CN104569896B - 一种电子式电流互感器采集单元数字信号配置方法 - Google Patents
一种电子式电流互感器采集单元数字信号配置方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104569896B CN104569896B CN201410757955.1A CN201410757955A CN104569896B CN 104569896 B CN104569896 B CN 104569896B CN 201410757955 A CN201410757955 A CN 201410757955A CN 104569896 B CN104569896 B CN 104569896B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- collecting unit
- mutual inductor
- current
- digital signal
- configuration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000005350 ferromagnetic resonance Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电子式电流互感器采集单元数字信号配置方法,利用待配置的电流互感器采集单元测量不同档位额定一次电流的标准值IX,得到与其成函数关系的数字量f(I)X,再根据公式f(I)X·K0·KX=E使该采集单元输出数字信号额定值E,K0为第一级配置系数,KX为与不同档位额定一次电流相对应的第二级配置系数,X表示不同的档位;根据该电流互感器所应用的场合,将对应的K0和KX作为固定参数配置到该互感器中。本发明的双重配置方法可保证标准电流互感器在不同档位额定一次电流测量的高精度,同时在出现问题时可以在保证精度要求下更方便地更换采集单元的电子回路,只需调整与更换后的采集单元相适应的精度配置系数K0即可,不必重复测算不同档位的档位系数KX,实现自适应校准。
Description
技术领域
本发明属于智能变电站领域,涉及一种电子式电流互感器采集单元数字信号配置方法。
背景技术
随着智能电网的发展,电子式电流互感器作为智能变电站中的关键设备,得到了越来越广泛的应用,其稳定性及可靠性关系到智能电网的健康、快速、稳健发展,受到了电力行业内越来越广泛的关注。
电子式电流互感器多采用新型传感器传变作一次电流信号,如罗氏线圈、LPCT、磁光玻璃、保偏光纤等。目前,电子式电流互感器的准确度校验是以传统方法为基础,即以含铁芯的传统标准电流互感器作为标准源,采用对铁芯绕组抽头引线的方式满足不同档位额定一次电流的测量,通过电子式互感器校验仪内部的模数转换模块,将其输出的模拟信号装换为数字信号,再与被测电子式互感器的数字信号进行比对,得出误差及相差数据。这种采用铁芯式标准电流互感器的校验方式存在铁磁谐振及铁磁饱和缺陷、增容困难、二次接线繁琐以及二次开路高压危险等问题。
随着工业技术的不断进度,采用先进的工艺方法及多层屏蔽技术,罗氏线圈在小量程条件下传变精度即可达到0.02级,因其还具有测量范围广,频带响应宽等优势,使基于罗氏线圈的电子式电流互感器在新一代智能变电站得到了越来越广泛的应用。而为保证罗氏线圈精度无损,不易采用抽头接线方式来实现罗氏线圈对不同额定一次电流测量,那么就需要通过调整采集单元内部配置,实现罗氏线圈对不同额定一次电流的测量。
发明内容
本发明的目的是提供一种电子式电流互感器采集单元数字信号配置方法,以满足采用标准罗氏线圈对不同额定一次电流进行测量时的精度及稳定性的要求。
为了实现以上目的,本发明所采用的技术方案是:一种电子式电流互感器采集单元数字信号配置方法,包括如下步骤:
(1)利用待配置的电流互感器采集单元测量不同档位额定一次电流的标准值IX,得到与其成函数关系的数字量f(I)X,再根据公式f(I)X·K0·KX=E使该采集单元输出数字信号额定值E,其中,K0为第一级配置系数,KX为与不同档位额定一次电流相对应的第二级配置系数,X表示不同的档位;
(2)根据该电流互感器所应用的场合,将对应的K0和KX作为固定参数配置到该互感器中。
第一级配置系数K0通过精度校准方法得出。
将根据公式f(I)·K0·KX=E得到的各档位对应的第二级配置系数KX存储于工控机中,在对不同档位的额定一次电流进行测量时,由工控机通过光电转换单元固化到对应采集单元中。
采用罗氏线圈标准电流互感器代替电磁式标准电流互感器进行电子式互感器的校验时,由于罗氏线圈内部无铁芯,不受铁磁谐振及磁饱和效应影响,动态宽,测量范围广,且传变精度高、抗外磁场干扰能力强。但是对该罗氏线圈标准电流互感器的标定仍采用之前传统抽头式铁芯标准互感器的方法,标定时的配置系数只有一个,但是采集单元的电子回路包括了滤波、差分、积分、A/D采样等多个部分,容易发生故障,一旦电子回路出现故障就必须更换,更换后就需要对该标准电流互感器重新进行标定,对配置系数进行调整。如果不重新进行标定,就会影响该标准电流互感器的精度。
我们深入研究分析这个问题,发现原因出在配置系数上,实际上电子电路的测量精度受两方面因素的制约,一个是精度配置系数,另一个是实际档位系数。基于此,本发明提出对采集单元的双重配置方式,通过配置系数K0和KX使输出数字信号额定值为一额定值,第一级配置可以调整采集单元精度,使其自身准确度达到0.02级,第二级配置用于调整不同额定一次电流档位条件下采集单元与之相匹配。双重配置可保证标准电流互感器在不同档位额定一次电流测量的高精度,同时在出现问题时可以在保证精度要求下更方便地更换采集单元的电子回路,只需调整与更换后的采集单元相适应的精度配置系数K0即可,不必重复测算不同档位的档位系数KX,实现自适应校准,使用较为方便。
相对一个配置系数而言,双重配置的优点在于:(1)由于不同的电子回路自身器件存在误差,一级配置系数K0可保证不同的电子回路在处理相同的模拟信号时能够得出一个恒定的数字信号,即保证不同电子回路的一致性,适用于批量生产,以及在故障时更换电子回路后无需更改二级配置系数Kn,自适应校准;(2)二级配置系数KX实现了不同一次电流的宽范围测量,保证不同档位高精度要求;(3)两个配置系数相比于一个配置系数更灵活、操作性也更强,可满足作为标准电流互感器的高精度要求。
附图说明
图1为双重配置***原理图;
图2为双重配置可调采集单元数字信号处理流程图;
图3为人机程序界面示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
本发明的电子互感器采集单元配置方法一般应用于基于罗氏线圈标准电流互感器的电子式互感器校验***中,该校验***包括穿过升流器的一次导体,一次导体上穿设有用于采集检测其电流的罗氏线圈标准电流互感器和被测电子式电流互感器,罗氏线圈标准电流互感器和被测电子式电流互感器的信号输出端通过计量用合并单元与模/数双标准信号接入型电子互感器校验仪连接,该***内部传输信号全部为数字信息,准确度可达到0.05级,满足相关计量标准对标准互感器准确度要求。
本发明的罗氏线圈标准电流互感器由标准罗氏线圈和双重配置可调采集单元组成,采用标准罗氏线圈作为标准源,传变精度达到0.02级。依据法拉第电磁感应原理,标准罗氏线圈产生与额定一次被测电流成比例的模拟电压信号。通过提高线圈绕线工艺水平和多层屏蔽技术,标准罗氏线圈为后续采集单元提供高精度的模拟电压信号输入源,额定电流范围可由几安培到几万安培不等。
该校验***的工作原理和过程如下:罗氏线圈标准电流互感器实现额定一次电流转换为标准数字信号的功能;数字信号经光纤传输到计量用合并单元,转换为符合IEC61850-9-2-LE通讯规约的计量数字信号;计量数字信号输入到模/数双标准信号接入型电子互感器校验仪,将标准罗氏线圈电流互感器数字信号与被测电子式互感器数字信号进行比对,可实现对被测电子式电流互感器比差、相差准确度校验。
如图1所示为本发明的电子式电流互感器采集单元数字信号双重配置***原理图,采用该***对通过采集单元将标准电流互感器的模拟信号转换的数字信号进行双重配置,其配置过程包括如下步骤:
(1)利用待配置的电流互感器采集单元测量不同档位额定一次电流的标准值IX,得到与其成函数关系的数字量f(I)X,再根据公式f(I)X·K0·KX=E使该采集单元输出数字信号额定值E,其中,K0为第一级配置系数,KX为与不同档位额定一次电流相对应的第二级配置系数,X表示不同的档位,取值为1~n。采集单元的第一级配置用于提高采集单元的精度,使采集单元自身准确度达到0.02级;第二级配置为参数可调型输入,用于完成采集单元数字量比例调整,满足不同额定一次电流条件下的准确度校准,使不同额定一次电流档位条件下采集单元与之相匹配。
如图2所示,双重配置可调采集单元的硬件部分主要由滤波回路、差分回路、积分回路、双A/D采样回路组成,将标准罗氏线圈输出的模拟信号转化为数字信号后,输出与额定一次电流I成函数关系的数字量f(I),再通过配置软件对采集单元的两级系数进行固化调整,输出标准数字信号。
本实施例的比差最小调节步长为0.01%,相差最小调节步长为1分。其中,第一级配置系数K0针对每一采集单元为一定值,通过精度校准方法得出,并在出厂前固化于对应采集单元的内部。
第二级配置系数KX是与不同档位的额定一次测试电流所对应的唯一的匹配参数,其计算过程如下:这里取数字信号额定值E为11585,根据公式f(I)X·K0·KX=11585,可得:
(2)根据该电流互感器所应用的场合,将对应的K0和KX作为固定参数配置到该互感器中。
一般是将根据公式f(I)·K0·KX=E得到的各档位对应的第二级配置系数KX存储于工控机中。在对不同档位的额定一次电流进行测量时,通过选择工控机上人机程序界面电流测试档位,调用工控机中存储的配置参数,将其通过光电转换单元固化到待配置的互感器采集单元中,在测试过程中针对不同额定一次电流档位的一键快速切换。
如图3所示,工控机的人机程序界面采用基于LABVIEW的图形化软件程序编写,可配置从安培到几万安培不同一次电流测试档位选择键和功能菜单键,“调试压板”实现软件初始化;“固化配置”实现系数在采集单元中固化;“打开通讯口”实现端口匹配;“退出”为结束本次测试。该操作界面直接面向用户,简单易操作。光电转换单元主要由光电信号转换回路构成,通过光电信号转换和传输完成双重配置可调采集单元和工控机数据通讯,实现对采集单元中系数的调配。
以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想,不能以此限制本发明,对于本领域的技术人员,凡是依据本发明的思想,对本发明进行修改或者等同替换,在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种电子式电流互感器采集单元数字信号配置方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)利用待配置的电流互感器采集单元测量不同档位额定一次电流的标准值IX,得到与其成函数关系的数字量f(I)X,再根据公式f(I)X·K0·KX=E使该采集单元输出数字信号额定值E,其中,K0为第一级配置系数,KX为与不同档位额定一次电流相对应的第二级配置系数,X表示不同的档位;
(2)根据该电流互感器所应用的场合,将对应的K0和KX作为固定参数配置到该互感器中;
第一级配置系数用于提高采集单元的精度;第二级配置系数为参数可调型输入,用于完成采集单元数字量比例调整,满足不同额定一次电流条件下的准确度校准,使不同额定一次电流档位条件下采集单元与所述第二级配置系数相匹配。
2.根据权利要求1所述的电子式电流互感器采集单元数字信号配置方法,其特征在于,第一级配置系数K0通过精度校准方法得出。
3.根据权利要求1或2所述的电子式电流互感器采集单元数字信号配置方法,其特征在于,将根据公式f(I)·K0·KX=E得到的各档位对应的第二级配置系数KX存储于工控机中,在对不同档位的额定一次电流进行测量时,由工控机通过光电转换单元固化到对应采集单元中。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410757955.1A CN104569896B (zh) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | 一种电子式电流互感器采集单元数字信号配置方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410757955.1A CN104569896B (zh) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | 一种电子式电流互感器采集单元数字信号配置方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104569896A CN104569896A (zh) | 2015-04-29 |
CN104569896B true CN104569896B (zh) | 2018-06-15 |
Family
ID=53086417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410757955.1A Expired - Fee Related CN104569896B (zh) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | 一种电子式电流互感器采集单元数字信号配置方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104569896B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106526518B (zh) * | 2016-10-27 | 2019-01-25 | 中国西电电气股份有限公司 | 一种罗氏线圈比例系数的准确度和线性度的校准方法 |
CN112782575B (zh) * | 2020-12-27 | 2021-12-14 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂) | 断路器用电流测量装置及其维护校正方法、智能断路器 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101216542A (zh) * | 2007-01-06 | 2008-07-09 | 赵化宾 | 一种电流检测装置和校准方法 |
CN201392393Y (zh) * | 2009-03-23 | 2010-01-27 | 平高集团有限公司 | 互感器误差测试装置 |
US8073642B2 (en) * | 2004-10-18 | 2011-12-06 | Electro Industries/Gauge Tech | System and method for compensating for potential and current transformers in energy meters |
CN102298131A (zh) * | 2011-05-19 | 2011-12-28 | 国网电力科学研究院 | 电流互感器谐波特性测量方法及装置 |
CN103336262A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-10-02 | 中国电力科学研究院 | 一种互感器在线带电校准装置 |
DE102012105046A1 (de) * | 2012-06-12 | 2013-12-12 | Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh | Referenzmesssystem zum Kalibrieren eines Leistungsmesssystems für Leistungstransformatoren |
CN103605038A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-02-26 | 国家电网公司 | 一种电子式电流互感器的保护级误差检测校验*** |
-
2014
- 2014-12-11 CN CN201410757955.1A patent/CN104569896B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8073642B2 (en) * | 2004-10-18 | 2011-12-06 | Electro Industries/Gauge Tech | System and method for compensating for potential and current transformers in energy meters |
CN101216542A (zh) * | 2007-01-06 | 2008-07-09 | 赵化宾 | 一种电流检测装置和校准方法 |
CN201392393Y (zh) * | 2009-03-23 | 2010-01-27 | 平高集团有限公司 | 互感器误差测试装置 |
CN102298131A (zh) * | 2011-05-19 | 2011-12-28 | 国网电力科学研究院 | 电流互感器谐波特性测量方法及装置 |
DE102012105046A1 (de) * | 2012-06-12 | 2013-12-12 | Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh | Referenzmesssystem zum Kalibrieren eines Leistungsmesssystems für Leistungstransformatoren |
CN103336262A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-10-02 | 中国电力科学研究院 | 一种互感器在线带电校准装置 |
CN103605038A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-02-26 | 国家电网公司 | 一种电子式电流互感器的保护级误差检测校验*** |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
基于CS5460A的数字电表的校准及修调;不详;《百度文库》;20110911;正文第1-3部分 * |
基于Rogowski线圈的电流互感器校验研究;康志林;《电气传动自动化》;20080630;第48-50页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104569896A (zh) | 2015-04-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104569897B (zh) | 一种基于标准罗氏线圈的电子式电流互感器校验*** | |
CN201444193U (zh) | 用于数字化电能计量装置的综合误差检验装置 | |
CN103207379B (zh) | 电流互感器直流偏磁误差特性测量方法及装置 | |
CN103018704B (zh) | 一种仪用电压互感器的校正方法 | |
WO2013004042A1 (zh) | 电压互感器串联加法校验方法及装置 | |
CN104330760B (zh) | 高压电流互感器和该互感器的误差测试***及方法 | |
CN101806876A (zh) | 电子式互感器校验*** | |
CN103823100B (zh) | 一种高准确度电流比较仪及自校验方法 | |
CN103018703A (zh) | 一种用于精密交流电流测量的电流/电压变换的溯源方法 | |
CN103913715B (zh) | 高压计量箱误差检定***及误差检定方法 | |
CN204405824U (zh) | 基于标准罗氏线圈的电子式电流互感器校验*** | |
CN110780257A (zh) | 一种基于标准源的直流电流互感器检测***及检测方法 | |
CN104569896B (zh) | 一种电子式电流互感器采集单元数字信号配置方法 | |
CN103197274B (zh) | 电流互感器的交流大电流校验***及方法 | |
CN106124823B (zh) | 基于fpga和电压控制电流源的全自动流比器高压电桥 | |
CN201757779U (zh) | 电子式互感器校验仪 | |
CN106291034B (zh) | 可自校准电阻分压器 | |
CN104076226B (zh) | 基于电压差值和电流差值测量变压器能效的装置及方法 | |
CN103235279A (zh) | 一种电子互感器输出校验装置 | |
CN106526518B (zh) | 一种罗氏线圈比例系数的准确度和线性度的校准方法 | |
CN205263293U (zh) | 基于电流比较仪的电流互感器检定自动调零检零装置 | |
CN113030622A (zh) | 一种基于自校准的互感器综合特性自动测试装置 | |
CN2916652Y (zh) | 电能计量柜检验装置 | |
CN110764041A (zh) | 一种基于稳压标准源的直流电压互感器检测***及检测方法 | |
CN102129032A (zh) | 变压器有载分接开关测试仪 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180615 Termination date: 20191211 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |