的电压信号U23；根据所述电流信号I23和电压信号U23计算出电容式电压互感器的一次折算二次内阻抗Z1’＝((U21/I21)+(U22/I22)+(U23/I23))/2、计量绕组内阻抗Z2＝(U21/I21)-Z1’，进而获得负载误差值

其中Y1、Y2分别为电容式电压互感器200铭牌上注明的计量绕组、测量绕组的负载值。

第四步，微处理器140按式(1)-式(3)分别计算出电容式电压互感器200的50HZ下规程点80％、100％、120％的空载误差：

${\widetilde{\mathrm{\ϵ}}}_{k80}={\widetilde{\mathrm{\ϵ}}}_{k2400}+{\mathrm{\ΔY}}_{80}\×{Z_1}^{,}---\left(1\right)$

${\widetilde{\mathrm{\ϵ}}}_{k100}={\widetilde{\mathrm{\ϵ}}}_{k2400}+{\mathrm{\ΔY}}_{100}\×{Z_1}^{,}---\left(2\right)$

${\widetilde{\mathrm{\ϵ}}}_{k120}={\widetilde{\mathrm{\ϵ}}}_{k2400}+{\mathrm{\ΔY}}_{120}\×{Z_1}^{,}---\left(3\right)$

第五步，微处理器140按式(4)-式(6)分别计算出电容式电压互感器200的50HZ下规程点80％、100％、120％的总误差：

${\widetilde{\mathrm{\ϵ}}}_{80}={\widetilde{\mathrm{\ϵ}}}_{k80}+{\widetilde{\mathrm{\ϵ}}}_f---\left(4\right)$

${\widetilde{\mathrm{\ϵ}}}_{100}={\widetilde{\mathrm{\ϵ}}}_{k100}+{\widetilde{\mathrm{\ϵ}}}_f---\left(5\right)$

${\widetilde{\mathrm{\ϵ}}}_{120}={\widetilde{\mathrm{\ϵ}}}_{k120}+{\widetilde{\mathrm{\ϵ}}}_f---\left(6\right)$

由上述技术方案可知，本电容式电压互感器误差测试装置通过控制继电器组、标准感分单元、第一I/V转换单元、第一取样单元、第一放大单元、第一滤波单元、第二I/V转换单元、第二取样单元、第二放大单元、第二滤波单元、模数转换单元、微处理器、可编程逻辑器件、多路驱动芯片、直接数字频率合成器、功放单元、电压转换单元和电流转换单元等，无需升压装置(升压变压器、调谐电感、调谐电容)、测差回路(标准电压互感器、校验仪)等设备即可完成电容式电压互感器误差的现场测试，因而测试过程接线简单、测试准确度高、装置构成简单、安装简易、搬运容易，且满足互感器检定规程的要求。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (7)

1.一种电容式电压互感器误差测试装置，包括：

微处理器；

依次串联的可编程逻辑器件和多路驱动芯片，所述可编程逻辑器件的输入端连接所述微处理器的第一输出端；

直接数字频率合成器，所述直接数字频率合成器的输入端连接所述微处理器的第二输出端；

功放单元，所述功放单元的输入端连接所述直接数字频率合成器的输出端；

控制继电器组，所述控制继电器组的控制端组连接所述多路驱动芯片的第一输出端，第一输入端组连接所述功放单元的输出端，第一、第二、第三、以及第四输出端组均连接所述微处理器的输入端；

电压转换单元，所述电压转换单元的输入端连接所述控制继电器组的第五输出端组，第一输出端连接所述控制继电器组的第二输入端组；

标准感分单元，所述标准感分单元的输入端连接所述电压转换单元的第二输出端，输出端连接所述控制继电器组的第三输入端组；

电流转换单元，所述电流转换单元的输入端连接所述控制继电器组的第六输出端组，输出端连接所述控制继电器组的第四输入端组。

2.如权利要求1所述的电容式电压互感器误差测试装置，其特征在于，还包括：

第一电流/电压转换单元，所述第一电流/电压转换单元的输入端连接所述控制继电器组的第一输出端组，输出端连接所述微处理器的输入端；以及

第二电流/电压转换单元，所述第二电流/电压转换单元的输入端连接所述控制继电器组的第三输出端组，输出端连接所述微处理器的输入端。

3.如权利要求2所述的电容式电压互感器误差测试装置，其特征在于，还包括：

第一取样单元，所述第一取样单元的第一输入端连接所述第一电流/电压转换单元的输出端，第二输入端连接所述控制继电器组的第二输出端组，输出端连接所述微处理器的输入端；以及

第二取样单元，所述第二取样单元的第一输入端连接所述第二电流/电压转换单元的输出端，第二输入端连接所述控制继电器组的第四输出端组，输出端连接所述微处理器的输入端。

4.如权利要求3所述的电容式电压互感器误差测试装置，其特征在于，还包括：

第一放大单元，所述第一放大单元的输入端连接所述第一取样单元的输出端，控制端连接所述多路驱动芯片的第二输出端，输出端连接所述微处理器的输入端；以及

第二放大单元，所述第二放大单元的输入端连接所述第二取样单元的输出端，控制端连接所述多路驱动芯片的第三输出端，输出端连接所述微处理器的输入端。

5.如权利要求4所述的电容式电压互感器误差测试装置，其特征在于，还包括：

第一滤波单元，所述第一滤波单元的输入端连接所述第一放大单元的输出端；

第二滤波单元，所述第二滤波单元的输入端连接所述第二放大单元的输出端；以及

模数转换单元，所述模数转换单元的输入端连接所述第一滤波单元的输出端以及所述第二滤波单元的输出端，输出端连接所述微处理器的输入端。

6.如权利要求1所述的电容式电压互感器误差测试装置，其特征在于，

所述控制继电器组包括18个继电器，每个继电器的线圈一端接12V正电源，另一端分别连接所述控制端组，

其中，第一继电器的第一常开触点组分别连接第一输入端组的第一输入端和第五输出端组的第一输出端，第二常开触点组分别连接第一输入端组的第二输入端和第五输出端组的第二输出端；第二继电器的第一常开触点组分别连接分压电容末端和一次低端；第三继电器的第一常开触点组分别连接一次低端和接地端子；第四继电器的第一常开触点组分别连接接地端子和第一输出端组的第一输出端，第二常开触点组分别连接一次低端和第一输出端组的第二输出端；第五继电器的第一常开触点组分别连接第二输入端组的第一输入端和接地端子，第二常开触点组分别连接第二输入端组的第二输入端与一次侧高端；第六继电器的第一常开触点组分别连接第三输入端组的第一输入端和第四输出端组的第一输出端，第二常开触点组分别连接第三输入端组的第二输入端和第四输出端组的第二输出端；第七继电器的第一常开触点组分别连接第三输入端组的第一输入端和第一二次输出端，第二常开触点组分别连接第三输入端组的第二输入端和第二输出端组的第二输出端；第八继电器的第一常开触点组分别连接第二二次输出端和第二输出端组的第一输出端；第九继电器的第一常开触点组的一个触点连接第一输入端组的第一输入端，第二常开触点组分别连接第一输入端组的第二输入端和第二二次输出端；第十继电器的第一常开触点组分别连接第一二次输出端和第一输出端组的第一输出端，第二常开触点组分别连接第九继电器的第一常开触点组的另一个触点和第一输出端组的第二输出端；第十一继电器的第一常开触点组分别连接第一输入端组的第一输入端和第四输出端组的第一输出端，第二常开触点组分别连接第一输入端组的第二输入端和第四输出端组的第二输出端；第十二继电器的第一常开触点组分别连接第一输入端组的第一输入端和第六输出端组的第一输出端，第二常开触点组分别连接第一输入端组的第二输入端和第六输出端组的第二输出端；第十三继电器的第一常开触点组的一个触点连接第四输入端组的第一输出端，第二常开触点组分别连接第四输入端组的第二输出端和第二二次输出端；第十四继电器的第一常开触点组分别连接第十三继电器的第一常开触点组的另一个触点和第三输出端组的第一输出端，第二常开触点组分别连接第一二次输出端和第三输出端组的第二输出端；第十五继电器的第一常开触点组分别连接第三输出端组的第二输出端和第二输出端组的第二输出端，第二常开触点组分别连接第二二次输出端和第二输出端组的第一输出端；第十六继电器的第一常开触点组分别连接第一二次输出端和二次计量高端，第二常开触点组分别连接第二二次输出端和二次计量低端；第十七继电器的第一常开触点组分别连接第一二次输出端和二次测量高端，第二常开触点组分别连接第二二次输出端和二次测量低端；第十八继电器的第一常开触点组分别连接接地端子和第四输出端组的第二输出端，第二常开触点组分别连接一次侧高端和第四输出端组的第一输出端。

7.如权利要求1所述的电容式电压互感器误差测试装置，其特征在于，所述标准感分单元具有4个变比组合，分别为350、1100、2200、5000。

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