[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

摘要

本发明公开了一种基于虚拟仪器校验电力互感器的装置及方法。其装置包括由计算机构成的虚拟仪器平台（1），虚拟仪器平台与信号采集主机（2）有线或无线连接，信号采集主机上插接有标准信号采集卡（3）和待测信号采集卡（4），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。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。

主权项

一种基于虚拟仪器校验电力互感器的方法，其特征在于：该方法是在计算机内安装虚拟仪器开发软件构成的虚拟仪器平台（1），虚拟仪器平台（1）与信号采集主机（2）有线或无线连接，信号采集主机（2）上插接有标准信号采集卡（3）和待测信号采集卡（4），标准信号采集卡（3）的输入端与精密互感器输出信号连接，待测信号采集卡（4）的输入端与待测互感器输出信号连接；标准信号采集卡（3）和待测信号采集卡（4）的采样频率为5000Hz；标准信号采集卡（3）和待测信号采集卡（4）内设有模数转换模块（A/D）；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；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；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；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；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。