CN111679238A - 一种直流电流互感器宽频传输特性测试***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流电流互感器宽频传输特性测试***及方法，该***中的计算控制装置，基于获取的测试指令，生成标准数字信号，并将标准数字信号转换为标准模拟信号，以使待测直流电流互感器基于标准模拟信号生成起始信号；数据采集装置，基于起始信号生成目标数字信号，并发送给计算控制装置，以使计算控制装置从目标数字信号中选择与接收到的测试指令对应的待测数字信号，并对待测数字信号和标准数字信号进行测试计算，获取直流电流互感器宽频传输特性测试的测试结果，以完成对直流电流互感器的宽频传输特性的准确测试，使得用户根据测试结果保证换流站及整个特高压直流输电***的安全稳定运行。

Description

一种直流电流互感器宽频传输特性测试***及方法

技术领域

本发明涉及直流电流互感器测试技术领域，具体涉及一种直流电流互感器宽频传输特性测试***及方法。

背景技术

在地域辽阔的地方，用电情况存在用电分散、发电资源和用电情况分布不均等问题，因此，实现远距离跨区域的安全经济输电是国家能源战略的重要方向之一。其中，特高压直流输电(UHVDC)技术凭借输送容量大，输电距离远，可用于电力***非同步联网等特点，成为解决上述问题的主要技术手段。

一般地，特高压直流输电技术应用在特高压直流输电***中，该特高压直流输电***会设置换流站，以完成将交流电转换为直流电或者将直流电转换为交流电，并保障特高压直流输电***稳定运行。但是上述换流站在特高压直流输电过程中是一个谐波源，会产生大量的谐波电流。当进入交流电网中的谐波电流分量过大，会增加发电机和电容器的损耗，导致发电机和电容器过热，从而影响换流站的稳定性，使得电网局部产生谐波过电压。

直流电流互感器作为换流站中重要的一次设备，其宽频传输特性直接关系到换流站和特高压直流输电***的安全稳定运行，因此，对直流电流互感器的宽频传输特性进行准确的测试成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是对直流电流互感器的宽频传输特性进行准确的测试，因此，提供一种直流电流互感器宽频传输特性测试***及方法，以对直流电流互感器的宽频传输特性进行准确测试，从而保证换流站及整个特高压直流输电***的安全稳定运行。

本发明通过下述技术方案实现：

一种直流电流互感器宽频传输特性测试***，包括：计算控制装置和数据采集装置；

所述计算控制装置，用于基于获取的测试指令，生成标准数字信号，并将所述标准数字信号转换为标准模拟信号；将所述标准模拟信号发送给待测直流电流互感器，以使所述待测直流电流互感器基于所述标准模拟信号生成起始信号；

所述数据采集装置，用于基于所述起始信号生成目标数字信号；

所述计算控制装置，还用于接收所述数据采集装置发送的目标数字信号，从所述目标数字信号中选择与接收到的测试指令对应的待测数字信号，对所述待测数字信号和所述标准数字信号进行测试计算，获取直流电流互感器宽频传输特性测试的测试结果。

进一步地，所述计算控制装置包括人机交互模块、数据接收模块、控制模块和目标输出模块；

所述人机交互模块，用于获取测试指令并发送给所述控制模块；

所述控制模块，用于基于所述人机交互模块发送的测试指令，生成标准数字信号，将所述标准数字信号发送给所述目标输出模块；

所述目标输出模块，用于接收所述控制模块输出的标准数字信号，并将所述标准数字信号转换为标准模拟信号；将所述标准模拟信号发送给待测直流电流互感器，以使所述待测直流电流互感器基于所述标准模拟信号生成起始信号；

所述数据采集装置，用于基于所述起始信号生成目标数字信号；

所述数据接收模块，用于接收所述数据采集装置发送的目标数字信号，并发送给所述控制模块；

所述控制模块，用于基于所述测试指令从所述数据接收模块发送的目标数字信号中选择对应的待测数字信号，对所述待测数字信号和所述标准数字信号进行测试计算，获取直流电流互感器宽频传输特性测试的测试结果。

进一步地，所述控制模块包括数字信号处理单元、第一FPGA单元和第一频率单元；

所述数字信号处理单元，用于接收人机交互单元发出的测试指令，并基于所述测试指令生成标准数字信号，将所述测试指令和所述标准数字信号发送给所述第一FPGA单元；

所述第一FPGA单元，用于接收所述测试指令和所述标准数字信号，并将所述测试指令和所述标准数字信号发送给所述目标输出模块，以使所述目标输出模块基于所述测试指令和所述标准数字信号输出标准模拟信号；

所述数字信号处理单元，用于基于所述测试指令从所述数据接收模块发送的目标数字信号中选择待测数字信号，并对所述标准数字信号与所述待测数字信号进行测试计算，获取测试结果并发送给所述人机交互模块进行可视化展示；

所述第一频率单元，用于对所述第一FPGA模块提供频率基准。

进一步地，所述控制模块还包括数据存储单元；

所述数据存储单元，用于存储所述数字信号处理单元中的所述测试指令、所述标准数字信号、所述目标数字信号、所述待测数字信号和所述测试结果。

进一步地，所述目标输出模块包括：数模转换单元、通道切换单元和通道输出单元；

所述数模转换单元，用于接收所述控制模块输出的标准数字信号，并将所述标准数字信号转换为对应的交流电压信号发送给所述通道切换单元；

所述通道切换单元，用于接收所述控制模块输出的测试指令和所述数模转换单元输出的所述交流电压信号，根据所述测试指令选择对应的通道切换单元将所述交流电压信号发送给所述通道输出单元；

所述通道输出单元，用于对接收所述通道切换单元输出的所述交流电压信号，并对所述交流电压信号进行处理生成标准模拟信号，发送给所述待测直流电流互感器。

进一步地，所述通道输出单元包括第一通道输出单元、第二通道输出单元和第三通道输出单元；

所述第一通道输出单元包括第一滤波单元、PWM波形产生单元、第一隔离驱动单元、开关功放单元和第三滤波单元，所述第一滤波单元与所述PWM波形产生单元连接，所述PWM波形产生单元与所述第一隔离驱动单元连接，所述第一隔离驱动单元与所述开关功放单元连接，所述开关功放单元分别与所述PWM波形产生单元和第三滤波单元连接；

所述第二通道输出单元包括第二滤波单元、第二隔离驱动单元和功率放大单元，所述第二滤波单元与所述第二隔离驱动单元连接，所述第二隔离驱动单元与所述功率放大单元连接，所述功率放大单元与所述第二隔离驱动单元连接；

所述第三通道输出单元包括滤波降压单元。

进一步地，所述第一滤波单元，用于对所述通道切换单元输出的交流电压信号进行滤波，输出第一滤波信号；所述PWM波形产生单元，用于对所述第一滤波信号进行正弦脉宽调制，输出正弦波信号；所述第一隔离驱动单元，用于对所述正弦波信号进行隔离和增强处理，输出第一处理信号；所述开关功放单元，用于将所述第一处理信号转换成大电流；所述第三滤波单元，用于对所述大电流进行滤波，输出第一标准模拟信号；

所述第二滤波单元，用于对所述通道切换单元输出的交流电压信号进行滤波，输出第二滤波信号；所述第二隔离驱动单元，用于对所述第二滤波信号进行隔离和增强，输出第二处理信号；所述功率放大单元，用于对所述第二处理信号进行转换处理，输出第二标准模拟信号。

所述第三通道输出单元，用于对所述通道切换单元输出的交流电压信号进行降压处理，获取第三标准模拟信号。

进一步地，所述计算控制装置还包括第一北斗接收模块和第一电源模块；

所述第一北斗接收模块，用于接收北斗卫星同步时钟信号并向所述控制模块输出秒脉冲同步信号；

所述第一电源模块，用于对所述人机交互模块、所述数据接收模块、所述控制模块、所述目标输出模块和所述第一北斗接收模块供电。

进一步地，所述起始信号包括待测直流电流互感器输出的光信号和交流电压信号；

所述数据采集装置包括第二频率模块、第二北斗接收模块、光电转换模块、电压输入模块、第二FPGA模块、数据输出模块和第二电源模块；

所述第二频率模块，用于对所述第二FPGA模块提供频率基准；

所述第二北斗接收模块，用于接收北斗卫星同步时钟信号并向所述第二FPGA模块输出秒脉冲同步信号；

所述光电转换模块，用于接收所述待测直流电流互感器输出的光信号，并将所述待测直流电流互感器输出的光信号转换为第一目标数字信号；将所述第一目标数字信号发送给所述第二FPGA模块；

所述电压输入模块，用于接收所述待测直流电流互感器输出的交流电压信号，并将所述待测直流电流互感器输出交流电压信号转换为第二目标数字信号；将所述第二目标数字信号发送给所述第二FPGA模块；

所述第二FPGA模块，用于基于所述第二北斗接收模块输出的所述秒脉冲同步信号完成对时，并基于所述第二频率模块提供的频率基准获取所述光电转换模块发送的第一目标数字信号，和/或所述电压输入模块发送的第二目标数字信号；

所述数据输出模块，用于输出所述第一目标数字信号和/或所述第二目标数字信号；

所述第二电源模块，用于提供供电电压，对所述第二频率模块、第二北斗接收模块、光电转换模块、电压输入模块、第二FPGA模块和数据输出模块供电。

一种直流电流互感器宽频传输特性测试方法，包括计算控制装置执行的如下步骤：

获取测试指令，并基于所述测试指令生成标准数字信号，将所述标准数字信号转换为标准模拟信号；将所述标准模拟信号发送给待测直流电流互感器，以使所述待测直流电流互感器基于所述标准模拟信号生成起始信号；

接收数据采集装置基于所述起始信号生成的目标数字信号，从所述目标数字信号中选择与接收到的测试指令对应的待测数字信号，对所述待测数字信号和所述标准数字信号进行测试计算，获取直流电流互感器宽频传输特性测试的测试结果。

本发明直流电流互感器宽频传输特性测试***及方法，首先通过获取测试指令生成标准数字信号，并将标准数字信号转换为标准模拟信号，以使待测直流电流互感器基于标准模拟信号生成目标数字信号，然后基于测试指令，从目标数字信号中选择待测数字信号，最后对标准数字信号和待测数字信号进行测试计算，获取直流电流互感器宽频传输特性测试的测试结果，以完成对直流电流互感器的宽频传输特性的准确测试，使得用户根据测试结果保证换流站及整个特高压直流输电***的安全稳定运行。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明直流电流互感器宽频传输特性测试***的原理框图；

图2为本发明直流电流互感器宽频传输特性测试***的另一原理框图；

图3为本发明直流电流互感器宽频传输特性测试方法的一应用场景图；

图4为本发明直流电流互感器宽频传输特性测试方法的另一应用场景图；

图5为本发明直流电流互感器宽频传输特性测试方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1-图2所示，本发明一种直流电流互感器宽频传输特性测试***，包括：计算控制装置和数据采集装置。

计算控制装置，用于基于获取的测试指令，生成标准数字信号，并将标准数字信号转换为标准模拟信号；将标准模拟信号发送给待测直流电流互感器，以使待测直流电流互感器基于标准模拟信号生成起始信号。

数据采集装置，用于基于起始信号生成目标数字信号。

计算控制装置，还用于接收数据采集装置发送的目标数字信号，从目标数字信号中选择与接收到的测试指令对应的待测数字信号，对待测数字信号和标准数字信号进行测试计算，获取直流电流互感器宽频传输特性测试的测试结果。

其中，计算控制装置指对数据采集装置发送的数据进行计算和控制的装置。数据采集装置指用于采集直流电流互感器输出的光信号和电压信号，并将采集的光信号和电压信号转换为计算机控制装置可以识别的数字信号的装置。

其中，测试指令指用户在人机交互设备上输入的用于测试直流电流互感器宽频传输特性的指令，包括但不限于测试直流电流互感器的比差、角差、幅频相频和阶跃响应的指令。

标准数字信号指用户设置的数字信号，如0至1000A/频率50Hz的大电流、幅值0至100A/频率DC至5kHz的高频电流和0至5V的交流电压信号。

标准模拟信号指标准数字信号经过数模转换后得到的模拟信号。待测直流电流互感器指需要宽频传输特性测试的有源光电式直流电流互感器或者零磁通式直流电流互感器，包括但不限于采用分流器法、饱和电抗器式、霍尔变换器式、直流电流比较原理的有源光电式直流电流互感器或零磁通式直流电流互感器。具体地，若为有源光电式直流电流互感器，则上述直流电流互感器宽频传输特性测试***如图3所示。若为零磁通式直流电流互感器，则上述直流电流互感器宽频传输特性测试***如图4所示。

起始信号指待测直流电流互感器基于标准模拟信号生成的信号。本实施例中的起始信号包括待测直流电流互感器基于标准模拟信号生成的光信号和交流电压信号。

目标数字信号指数据采集装置将起始信号转换为电压形式的数字信号。本实施例中的数据采集装置可根据实际情况应用在对应的设备中，该设备可根据实际情况确定为便携式设备(如安装该数据采集装置的工具箱)和移动终端(如笔记本电脑、平板电脑、智能手机等)。

待测数字信号指与测试指令对应的目标数字信号。

进一步地，计算控制装置和数据采集装置之间的数据传输方式可以通过无线传输，也可以通过有线传输，用户可根据实际情况确定数据传输方式。

计算控制装置包括人机交互模块、数据接收模块、控制模块和目标输出模块。

人机交互模块，用于获取测试指令并发送给控制模块。

具体地，用户在人机交互设备上输入对应的测试指令，该人机交互设备将该测试指令发送给人机交互模块，人机交互模块将该测试指令发送给控制模块。

控制模块，用于基于人机交互模块发送的测试指令，生成标准数字信号，将标准数字信号发送给目标输出模块。

具体地，控制模块中设置的DSP单元(数字信号处理单元)，基于人机交互模块发送的测试指令生成标准数字信号。

目标输出模块，用于接收控制模块输出的标准数字信号，并将标准数字信号转换为标准模拟信号；将标准模拟信号发送给待测直流电流互感器，以使待测直流电流互感器基于标准模拟信号生成起始信号。

数据采集装置，用于基于起始信号生成目标数字信号。

数据接收模块，用于接收数据采集装置发送的目标数字信号，并发送给控制模块。

控制模块，用于基于测试指令从数据接收模块发送的目标数字信号中选择对应的待测数字信号，对待测数字信号和标准数字信号进行测试计算，获取直流电流互感器宽频传输特性测试的测试结果。

具体地，若测试指令是测试直流电流互感器的比差的指令，则控制模块基于该测试指令生成对应的标准数字信号，并发送给对应的目标输出模块，以使目标输出模块输出对应的标准模拟信号。目标输出模块将该标准模拟信号发送给待测直流电流互感器，待测直流电流互感器在接收到标准模拟信号后，生成起始信号(光信号和/交流电压信号)，并将起始信号转换为目标数字信号发送给数据接收模块，控制模块基于测试指令从数据接收模块中选择待测数字信号，计算该待测数字信号与标准数字信号的测试结果，即幅值变比值。

同理，若测试指令是测试直流电流互感器的角差的指令，则计算该待测数字信号与标准数字信号的相角差；若测试指令是测试直流电流互感器的幅频相频的指令，则计算该待测数字信号与标准数字信号的幅频相频值；若测试指令是测试直流电流互感器的阶跃响应的指令，则计算该待测数字信号与标准数字信号的阶跃响应值。

进一步地，在直流电流互感器宽频传输特性测试的测试结果后，控制模块还可以将获取的直流电流互感器宽频传输特性测试的测试结果，发送给人机交互模块进行可视化展示，以方便用户直观清晰地获知测试结果。

进一步地，控制模块包括数字信号处理单元、第一FPGA单元和第一频率单元。

数字信号处理单元，用于接收人机交互单元发出的测试指令，并基于测试指令生成标准数字信号，将测试指令和标准数字信号发送给第一FPGA单元。

本实施例中数字信号处理单元采用TI(Texas Instruments,德州仪器)公司的TMS320C2000芯片。本实施例中的标准数字信号为标准comtrade格式(Common format fortransient data exchange for power systems，电力***瞬态数据交换的通用格式)的电流数据。

第一FPGA单元，用于接收测试指令和标准数字信号，并将测试指令和标准数字信号发送给目标输出模块，以使目标输出模块基于测试指令和标准数字信号输出标准模拟信号。

其中，第一FPGA单元指计算控制装置中的FPGA单元，本实施例中的第一FPGA单元采用阿尔特拉公司的Cyclone V系列芯片。

数字信号处理单元，用于基于测试指令从数据接收模块发送的目标数字信号中选择待测数字信号，并对标准数字信号与待测数字信号进行测试计算，获取测试结果并发送给人机交互模块进行可视化展示。

第一频率单元，用于对第一FPGA模块提供频率基准。

其中，第一频率单元指计算控制装置中的频率单元，本实施例中的第一频率单元采用频率50MHz的高精度时钟芯片。

进一步地，控制模块还包括数据存储单元。

本实施例中的数据存储单元由128Mbit的SDRAM(Synchronous Dynamic RandomAccess Memory，同步动态随机存储器)和256M的SRAM(Static Random-Access Memory，静态随机存取存储器)组成。

数据存储单元，用于存储数字信号处理单元中的测试指令、标准数字信号、目标数字信号、待测数字信号和测试结果。

具体地，数据存储单元存储数字信号处理单元中的测试指令、标准数字信号、目标数字信号、待测数字信号和测试结果，以便数字信号处理单元根据实际需要从数据存储单元中获取需要的数据。

进一步地，目标输出模块包括数模转换单元、通道切换单元和通道输出单元。

数模转换单元，用于接收控制模块输出的标准数字信号，并将标准数字信号转换为对应的交流电压信号发送给通道切换单元。

其中，通道切换单元指根据测试指令选择对应的数据通道输出交流电压信号的电路。

通道切换单元，用于接收控制模块输出的测试指令和数模转换单元输出的交流电压信号，根据测试指令选择对应的通道切换单元将交流电压信号发送给通道输出单元。

具体地，通道切换单元由一路输入多路输出的继电器组成。

通道输出单元，用于对接收通道切换单元输出的交流电压信号，并对交流电压信号进行处理生成标准模拟信号，发送给待测直流电流互感器。

进一步地，通道输出单元包括第一通道输出单元、第二通道输出单元和第三通道输出单元。

第一通道输出单元包括第一滤波单元、PWM波形产生单元、第一隔离驱动单元、开关功放单元和第三滤波单元，第一滤波单元与PWM波形产生单元连接、PWM波形产生单元与第一隔离驱动单元，第一隔离驱动单元与开关功放单元连接，开关功放单元分别与PWM波形产生单元和第三滤波单元。

进一步地，第一滤波单元，用于对通道切换单元输出的交流电压信号进行滤波，输出第一滤波信号；PWM波形产生单元，用于对第一滤波信号进行正弦脉宽调制，输出正弦波信号；第一隔离驱动单元，用于对正弦波信号进行隔离和增强处理，输出第一处理信号；开关功放单元，用于将第一处理信号转换成大电流；第三滤波单元，用于对大电流进行滤波，输出第一标准模拟信号。

具体地，第一滤波单元由上限截止频率为50Hz的二阶无源滤波电路组成，用于滤除通道切换单元产生的干扰频率。PWM波形产生单元，由通用集成芯片、误差放大器组成，实现产生PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)波形功能。第一隔离驱动单元由通用光耦隔离芯片、通用电平转换芯片和通用集成驱动芯片组成，实现对PWM波的隔离和增强的功能。开关功放单元，由10组通用功放并联组成，输出频率为50Hz的1000A交流电流，实现根据PWM波形将电源电压转换成大电流的功能。第三滤波单元，由上限截止频率为50Hz的二阶无源滤波电路组成，滤除隔离驱动单元产生的干扰频率，输出频率DC至100Hz、幅值0至1000A的电流信号，即第一标准模拟信号。

第二通道输出单元包括第二滤波单元、第二隔离驱动单元和功率放大单元，第二滤波单元与第二隔离驱动单元连接，第二隔离驱动单元与功率放大单元连接，功率放大单元与第二隔离驱动单元连接。

进一步地，第二滤波单元，用于对通道切换单元输出的交流电压信号进行滤波，输出第二滤波信号；第二隔离驱动单元，用于对第二滤波信号进行隔离和增强，输出第二处理信号；功率放大单元，用于对第二处理信号进行转换处理，输出第二标准模拟信号。

具体地，第二滤波单元，由上限截止频率为5kHz的二阶无源滤波电路组成，滤除通道切换单元产生的干扰频率。第二隔离驱动单元，由通用隔离放大器芯片组成，实现对交流电压信号的隔离和增强。功率放大单元，由30只200A/100V的MOS(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)管和低温漂限流电阻组成，实现将第二隔离驱动单元输出的交流电压信号转换成100A交流电流信号，输出幅值0至100A、频率DC至5kHz的高频电流信号，即第二标准模拟信号。

第三通道输出单元包括滤波降压单元。

进一步地，第三通道输出单元，用于对通道切换单元输出的交流电压信号进行降压处理，获取第三标准模拟信号。

具体地，滤波降压单元由上限截止频率为1MHz的二阶无源滤波电路和变比2:1的降压变压器组成，对通道切换单元输出的交流电压信号(如0至10V的交流电压信号)进行滤波和降压，输出第三标准模拟信号，如频率DC至1MHz、幅值0至5V的交流电压信号，即第三标准模拟信号。

进一步地，计算控制装置还包括第一北斗接收模块和第一电源模块。

第一北斗接收模块，用于接收北斗卫星同步时钟信号并向控制模块输出秒脉冲同步信号。

其中，第一北斗接收模块指计算控制装置中的北斗接收模块。

第一电源模块，用于对人机交互模块、数据接收模块、控制模块、目标输出模块和第一北斗接收模块供电。

其中，第一电源模块指计算控制装置中的电源模块。

进一步地，起始信号包括待测直流电流互感器输出的光信号和交流电压信号。

数据采集装置包括第二频率模块、第二北斗接收模块、光电转换模块、电压输入模块、第二FPGA模块、数据输出模块和第二电源模块。

第二频率模块，用于对第二FPGA模块提供频率基准。

其中，第二频率模块指数据采集装置中的频率模块，本实施例中的第二频率单元采用频率50MHz的高精度时钟芯片。

第二北斗接收模块，用于接收北斗卫星同步时钟信号并向第二FPGA模块输出秒脉冲同步信号。

其中，第二北斗接收模块指数据采集装置中的北斗接收模块。

光电转换模块，用于接收待测直流电流互感器输出的光信号，并将待测直流电流互感器输出的光信号转换为第一目标数字信号；将第一目标数字信号发送给第二FPGA模块。

进一步地，光电转换模块包括光电转换芯片、物理层和介质访问层，用于将直流电流互感器输出的光信号转换为对应的数字电压信号，即第一目标数字信号。

电压输入模块，用于接收待测直流电流互感器输出的交流电压信号，并将待测直流电流互感器输出交流电压信号转换为第二目标数字信号；将第二目标数字信号发送给第二FPGA模块。

进一步地，电压输入模块包括电压保护芯片、截止频率为5kHz的二阶无源滤波器和模数转换芯片，用于将直流电流互感器输出的交流电信号转换为对应的数字电压信号，即第二目标数字信号。

第二FPGA模块，用于基于第二北斗接收模块输出的秒脉冲同步信号完成对时，并基于第二频率模块提供的频率基准获取光电转换模块发送的第一目标数字信号，和/或电压输入模块发送的第二目标数字信号。

其中，第二FPGA单元指数据采集装置中的FPGA模块，本实施例中的第一FPGA单元采用阿尔特拉公司的Cyclone V系列芯片。

数据输出模块，用于输出第一目标数字信号和/或第二目标数字信号。

第二电源模块，用于提供供电电压，对第二频率模块、第二北斗接收模块、光电转换模块、电压输入模块、第二FPGA模块和数据输出模块供电。

具体地，第一电源模块和第二电源模块电路相同，以第一电源模块为例进行说明。第一电源模块包括第一电源单元、第二电源单元、第三电源单元和第四电源单元。

第一电源单元实现将市电380V转换成48V直流电压、10V直流电电压、5V直流电压、3.3V直流电压，电源容量为10kW。

第一电源单元具体采用1组通用AC转DC电源与10组并联的DC转DC稳压隔离电源，二者串联，实现将市电380V降压成310V，再转成48V直流电压。

第二电源单元具体采用通用DC转DC稳压隔离电源，实现将48V的直流电压转成10V直流电压。

第三电源单元具体采用线性电源芯片，实现将10V的直流电压转成5V直流电压。

第四电源单元具体采用线性电源芯片组成，实现将5V的直流电压转成3.3V直流电压。

本发明提供一种直流电流互感器宽频传输特性测试***，数字信号处理单元通过测试指令生成标准数字信号，并将测试指令和标准数字信号发送给第一FPGA单元，第一FPGA单元将标准数字信号发送给目标输出模块中的数模转换单元，将标准数字信号转换为交流电压信号，通道输出单元对获取到的交流电压信号进行处理，获取标准模拟信号，并将该标准模拟信号发送给待测直流电流互感器，待测直流电流互感器基于该标准模拟信号生成起始信号(即光信号和/或交流电压信号)并发送给数据采集装置，数据采集装置将起始信号转换为计算控制装置可识别的目标数字信号，并发送给数据接收模块，数字信号处理单元基于测试指令从目标数字信号选择对应的待测数字信号，并根据测试指令对标准模拟信号和待测数字信号进行对应的比差、角差、幅频相频或阶跃响应测试计算，获取测试结果，以完成对直流电流互感器的宽频传输特性的准确测试，使得用户根据测试结果保证换流站及整个特高压直流输电***的安全稳定运行。

实施例2

如图5所示，本实施例与实施例1的区别在于，一种直流电流互感器宽频传输特性测试方法，包括计算控制装置执行的如下步骤：

S10：获取测试指令，并基于测试指令生成标准数字信号，将标准数字信号转换为标准模拟信号；将标准模拟信号发送给待测直流电流互感器，以使待测直流电流互感器基于标准模拟信号生成起始信号。

S20：接收数据采集装置基于起始信号生成的目标数字信号，从目标数字信号中选择与接收到的测试指令对应的待测数字信号，对待测数字信号和标准数字信号进行测试计算，获取直流电流互感器宽频传输特性测试的测试结果。

具体地，计算控制装置中的目标输出模块将标准模拟信号发送给待测直流电流互感器，待测直流电流互感器基于标准模拟信号输出起始信号，并发送给数据采集装置，该起始信号包括待测直流电流互感器输出的光信号和/或交流电压信号。数据采集装置将接收到的起始信号转换为对应的目标数字信号，控制模块，基于测试指令，从目标数字信号中选择待测数字信号，并对标准数字信号和待测数字信号进行测试计算，获取直流电流互感器宽频传输特性测试的测试结果。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直流电流互感器宽频传输特性测试***，其特征在于，包括：计算控制装置和数据采集装置；

所述计算控制装置，用于基于获取的测试指令，生成标准数字信号，并将所述标准数字信号转换为标准模拟信号；将所述标准模拟信号发送给待测直流电流互感器，以使所述待测直流电流互感器基于所述标准模拟信号生成起始信号；

所述数据采集装置，用于基于所述起始信号生成目标数字信号；

所述计算控制装置，还用于接收所述数据采集装置发送的目标数字信号，从所述目标数字信号中选择与接收到的测试指令对应的待测数字信号，对所述待测数字信号和所述标准数字信号进行测试计算，获取直流电流互感器宽频传输特性测试的测试结果。

2.根据权利要求1所述的一种直流电流互感器宽频传输特性测试***，其特征在于，所述计算控制装置包括人机交互模块、数据接收模块、控制模块和目标输出模块；

所述人机交互模块，用于获取测试指令并发送给所述控制模块；

所述控制模块，用于基于所述人机交互模块发送的测试指令，生成标准数字信号，将所述标准数字信号发送给所述目标输出模块；

所述目标输出模块，用于接收所述控制模块输出的标准数字信号，并将所述标准数字信号转换为标准模拟信号；将所述标准模拟信号发送给待测直流电流互感器，以使所述待测直流电流互感器基于所述标准模拟信号生成起始信号；

所述数据采集装置，用于基于所述起始信号生成目标数字信号；

所述数据接收模块，用于接收所述数据采集装置发送的目标数字信号，并发送给所述控制模块；

所述控制模块，用于基于所述测试指令从所述数据接收模块发送的目标数字信号中选择对应的待测数字信号，对所述待测数字信号和所述标准数字信号进行测试计算，获取直流电流互感器宽频传输特性测试的测试结果。

3.根据权利要求2所述的一种直流电流互感器宽频传输特性测试***，其特征在于，所述控制模块包括数字信号处理单元、第一FPGA单元和第一频率单元；

所述数字信号处理单元，用于接收人机交互单元发出的测试指令，并基于所述测试指令生成标准数字信号，将所述测试指令和所述标准数字信号发送给所述第一FPGA单元；

所述第一FPGA单元，用于接收所述测试指令和所述标准数字信号，并将所述测试指令和所述标准数字信号发送给所述目标输出模块，以使所述目标输出模块基于所述测试指令和所述标准数字信号输出标准模拟信号；

所述数字信号处理单元，用于基于所述测试指令从所述数据接收模块发送的目标数字信号中选择待测数字信号，并对所述标准数字信号与所述待测数字信号进行测试计算，获取测试结果并发送给所述人机交互模块进行可视化展示；

所述第一频率单元，用于对所述第一FPGA模块提供频率基准。

4.根据权利要求2所述的一种直流电流互感器宽频传输特性测试***，其特征在于，所述控制模块还包括数据存储单元；

所述数据存储单元，用于存储所述数字信号处理单元中的所述测试指令、所述标准数字信号、所述目标数字信号、所述待测数字信号和所述测试结果。

5.根据权利要求2所述的一种直流电流互感器宽频传输特性测试***，其特征在于，所述目标输出模块包括数模转换单元、通道切换单元和通道输出单元；

所述数模转换单元，用于接收所述控制模块输出的标准数字信号，并将所述标准数字信号转换为对应的交流电压信号发送给所述通道切换单元；

所述通道切换单元，用于接收所述控制模块输出的测试指令和所述数模转换单元输出的所述交流电压信号，根据所述测试指令选择对应的通道切换单元将所述交流电压信号发送给所述通道输出单元；

所述通道输出单元，用于对接收所述通道切换单元输出的所述交流电压信号，并对所述交流电压信号进行处理生成标准模拟信号，发送给所述待测直流电流互感器。

6.根据权利要求5所述的一种直流电流互感器宽频传输特性测试***，其特征在于，所述通道输出单元包括第一通道输出单元、第二通道输出单元和第三通道输出单元；

所述第一通道输出单元包括第一滤波单元、PWM波形产生单元、第一隔离驱动单元、开关功放单元和第三滤波单元，所述第一滤波单元与所述PWM波形产生单元连接，所述PWM波形产生单元与所述第一隔离驱动单元连接，所述第一隔离驱动单元与所述开关功放单元连接，所述开关功放单元分别与所述PWM波形产生单元和第三滤波单元连接；

所述第二通道输出单元包括第二滤波单元、第二隔离驱动单元和功率放大单元，所述第二滤波单元与所述第二隔离驱动单元连接，所述第二隔离驱动单元与所述功率放大单元连接，所述功率放大单元与所述第二隔离驱动单元连接；

所述第三通道输出单元包括滤波降压单元。

7.根据权利要求6所述的一种直流电流互感器宽频传输特性测试***，其特征在于，所述第一滤波单元，用于对所述通道切换单元输出的交流电压信号进行滤波，输出第一滤波信号；所述PWM波形产生单元，用于对所述第一滤波信号进行正弦脉宽调制，输出正弦波信号；所述第一隔离驱动单元，用于对所述正弦波信号进行隔离和增强处理，输出第一处理信号；所述开关功放单元，用于将所述第一处理信号转换成大电流；所述第三滤波单元，用于对所述大电流进行滤波，输出第一标准模拟信号；

所述第二滤波单元，用于对所述通道切换单元输出的交流电压信号进行滤波，输出第二滤波信号；所述第二隔离驱动单元，用于对所述第二滤波信号进行隔离和增强，输出第二处理信号；所述功率放大单元，用于对所述第二处理信号进行转换处理，输出第二标准模拟信号。

所述第三通道输出单元，用于对所述通道切换单元输出的交流电压信号进行降压处理，获取第三标准模拟信号。

8.根据权利要求1所述的一种直流电流互感器宽频传输特性测试***，其特征在于，所述计算控制装置还包括第一北斗接收模块和第一电源模块；

所述第一北斗接收模块，用于接收北斗卫星同步时钟信号并向所述控制模块输出秒脉冲同步信号；

所述第一电源模块，用于对所述人机交互模块、所述数据接收模块、所述控制模块、所述目标输出模块和所述第一北斗接收模块供电。

9.根据权利要求1所述的一种直流电流互感器宽频传输特性测试***，其特征在于，所述起始信号包括所述待测直流电流互感器输出的光信号和交流电压信号；

所述数据采集装置包括第二频率模块、第二北斗接收模块、光电转换模块、电压输入模块、第二FPGA模块、数据输出模块和第二电源模块；

所述第二频率模块，用于对所述第二FPGA模块提供频率基准；

所述第二北斗接收模块，用于接收北斗卫星同步时钟信号并向所述第二FPGA模块输出秒脉冲同步信号；

所述光电转换模块，用于接收所述待测直流电流互感器输出的光信号，并将所述待测直流电流互感器输出的光信号转换为第一目标数字信号；将所述第一目标数字信号发送给所述第二FPGA模块；

所述电压输入模块，用于接收所述待测直流电流互感器输出的交流电压信号，并将所述待测直流电流互感器输出交流电压信号转换为第二目标数字信号；将所述第二目标数字信号发送给所述第二FPGA模块；

所述第二FPGA模块，用于基于所述第二北斗接收模块输出的所述秒脉冲同步信号完成对时，并基于所述第二频率模块提供的频率基准获取所述光电转换模块发送的第一目标数字信号，和/或所述电压输入模块发送的第二目标数字信号；

所述数据输出模块，用于输出所述第一目标数字信号和/或所述第二目标数字信号；

所述第二电源模块，用于提供供电电压，对所述第二频率模块、第二北斗接收模块、光电转换模块、电压输入模块、第二FPGA模块和数据输出模块供电。

10.一种直流电流互感器宽频传输特性测试方法，其特征在于，包括计算控制装置执行的如下步骤：

获取测试指令，并基于所述测试指令生成标准数字信号，将所述标准数字信号转换为标准模拟信号；将所述标准模拟信号发送给待测直流电流互感器，以使所述待测直流电流互感器基于所述标准模拟信号生成起始信号；

接收数据采集装置基于所述起始信号生成的目标数字信号，从所述目标数字信号中选择与接收到的测试指令对应的待测数字信号，对所述待测数字信号和所述标准数字信号进行测试计算，获取直流电流互感器宽频传输特性测试的测试结果。

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