[发明专利]电子式自动调零方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电能计量技术领域，具体涉及一种全自动有功和无功负载补偿调节的电子式 自动调零方法及装置。

背景技术

在各省级电力实验研究所、省级计量局及部分地区供电局中，为了检定高精度的电流标 准互感器，双级电流互感器和比较仪式电流互感器被广泛用作标准互感器。由于标准互感器 检定的工作量大，测量精度高，数据处理繁杂，对检定人员的要求高，为适应现代需要和便 于计算机信息处理，智能化成为电流标准互感器校验仪未来的发展趋势和研究热点。

目前，国家高电压计量站校验高精密电流互感器时，使用的校验系统通常采用比较仪式 标准电流互感器、手动调零装置、指针式指零仪、手动负载箱和电工式校验仪等校验设备， 在互感器检定过程中，当调整调压器升流至规程检定电流点，然后手动调整调零装置各个档 位盘，调整补偿互感器负载，同时观察指零仪指针状态，使其指到零位，然后提高指零仪的 显示精度，再次手动调整调零装置各个档位盘，使指零仪指零，直至满足精度要求为止。使 用的调零装置和指零仪是全电工式的，使用时需反复扭动左右共十组开关，调节输出正交补 偿量和同相补偿量，同时要观察指零仪的指针摆动方向是否到零位，整个检定过程自动化程 度低，调节时间长，劳动强度大，操作复杂，工作效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有校验系统存在的上述不足之处，提供一种全自动 有功和无功负载补偿调节的电子式自动调零方法及装置，对互感器测量系统进行磁通补偿， 使标准互感器达到磁平衡的作用，相位可调、极性可变。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

电子式自动调零方法，包括如下步骤：

1)将标准互感器测试的零位电压进行采样、放大、滤波后由单片机处理后显示零位电压 状态，根据零位电压的大小自动调节零位电压的分辨率(灵敏度)；

2)当试验电流上升到某一点时，测量补偿互感器的二次电流信号，并将采集到的二次电 流信号放大、滤波、正交处理，送入到单片机作为调节基准，调节基准包括同相分量和正交 分量，根据步骤1)中零位电压的大小调节同相分量和正交分量的大小；

3)将步骤2)中同相分量和正交分量的信号的数字控制量通过DA控制系统转成模拟控 制信号后相加混合，合成功放控制电路的驱动电压，通过功放控制电路输出不同相位、不同 伏值的电流信号，对补偿互感器的二次电流信号进行补偿，使得标准互感器达到零磁通，同 时标准互感器零位测试端显示零电压。

本发明还提供了一种电子式自动调零装置，包括零位检测单元、控制单元、功率调节补 偿单元和单片机：

所述零位检测单元包括零位信号采样模块、第一放大电路和第一滤波电路，零位信号采 样模块依次与第一放大电路和第一滤波电路连接后接至单片机，零位检测单元用于通过零位 信号采样模块监测互感器测量系统的零位电压状态(零位信号)，经第一放大电路放大和第 一滤波电路滤波，然后通过单片机计算其电位值，判断是否为零位状态；

所述控制单元包括基准信号采样模块、第二放大电路、第二滤波电路、90°移相模块、 正交跟随模块和同相跟随模块，基准信号采样模块依次与第二放大电路、第二滤波电路连接 后分支两路，一路接入90°移相模块、正交跟随模块后接至单片机，另一路接入同相跟随模 块后接至单片机；控制单元用于给输出电源提供相位和幅值可调节的、稳定可靠的驱动电压；

所述功率调节补偿单元包括DA控制系统、同相正交信号混合模块和功率输出模块，单 片机的输出端依次与DA控制系统、同相正交信号混合模块和功率输出模块连接，功率调节 补偿单元用于输出功率调节电压，对互感器测量系统进行补偿；

所述单片机用于将零位电压进行处理计算并显示零位状态值，同时按照调零程序的逻辑 顺序输出调节数字信号，对DA控制系统进行控制。

按上述方案，所述同相正交信号混合模块为加法器电路。

本发明的工作原理：以比较仪式标准电流互感器为标准，通过自动调零装置自动完成调 零，使得比较仪式标准电流互感器最终达到零磁通，再通过电流互感器校验仪读出被测互感 器的误差，最终传送给单片机处理。本装置尤其适用于实验室内工频比例标准检定标准互感 器试验回路中，工作中零位检测单元检测到补偿互感器非零位信号后，控制单元将自动调节 输出的补偿量，使系统达到磁平衡。