CN106932746A - 一种电子式电流互感器性能试验***及方法 - Google Patents

一种电子式电流互感器性能试验***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电子式电流互感器性能试验***及方法，包括一次侧串联的标准电流互感器、测试电子式电流互感器，还包括采样率自适应模块和合并单元模块；采样率自适应模块的输入端与测试电子式电流互感器的输出端相连，合并单元模块的输入端分别标准电流互感器和采样率自适应模块的输出端相连。本发明通过同时接入混合采样差动保护的电磁式电流互感器和测试电子式电流互感器采样回路，以电磁式电流互感器为基准完成混合采样差动回路延时测试，用于UPFC保护中的延时补偿。

Description

一种电子式电流互感器性能试验***及方法
技术领域
本发明属于柔性直流输电技术领域，具体涉及一种电子式电流互感器性能试验***及方法。
背景技术
直流电子式互感器是测量柔性直流输电***电压的重要设备，其测量性能关系到柔性直流输电***的安全稳定运行。良好的现场试验设备，有助于提升直流电压互感器试验效率，保证柔性直流输电***安全稳定运行。
当前的现场试验，测试方法主要是一次通流试验，在一次侧通入大小不同的电流，测试直流电子式互感器的精度、延时特性，需要针对精度和延时特性测试进行多次接线，重复测量，增加了工作量，也对现场管理提出了非常高的要求。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种电子式电流互感器性能试验***及方法，将准确度校验和延时测量接入同一回路，逐步升高一次侧电流，减少了重复接线，方便了现场管理，提高了测试效率。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种电子式电流互感器性能试验***，包括一次侧串联的标准电流互感器、测试电子式电流互感器，还包括采样率自适应模块和合并单元模块；
所述标准电流互感器、测试电子式电流互感器均设有同步信号接入口，用于接入同步信号；
所述采样率自适应模块的输入端与测试电子式电流互感器的输出端相连，所述合并单元模块的输入端分别标准电流互感器和采样率自适应模块的输出端相连；
采样率自适应模块接收测试电子式电流互感器输出的采样值报文，并判断出测试电子式电流互感器的采样率；然后连同采样率和采样值报文一起传送到合并单元模块；
标准电流互感器输出采样值报文到合并单元模块；
合并单元根据接收到的采样率，将测试电子式电流互感器输出的采样值报文与标准电流互感器输出的采样值报文进行比较，以标准电流互感器的测量值为标准值，计算测试电子式互感器相对该标准值的相对误差，对被测试电子式电流互感器的精度进行校验。
进一步地，所述的一种电子式电流互感器性能试验***，还包括电磁式电流互感器和延时补偿模块；
所述电磁式电流互感器的一次侧与测试电子式电流互感器的一次侧串联；所述电磁式电流互感器和测试电子式电流互感器的输出端分别与时延补偿模块的输入端相连；
所述电磁式电流互感器设有同步信号接入口，用于接入同步信号；
延时补偿模块将接收到的测试电子式电流互感器输出的采样值报文的时间与电磁式电流互感器输出的实时模拟量的时间进行比较，测试电子式互感器采样值报文相对电磁互感器输出的模拟量的采样延时为Δt，作为使用时的延时补偿，当使用测试电子式电流互感器测得的数据时，其时间戳需要向前补偿Δt。
进一步地，所述标准电流互感器、测试电子式电流互感器和电磁式电流互感器均通过测量其内部设置的无感电阻上的电压，得到测量电流值。
进一步地，所述采样率自适应模块为采样率判断模块，用来判断测试电子式电流互感器的实际采样率。
进一步地，所述采样率自适应模块判断测试电子式电流互感器实际采样率的具体判断过程为：
自测试开始后第一次接收到数据的时刻，开始计时；
在20us点若接收到数据，则判定采样率为50kHz采样率，采样率判断过程结束；
若未在20us点接收到数据，则在40us点再次进行判断，若接收到数据，则说明前一次发生了丢帧，判定采样率为50kHz，采样率判断过程结束；
若未在40us点接收到数据，则判定为采样率为10kHz，采样率判断过程结束。
一种电子式电流互感器性能试验方法，包括以下步骤：
向标准电流互感器、测试电子式电流互感器输入同步信号；
测试电子式电流互感器输出采样值报文至采样率自适应模块，采样率自适应模块判断出采样率后，将该采样率和接收到的采样值报文发送给合并单元模块；同时，标准电流互感器输出采样值报文至合并单元模块；
合并单元模块根据接收到的采样率，将测试电子式电流互感器输出的采样值报文与标准电流互感器输出的采样值报文进行比较，以标准电流互感器的测量值为标准值，对试测试电子式电流互感器的精度进行校验。
进一步地，所述的一种电子式电流互感器性能试验方法，还包括：向测试电子式电流互感器和电磁式电流互感器输入同步信号；
电磁式电流互感器输出模拟量到延时补偿模块，测试电子式电流互感器输出采样值报文至延时补偿模块；
延时补偿模块将接收到的测试电子式电流互感器输出的采样值报文的时间与电磁式电流互感器输出的实时模拟量的时间进行比较，测试电子式互感器采样值报文相对电磁互感器输出的模拟量的采样延时为Δt，作为使用时的延时补偿，当使用测试电子式电流互感器测得的数据时，其时间戳需要向前补偿Δt。
进一步地，所述的一种电子式电流互感器性能试验方法，还包括以下步骤：改变一次侧通入电流，在拟定的比率点记录测试电子式电流互感器的精度和测试电子式电流互感器的采样延时量Δt。
进一步地，所述向标准电流互感器、测试电子式电流互感器输入的同步信号与电磁式电流互感器输入的同步信号由同一个信号发生器产生。
进一步地，所述采样率自适应模块判断测试电子式电流互感器实际采样率的具体判断过程为：
自测试开始后第一次接收到数据的时刻，开始计时；
在20us点若接收到数据，则判定采样率为50kHz采样率，采样率判断过程结束；
若未在20us点接收到数据，则在40us点再次进行判断，若接收到数据，则说明前一次发生了丢帧，判定采样率为50kHz，采样率判断过程结束；
若未在40us点接收到数据，则判定为采样率为10kHz，采样率判断过程结束。
本发明的有益效果：
本发明通过采样率自适应模块测量测试电子式电流互感器采样值报文的到达时间，自适应10kHz及50kHz采样率数据输入，合并单元模块根据采样率，完成采样值报文的解析；当将本发明应用到UPFC***中时，结合UPFC***电流互感器现场一次通流试验，依托标准电流互感器作为基准，进行高精度模拟量采集，通过测量高精度低温度系数的无感电阻上的电压实现I/V精密转换，从0开始逐渐升高一次侧通入电流至额定值，在不同比率点计算UPFC交直流电子式互感器相对误差，实现准确度校验；通过同时接入混合采样的电磁式电流互感器和测试电子式电流互感器采样回路，以电磁式电流互感器为基准，完成混合采样差动回路延时测试，用于UPFC保护中的延时补偿。
本发明将准确度校验和延时测量接入同一回路，逐步升高一次侧电流，减少了重复接线，方便了现场管理，提高了测试效率。
附图说明
图1为分流电阻型OCT的一次回路原理图；
图2为电流互感器及分流电阻型OCT的一次回路原理图；
图3为罗氏线圈及分流电阻型OCT的一次回路原理图；
图4为电子式电流互感器性能试验***的原理示意图；
图5为采样率自适应模块的判断过程流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1-3所示，分别为现有技术中分流电阻型OCT、电流互感器及分流电阻型OCT、罗氏线圈及分流电阻型OCT的一次回路原理图。采样数据通过光纤转换回路或者OIB远端模块输出；不同原理的电子式互感器采样延时有所差异，在保护应用中，需要进行延时补偿。
实施例一
如图4所示，一种电子式电流互感器性能试验***，包括一次侧串联的标准电流互感器、测试电子式电流互感器，还包括采样率自适应模块和合并单元模块；
所述标准电流互感器、测试电子式电流互感器均设有同步信号接入口，用于接入同步信号；
所述采样率自适应模块的输入端与测试电子式电流互感器的输出端相连，所述合并单元模块的输入端分别标准电流互感器和采样率自适应模块的输出端相连；
采样率自适应模块接收测试电子式电流互感器输出的采样值报文，并判断出测试电子式电流互感器的采样率；然后连同采样率和采样值报文一起传送到合并单元模块；
标准电流互感器输出采样值报文到合并单元模块；
合并单元根据接收到的采样率，将测试电子式电流互感器输出的采样值报文与标准电流互感器输出的采样值报文进行比较，以标准电流互感器的测量值为标准值，计算测试电子式电流互感器的采样值的相对误差，从而实现对其精度进行校验。
优选地，所述标准电流互感器、测试电子式电流互感器和电磁式电流互感器均通过测量其内部设置的无感电阻上的电压，得到测量电流值。
所述采样率自适应模块为采样率判断模块，用来判断测试电子式电流互感器的实际采样率。
目前，依据国家标准，电子式互感器采用的采样率为10kHz或者50kHz，因此，如图5所示，本实施例中所述的采样率自适应模块判断测试电子式电流互感器实际采样率的具体判断过程为：
当接收到第一点的数据后，开始计时；
自测试开始后第一次接收到数据的时刻，开始计时；
在20us点若接收到数据，则判定采样率为50kHz采样率，采样率判断过程结束；
若未在20us点接收到数据，则在40us点再次进行判断，若接收到数据，则说明前一次发生了丢帧，判定采样率为50kHz，采样率判断过程结束；
若未在40us点接收到数据，则判定为采样率为10kHz，采样率判断过程结束。
本实施例的方案，通过采样率自适应模块测量测试电子式电流互感器采样值报文的到达时间，自适应10kHz及50kHz采样率数据输入，合并单元模块根据采样率，完成采样值报文的解析；当将本发明应用到UPFC***中时，结合UPFC***电流互感器现场一次通流试验，依托标准电流互感器作为基准，进行高精度模拟量采集，通过测量高精度低温度系数的无感电阻上的电压实现I/V精密转换，从0开始逐渐升高一次侧通入电流至额定值，在不同比率点计算UPFC交直流电子式互感器相对误差，实现准确度校验。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于：
如图4所示，所述的一种电子式电流互感器性能试验***，还包括电磁式电流互感器和延时补偿模块；
所述电磁式电流互感器的一次侧与测试电子式电流互感器的一次侧串联；所述电磁式电流互感器和测试电子式电流互感器的输出端分别时延补偿模块的输入端相连；
所述电磁式电流互感器设有同步信号接入口，用于接入同步信号；
延时补偿模块将接收到的测试电子式电流互感器输出的采样值报文的时间与电磁式电流互感器输出的实时模拟量的时间进行比较，测试电子式电流互感器报文相对电磁式电流互感器输出的模拟量的采样延时量Δt，作为使用该电子式电流互感器的延时补偿，当使用测试电子式电流互感器测得的数据时，其时间戳需要向前补偿Δt。
本实施例中的采样延时量的获取过程中：电磁式电流互感器被看作是无延时的，收到同步信号时，电磁式电流互感器的模拟量输出是即时的，电子式电流互感器的延时为采样延时，作为UPFC保护的延时补偿量。
综上所述：
(1)本实施例的方案通过采样率自适应模块测量测试电子式电流互感器采样值报文的到达时间，自适应10kHz及50kHz采样率数据输入，合并单元模块根据采样率，完成采样值报文的解析；当将本发明应用到UPFC***中时，结合UPFC***电流互感器现场一次通流试验，依托标准电流互感器作为基准，进行高精度模拟量采集，通过测量高精度低温度系数的无感电阻上的电压实现I/V精密转换，从0开始逐渐升高一次侧通入电流至额定值，在不同比率点计算UPFC交直流电子式互感器相对误差，实现准确度校验；通过同时接入混合采样的电磁式电流互感器和测试电子式电流互感器采样回路，以电磁式电流互感器为基准，完成混合采样差动回路延时测试，用于UPFC保护中的延时补偿。
(2)本实施例的方案将准确度校验和延时测量接入同一回路，逐步升高一次侧电流，减少了重复接线，方便了现场管理，提高了测试效率。
实施例三
一种电子式电流互感器性能试验方法，包括以下步骤：
(1)向标准电流互感器、测试电子式电流互感器输入同步信号；
(2)测试电子式电流互感器输出采样值报文至采样率自适应模块，采样率自适应模块判断出采样率后，将该采样率和接收到的采样值报文发送给合并单元模块；标准电流互感器输出采样值报文至合并单元模块；
(3)合并单元模块根据接收到的采样率，将测试电子式电流互感器输出的采样值报文与标准电流互感器输出的采样值报文进行比较，以标准电流互感器的测量值为标准值，对试测试电子式电流互感器的精度进行校验。
优选地，所述的一种电子式电流互感器性能试验方法，还包括：
(4)向测试电子式电流互感器和电磁式电流互感器输入同步信号；
(5)电磁式电流互感器输出模拟量到延时补偿模块，测试电子式电流互感器输出采样值报文至延时补偿模块；
(6)延时补偿模块将接收到的测试电子式电流互感器输出的采样值报文的时间与电磁式电流互感器输出的模拟量的时间进行比较，测试电子式电流互感器报文相对电磁式电流互感器输出的模拟量的采样延时量Δt，作为使用时的延时补偿，当使用测试电子式电流互感器测得的数据时，其时间戳需要向前补偿Δt。
优选地，所述一种电子式电流互感器性能试验方法，还包括步骤(7)：改变一次侧通入电流(一次侧通入电流从0开始到额定电流)，在拟定的比率点记录测试电子式电流互感器的精度和测试电子式电流互感器的采样延时量Δt。
其中，所述向标准电流互感器、测试电子式电流互感器输入的同步信号与电磁式电流互感器输入的同步信号由同一个信号发生器产生，使得标准电流互感器、测试电子式电流互感器和电磁式电流互感器同步。
优选地，所述采样率自适应模块判断测试电子式电流互感器实际采样率的具体判断过程为：
自测试开始后第一次接收到数据的时刻，开始计时；
在20us点若接收到数据，则判定采样率为50kHz采样率，采样率判断过程结束；
若未在20us点接收到数据，则在40us点再次进行判断，若接收到数据，则说明前一次发生了丢帧，判定采样率为50kHz，采样率判断过程结束；
若未在40us点接收到数据，则判定为采样率为10kHz，采样率判断过程结束。
本实施例中的试验方法可以基于实施例一或实施例二中的试验装置实现。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种电子式电流互感器性能试验***，其特征在于：包括一次侧串联的标准电流互感器、测试电子式电流互感器，还包括采样率自适应模块和合并单元模块；
所述标准电流互感器、测试电子式电流互感器均设有同步信号接入口，用于接入同步信号；
所述采样率自适应模块的输入端与测试电子式电流互感器的输出端相连，所述合并单元模块的输入端分别标准电流互感器和采样率自适应模块的输出端相连；
采样率自适应模块接收测试电子式电流互感器输出的采样值报文，并判断出测试电子式电流互感器的采样率；然后连同采样率和采样值报文一起传送到合并单元模块；
标准电流互感器输出采样值报文到合并单元模块；
合并单元根据接收到的采样率，将测试电子式电流互感器输出的采样值报文与标准电流互感器输出的采样值报文进行比较，以标准电流互感器的测量值为标准值，计算测试电子式互感器相对该标准值的相对误差，对被测试电子式电流互感器的精度进行校验。
2.根据权利要求1所述的一种电子式电流互感器性能试验***，其特征在于：还包括电磁式电流互感器和延时补偿模块；
所述电磁式电流互感器的一次侧与测试电子式电流互感器的一次侧串联；所述电磁式电流互感器和测试电子式电流互感器的输出端分别与时延补偿模块的输入端相连；
所述电磁式电流互感器设有同步信号接入口，用于接入同步信号；
延时补偿模块将接收到的测试电子式电流互感器输出的采样值报文的时间与电磁式电流互感器输出的实时模拟量的时间进行比较，测试电子式互感器采样值报文相对电磁互感器输出的模拟量的采样延时为Δt，作为使用时的延时补偿，当使用测试电子式电流互感器测得的数据时，其时间戳需要向前补偿Δt。
3.根据权利要求2所述的一种电子式电流互感器性能试验***，其特征在于：所述标准电流互感器、测试电子式电流互感器和电磁式电流互感器均通过测量其内部设置的无感电阻上的电压，得到测量电流值。
4.根据权利要求1所述的一种电子式电流互感器性能试验***，其特征在于：所述采样率自适应模块为采样率判断模块，用来判断测试电子式电流互感器的实际采样率。
5.根据权利要求4所述的一种电子式电流互感器性能试验***，其特征在于：所述采样率自适应模块判断测试电子式电流互感器实际采样率的具体判断过程为：
自测试开始后第一次接收到数据的时刻，开始计时；
在20us点若接收到数据，则判定采样率为50kHz采样率，采样率判断过程结束；
若未在20us点接收到数据，则在40us点再次进行判断，若接收到数据，则说明前一次发生了丢帧，判定采样率为50kHz，采样率判断过程结束；
若未在40us点接收到数据，则判定为采样率为10kHz，采样率判断过程结束。
6.一种电子式电流互感器性能试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
向标准电流互感器、测试电子式电流互感器输入同步信号；
测试电子式电流互感器输出采样值报文至采样率自适应模块，采样率自适应模块判断出采样率后，将该采样率和接收到的采样值报文发送给合并单元模块；同时，标准电流互感器输出采样值报文至合并单元模块；
合并单元模块根据接收到的采样率，将测试电子式电流互感器输出的采样值报文与标准电流互感器输出的采样值报文进行比较，以标准电流互感器的测量值为标准值，对试测试电子式电流互感器的精度进行校验。
7.根据权利要求6所述的一种电子式电流互感器性能试验方法，其特征在于，还包括：
向测试电子式电流互感器和电磁式电流互感器输入同步信号；
电磁式电流互感器输出模拟量到延时补偿模块，测试电子式电流互感器输出采样值报文至延时补偿模块；
延时补偿模块将接收到的测试电子式电流互感器输出的采样值报文的时间与电磁式电流互感器输出的实时模拟量的时间进行比较，测试电子式互感器采样值报文相对电磁互感器输出的模拟量的采样延时为Δt，作为使用时的延时补偿，当使用测试电子式电流互感器测得的数据时，其时间戳需要向前补偿Δt。
8.根据权利要求7所述的一种电子式电流互感器性能试验方法，其特征在于，还包括以下步骤：改变一次侧通入电流，在拟定的比率点记录测试电子式电流互感器的精度和测试电子式电流互感器的采样延时量Δt。
9.根据权利要求7所述的一种电子式电流互感器性能试验方法，其特征在于：所述向标准电流互感器、测试电子式电流互感器输入的同步信号与电磁式电流互感器输入的同步信号由同一个信号发生器产生。
10.根据权利要求6所述的一种电子式电流互感器性能试验方法，其特征在于：所述采样率自适应模块判断测试电子式电流互感器实际采样率的具体判断过程为：
自测试开始后第一次接收到数据的时刻，开始计时；
在20us点若接收到数据，则判定采样率为50kHz采样率，采样率判断过程结束；
若未在20us点接收到数据，则在40us点再次进行判断，若接收到数据，则说明前一次发生了丢帧，判定采样率为50kHz，采样率判断过程结束；
若未在40us点接收到数据，则判定为采样率为10kHz，采样率判断过程结束。
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