[发明专利]一种多功能电子式互感器校验仪

说明书

技术领域：

本发明涉及到电力系统中的电子式互感器校验技术领域，特别是涉及到数字化变电站中一种多功能电子式互感器校准仪，它适合于变电站中对互感器的测量精度的校验，以及功率因数角的测量，同时还可以检测通信信道是否存在误差。

背景技术：

电力对一个国家的重要性不言而喻，作为电力的载体电力系统的稳定运行是必须保证的。电力互感器在电网中起着电能计量和继电保护的作用，这对保证电网的正常运行至关重大。互感器校验仪是用来测试互感器误差的专用精密仪器，因此高精度互感器校验仪的研制显得尤为重要。

在电力系统数字化及网络化浪潮的推动下，现今处于电磁式互感器和电子式互感器的新旧交替之际。他们的输出主要区别在以下三个方面：1）电磁式电力互感器根据测试对象的不同又可分为电磁式电压互感器和电磁式电流互感器，他们的二次侧输出的有效值分别为57.7V和1A/5A，电子式互感器虽然也可以分为电子式电流互感器和电子式电压互感器，但是它们输出的标准值分别为1.625V~6.5V和22.5mV~4V，由此可看出两种互感器的输出信号的差别很大。2）电子式互感器可以具有数字信号输出接口，而传统的电磁式电力互感器则不具备数字接口。具有数字信号输出接口的电子式互感器称为数字式电子式互感器，具有模拟信号输出接口的电子式互感器称为模拟式电子式互感器。少数情况下电子式互感器既设置数字信号输出接口也设置模拟信号输出接口，可视实际使用哪种输出而相应处理。3）电磁式互感器和电子式互感器的测试原理不同，电磁式互感器基于电磁感应原理制造，但是存在一些致命的缺点，如体积庞大笨重、磁饱和、动态范围小和绝缘设计困难等，电子式互感器基于现代的传感技术和光电子技术，体积小巧，测试精度高，便于数字化组网安装。电子式互感器必将取代电磁式互感器是世界的共识。

由以上的分析可知，由于模拟式电子式互感器的模拟输出为弱电压信号，与电磁式互感器的输出差异巨大，并且数字式电子式互感器同时具有数字式信号输出，传统的互感器校验仪无法完成对电子式互感器的校验，同时电磁式互感器作为标准器，体积大，不易搬移。因此，研制一种既可以校验模拟式电子式互感器又可以校验数字式电子式互感器，既可以采用电磁式互感器作为标准器也可以采用电子式互感器作为标准器的校验设备是十分必要的。

目前互感器校验装置采用的主流方法是直接法，即利用电子装置直接取得标准信号和待测信号的有效值和相位，标准信号一般采自电磁式互感器，然后再计算它们之间的比差和角差。这种电子设备的实现方式可以大体上分为两大类：基于计算机的虚拟仪器和基于数字微处理芯片的便携式电子设备。虚拟仪器虽然功能强大，但是成本高昂，且不便于外出携带，工作环境要求苛刻。而采用高性能微处理器设计的便携式校验设备不仅价格低廉，环境耐受性强，而且测试精度丝毫不亚于基于工控机的虚拟仪器，正在成为电子式互感器校验设备的主流。

虽然市场上互感器校验仪种类丰富，技术成熟，但是纵观市场，兼容模拟式电子式互感器和数字式电子式互感器校验，并可以采用电子式互感器作为标准器的多功能小型校验系统还是凤毛麟角。

发明内容：

本发明的目的就是要克服现有技术的缺点，提供一种多功能电子式互感器校验仪。本发明的目的是这样实现的，一种多功能电子式互感器校验仪，包括模拟信号调理模块、校验电路模块、高精度数据采集模块、同步时钟模块、FPGA模块、数字信号处理及存储模块、显示及键盘模块、网络接口模块和通用标准接口模块所组成；

所述FPGA模块包括AD控制及存储模块、同步控制模块、网口控制及存储模块和数据控制中心模块；

信号源输出端所提供模拟信号输入到模拟信号调理模块，经模拟信号调理模块调理转换后输出到校验电路模块，该输出经校验电路模块进行倍率转换后，所得交流电压信号输出到高精度数据采集模块；该交流电压信号在高精度数据采集模块内部转换成差分信号后再进行模数转换，所得数字信号输入FPGA模块中的AD控制及存储模块；

数字式电子式电压互感器或数字式电子式电流互感器所提供数字信号通过网络接口模块，送入FPGA模块中的网口控制及存储模块；

同步时钟模块和FPGA模块中的同步控制模块之间建立传送控制信号的连接；

显示及键盘模块的键盘部份连接到FPGA模块的数据控制中心模块，操作人员操作键盘部份输入的键盘值送入数据控制中心模块；