[发明专利]一种校验直流互感器方波响应的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及仪器校验领域，并且更具体地，涉及一种校验直流互感器方波响应的装置和方法。

背景技术

目前直流输电系统中，直流电压、电流互感器测量的信号主要是用于控制保护。相对于交流输电系统，直流输电系统对控制保护信号有更快的采样速度、更宽的频带宽度等要求，这一点在柔性直流输电系统中表现得尤为突出。柔性直流输电系统直流侧故障时的回路阻抗非常小，容易在瞬时产生很大的故障电流，同时，柔性直流输电系统的调控能力强，所以为了提高柔性直流系统的响应速度，抑制故障电流，提高电力系统的安全稳定性，需要控制保护信号采样具有更快的采样速度和更宽的频带宽度，同时也对暂态特性提出了更高的要求，如在±500kV柔性直流输电中要求直流互感器信号传输延时小于60μs，频带宽度要达到5kHz。

相关国标对直流互感器的暂态特性提出了明确的试验要求，但是目前国内尚没有能够按照国标要求进行完整暂态特性试验的机构：暂态电压试验没有开展，暂态电流试验通过等安匝来实现，而换流站中使用的大多数直流电流互感器为分流器型直流电流互感器，无法使用等安匝试验法。因此现有试验能力无法达到标准中规定的试验要求。随着直流输电技术的飞速发展、交直流混联电网规模的逐步扩大，直流输电系统的安全稳定性问题更加突出，而开展直流互感器的暂态特性试验，能有效提高对直流互感器性能的甄别能力，确保直流输电系统的安全稳定运行。因此，西安高压电器研究所、中国计量研究院、南方电网的相关试验研究机构等，都在积极开展直流互感器相关的科学研究和试验能力建设工作。

云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院申请的发明专利一种电流互感器暂态特性测试仪(专利号：201420149007.5)，国网河南省电力公司电力科学研究院申请的发明专利电子式电流互感器暂态传变延时时间测量装置及测量方法(专利号：201410227561.5)，云南电网有限责任公司电力科学研究院申请的发明专利电子式电流互感器暂态特性分析系统及方法(专利号：201610030521.0)。中国电力科学研究院申请的发明专利一种电子式电流互感器的大电流暂态特性检测装置(专利号：ZL201410406242.0)，目前国内已经申请的互感器暂态校验的专利基本上都是针对交流互感器，直流互感器暂态特性校验方面的专利较少，而且尚未发现方波响应方面的暂态校验。

发明内容

为了解决背景技术存在的校验直流互感器方波响应的方法和装置不足的技术问题，本发明提供一种校验直流互感器方波响应的装置，所述装置包括：

方波电流源，其用于提供校验直流互感器方波响应的方波电流；

标准直流互感器，其用于为直流互感器方波响应校验提供校准信号；

协议转换单元，将待校验直流互感器输出的光数字信号解析并转换为电数字信号；

时钟同步单元，其用于同步采集待测直流互感器和标准直流互感器的输出信号；

校验单元，其用于采集标准直流互感器和待校验直流互感器的输出信号并进行计算以得到校验结果。

优选地，所述方波电流源包括信号发生器和功率放大器，其中，信号发生器作为方波信号源，为所述装置提供参数可调的信号级输入，所述功率放大器提供信号发生器输出信号的功率级放大。

优选地，所述信号发生器可调节的参数包括方波信号的频率、脉冲宽度和上升/下降沿时间。

优选地，所述协议转换单元包括光电转换模块和嵌入式模块，当待校验直流互感器输出光数字信号时，经过光电转换模块转换为电数字信号，并通过嵌入式模块对电数字信号进行采集、协议解析和数据打包后发送到校验单元的校验模块。

优选地，所述校验单元包括A/D采集模块和校验模块，具有双通道模拟信号输入接口和数字信号输入接口，其中A/D采集模块用于采集标准直流互感器和待校验直流互感器输出的模拟信号，校验模块用于根据接收的标准直流互感器和待校验直流互感器的输出信号计算待校验直流互感器的基本误差和方波响应性能参数。

优选地，所述校验单元采用Labview测量技术和重采样技术对接收的标准直流互感器和待校验直流互感器的输出信号进行处理。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种校验直流互感器方波响应的方法，所述方法包括：

方波电流源向待校验直流互感器和标准直流互感器输出进行直流互感器方波响应校验的方波电流；

在模拟量校验模式下，A/D采集模块采集待校验直流互感器和标准直流互感器输出的模拟信号并发送至校验模块，校验模块根据接收的模拟信号计算待校验直流互感器的基本误差和方波响应性能参数；