[发明专利]一种基于虚拟仪器校验电力互感器的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于虚拟仪器校验电力互感器的装置及方法，属于利用虚拟仪器校验电力计量元器件的技术领域。

背景技术

电力互感器是按比例变换电压或电流的设备。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压或标准小电流以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。

电力互感器的变换比例和相位差精度直接影响着电力计量的准确度，电力互感器的准确度和稳定性是电力系统计量、保护、监测的重要保证。因此使用一定年限后，都需要做定期校验，这是电能计量单位的日常工作。

现有电力互感器校验装置多为实体装置，存在结构复杂，体积笨重，成本高，适应性较差等不足。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于虚拟仪器校验电力互感器的装置及方法。以解决现有电力互感器校验装置结构复杂，体积笨重，成本高，适应性较差的问题。

本发明的技术方案：

一种基于虚拟仪器校验电力互感器的装置，包括由计算机构成的虚拟仪器平台，虚拟仪器平台与信号采集主机有线或无线连接，信号采集主机上插接有标准信号采集卡和待测信号采集卡，标准信号采集卡的输入端与精密互感器输出信号连接，待测信号采集卡的输入端与待测互感器输出信号连接。

前述装置中，所述标准信号采集卡和待测信号采集卡的采样频率为5000Hz。

前述装置中，所述标准信号采集卡和待测信号采集卡内设有模数转换模块。

采用前述装置校验电力互感器的方法，该方法是在计算机内安装虚拟仪器开发软件，在虚拟仪器开发软件内开发有互感器误差校验程序，用计算机作为该校验装置的计算与操作显示面板，通过物理采集装置分别与精密互感器输出信号和待测互感器输出信号连接；以精密互感器信号作为标准信号，将待测互感器信号作为待测信号；通过由计算机构成的虚拟仪器对标准信号和待测信号进行比较，并计算出待测信号与标准信号之间的比差值和角差值，以实现对待测互感器的校验目的。

前述方法中，所述信号采集主机上插有两块采集卡，一块是与精密互感器输入信号连接的标准信号采集卡，另一块是与待测互感器输入信号连接的待测信号采集卡；两块采集卡将两台互感器输出的工频电力模拟信号转换成数字信号后，由信号采集主机打包发给虚拟仪器的计算与操作显示面板。

前述方法中，所述采集卡以远高于工频的频率对互感器输入信号进行采样，获得高精度的原始输入，利于后期扩展谐波分析功能。

前述方法中，所述比差值的计算方法是分别对指定时长的精密互感器和待测互感器两路输入信号的波形取绝对值，分别求取对时间的数值积分；然后由待测信号积分值除以标准信号积分值，得到比例值，经转换获得待测互感器在当前负荷下的比差值。

前述方法中，所述角差值的计算方法是：截取指定时长的精密互感器和待测互感器两路输入信号的波形，对待测互感器波形信号进行指定相位步长的样条插值，将插值后的波形数组取绝对值后作对时间的数值积分，该积分值与标准信号的积分值做比较，以接近标准信号的积分值的方向作为插值移步方向，直至两积分值之差为最小，认为两波形重合，所移步长累加即是待测互感器与精密互感器在当前负荷下的相位差，即角差值。

与现有技术相比，本发明利用在计算机内开发的虚拟仪器与通用的模拟信号采集设备相结合的方式完成电力互感器的校验，可以达到与传统仪器相当的效果。另外，虚拟仪器技术利用计算机庞大的软、硬件资源，可以实现精度非常高的数据计算、显示及存储等功能。虚拟仪器使得硬件电路逻辑变得简单，模块之间通过简单的连接即可。易于升级替换，可以很方便的提高系统性能。本发明用数值积分方法完成互感器比差校验，用数值分析中的样条插值方法完成角差拟合。由于电力系统的电压电流波形都是连续的，且标准情形下均为正弦，所以以样条插值方法对离散的电压电流波形采集数据进行拟合，满足样条插值的适用范围，具有很高的精度。在本领域的学术文献中目前尚未检索到有将样条插值方法用于互感器误差补偿的研究。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是虚拟仪器的工作流程图。

图中的标记为：1-虚拟仪器平台，2-信号采集主机，3-标准信号采集卡，4-待测信号采集卡。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。