电子式互感器数字输出校验方案的研究

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电子式互感器误差校验装置的研究

和方法，更没有便携式的电子式互感器校验装置。清华大学于 2003 年研制了针对于模拟量输出 EIT 进行 - 57 -
总第 46 卷 2009 年
第 517 期
电测与仪表 Electrical Measurement &Instrumentation
Vol.46 No.517 Jan. 2009
Research for Electronic Instrument Transforms Error Calibration Device
ZHANG Peng-he1,2, HE Jun-jia2, LU Yi-biao3, WANG Bao-sheng4 （1.State Grid Electric Power Research Institute monitor the Technology Research Institute ， Wuhan 430074, China. 2. Huazhong University of Science and Technology， Wuhan 430074,China.3.Heilongjiang Electric Power Research Institute， Harbin 150030,China.4.Xinjiang Electric Power Research Institute， Wulumuqi 830000,China ） Abstract: The excellences and important functions of electronic instrument are described firstly. The definition of amplitude error, phase error and composite error for digital output of EIT are given in the paper based on the standard of IEC60044-7 and IEC60044-8. Subsequently the design principle of error calibration device is introduced: it adopts the individual sampling circuit of Field Programmable Gate Array (FPGA), by the use of the project of the absolute error and all digital phase-locked loop according to the digital quantity of the standard corresponding to output signals. Software adopts C# to program and deal with the signals ground on non-synchronized sampling. The hardware is simple, the measurement is convenient and the datum is precise. Key words： electronic instrument transforms(EIT), digital output, error calibration, device

电子式互感器现场校验

电子式互感器现场校验摘要：330kV永靖变电站是甘肃省首个330kV智能化变电站，电子式互感器是智能化变电站关键设备之一，由于其工作原理与传统互感器不同，不能用常规互感器的检验方法进行现场试验，所以怎样进行现场校验成为一个重要课题。

本文结合330kV永靖变电站调试工作，总结提出了电子式互感器现场校验方法。

关键词：电子式互感器合并单元现场校验方法电子式互感器由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电流或电压传感器组成，用于传输正比于被测量的量，供测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。

它相比传统互感器具有绝缘结构简单、体积小、抗饱和能力强、线性度好等优势，可避免传统互感器磁饱和、铁磁谐振、、CT断线导致高电压危险等固有问题。

合并单元是对远端模块（采集器）传来的三相电气量进行合并和同步处理，并将处理后的数字信号按特定的格式提供给间隔级设备使用的装置。

合并单元结构随着具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强电网的加快建设，甘肃省首个330kV智能化变电站--330kV永靖变电站投入运行，后续智能化变电站也即将开工，电子式互感器作为智能变电站的重要设备，它的现场检验方法是变电站电气试验人员必须掌握的。

电子式互感器现场校验方法：1.电子式互感器校验原理：图1 电子式互感器校验原理图电子式互感器校验仪既可以完成电流互感器的校验也可以用作电压互感器的校验。

其校验系统组成框图如图1所示，该系统分为电流标准通道，电压标准通道，电流被测通道，电压被测通道，校验仪数据处理平台。

电流标准通道由传感部分、采集器、传输模块、电源管理模块组成，输入标准互感器二次模拟量。

电流被测通道由被校互感器、信号转换器、传输模块组成，输入电子式互感器经合并单元后的数字输入。

传感部分将传输线上的电流转换成电压信号，校验仪通过采集器获取标准电流传感器和被校电流传感器的电参量，并将这些电参量以标准格式上传给计算机，计算机数据处理平台将同一时刻的两个信号进行比对处理，计算出被校电流传感器的误差情况，显示并记录测量结果。

电子式互感器校准方法与技术

电子式互感器校准方法与技术作者：董雪婷杨娜于承扬来源：《知识文库》2019年第16期近年来，电子式互感器成为各车间、生产单位的基础电子设备，因此，对于电子互感器的校准精准度的要求越来越高。

首先，对于电子互感器的校准原理要有所了解，校准仪器与校准步骤要与电子互感器的校准原理相适应，避免在校准过程中对电子式互感器造成二次伤害，对企业造成极大的损失。

1.1 电流互感器的校准原理有源电子式电流互感器是通过电子技术将一次传感器输出的电压转化为数字信号，通过光纤传给二次设备。

在这个过程中，信号接收器与二次传导装置起到了十分重要的作用。

对于有源电子式电流互感器的检测首先要保证电路的完整性及电流大小是否满足互感器的工作运行。

无源电子式电流互感器是光波在通过磁光材料时，电流由于自身的磁效应会产生与自身电流成正比的磁场，而光波在穿過一定电流产生的磁场时，会产生一定角度的翻转或倾斜，电流越大磁场越大，则光束发生的偏转越大，反之，光束发生的偏转角度越小，在校准过程中就可以根据光束发生的偏移角度判断电流大小，电子式传感器的精度高低，以及是否存在隐藏的技术漏洞。

对于这种互感器的检测不需要电源的持续供电，要保证电路中有满足互感器工作要求的稳定电流，以满足互感器的检测。

1.2 电压互感器的校准原理常见有源型电子式电压互感器的传感头部分采用传统的传感技术，即电容分压技术。

被测对象通过电容分压测量单元后形成较低的电压，A/D 转换单元将电容分压测量单元的输出的模拟信号转化为数字信号，通过光纤传给二次设备。

由于其高压侧A/D转换部分需要电源供电，所以称为有源光学电压互感器。

无源光学电压互感器的测量原理大致可分为基于Pokels效应和基于逆压电效应或电致伸缩效应两种，现在研究的光学电压互感器大多是基于Pokels效应的。

Pokels效应就是某些晶体在外加电场作用下，其折射率发生相应的变化。

一束线性偏振光照射到晶体表面时，分裂成振动方向相互垂直的两束光，其相位差与所加电压成正比。

探究电子式互感器和智能电能表校验技术

探究电子式互感器和智能电能表校验技术1 电子式互感器1.1 引言目前数字化变电站的技术比较成熟，在很多试点推广。

作为决定性设备，电子式互感器的推广应用有着举足轻重的作用，适用的校验技术需要企业及时引进和采用，以此保障整个电网的安全运行。

1.2 常见的电子式互感器工作原理1.2.1 无源电子式交流互感器在以磁光效应理论为基础（法拉第）运行，主要是光波通过磁光材质时使其偏振面旋转，旋转的角度即可确定电流大小，也称为电流产生的磁场发生的偏振面旋转。

因此测量原理可以分为逆压电效应（或电致伸缩效应）和Pokels效应两种，其中第二个是主要作用原理。

Pokels效应在外加电场的作用下，某些警惕的折射率发生变化。

比如一束偏振光在晶体表面发生折射时，将分为相互垂直的两束线性光线（震动方向上），其电压和相位差成正比。

1.2.2 有源电子式电流互感器是通过电子技术将一次传感器输出的电压转化为数字信号，此时数字信号可以通过光线传给二次设备。

需要电源给A/D转换装置供电，所以称为有源电子式互感器。

此种传感部分工作原理主要是传统的电容分压技术，电容分压测量单位使被测对象形成较低电压，此时可以将输出的模拟信号转成数字信号，再利用光纤传导给二次设备。

2 电子式互感器校验技术2.1 电子式互感器校验的原因和意义目前电子式互感器的校验均为离线式校验，使得现场校验时的工作效率较低，在线校验可以提高和完善电子式互感器的性能检测以及提高监测工作效率。

在运行中定时在线校验，不仅可以提前预防事故的发生并降低企业损失，还提高了整个变电站的运行稳定性和可靠性。

电子式互感器在线校验技术相比离线状态下更加具有优势：（1）在不断电的情况下，监测数据和误差校验，减少损失，高效运转；（2）为其他互感器提供参数；（3）数据还可以支持之后的数字式电能表的安全有效运行；（4）针对性维护，电子式电流互感器利用率大大增加；（5）产品可靠性增加，全面的故障分析可以提供有效的反馈。

电子式电压互感器校验方法浅谈

电子式电压互感器校验方法浅谈摘要：随着我国逐渐加快对国家智能电网的建设，智能化变电站越来越受到重视，而变电站由很多部分组成，这其中，电子式电压互感器就是很重要的一部分，但是因为电子式电压互感器内部结构较为复杂特殊，很难应用其装置进行检验，其校验方法一直是国内外的研究热点，对电力系统影响很大。

因此，电子式电压互感器校验方法要求每个变电站员工都必须熟练掌握。

下面本文将从以下四方面入手：介绍电子式电压互感器概念、阐述校验法现状、叙述校验方法及其研究。

通过这四个方面来谈一谈电子式电压互感器校验方法。

关键词：电子式电压互感器；校验方法；研究一、电子式电压互感器介绍电子式电压互感器由连接到传输系统和二次转换器的一个或者多个电流或电压传感器组成，采用了光电子器件用于传输正比于被测量的量，控制设备、仪表和继电保护、供给测量仪器的一种设备。

由于是数字接口，一组电子式电压互感器只需要合用一台合并单元就能让放到的电子式电压互感器有两个类型：第一是有源式。

即通过分压原理或电磁感应把电流电压信号转变成小电压信号，再将其转变为光信号，最后输送给二次设备；第二是无源式。

利用电光和磁光效应把电流电压直接转变为光信号。

通常来说，在测量大短路电流存在的问题上，传统的互感器存在很多不可弥补的缺点：如安全性能低、精度不够准确、测量不到直流分量、高电压情况下绝缘结构成本高、大电流容易出现磁饱和等。

由于结构不同，电子式电压互感器与其相比则显得功能齐全很多，并且克服了这些缺点。

从原理上来看，电子式电压互感器可以分为三类：第一类，铁芯线圈式低功率电流互感器。

由传统电流互感器发展而来，相对来说已有进步。

主抓高阻抗电阻设计，能够减少功率的损耗、测量范围扩大，测量十分精准。

第二类，光学电流互感器。

被测电流传感器主要是光学器件，例如光纤、光学玻璃等。

根据光波的物理特征，可以将其概括为偏振调制、波长调制、相位调制、强度调制等。

第三类，空心线圈电流互感器。

电子式互感器的现场校验方法分析

ｍｉａｅｏｒｏｏｒｃｉｎｐｒｍｅｅ．ｓｋｆｅｒｒｃｒｅｔｏａａｔｒｔＫｅｒｓｅｅｔｏｉｒｎｆｒｒｉｌａｉｒｔｎ；ｅｒｒｏｒｃｉｎｍｅｈｄ；ｓｃｒｔｙｗｏｄ：ｌｃｒｎｃｔａｓｏｍｅ；ｆｅｄｃｌａｉｂｏｒｏ；ｃｒｅｔｔｏｏｅｕｉｙ
ＰｏｒＲｅｅｒｈＩｓ．ｏａｇｏｇＰｗｅｉｒ，ＧｕｎｚｏｗｅｓａｃｎｔｆＧｕｎｄｎｏｒＧｒｄＣｏｐ．ａｇｈｕ，Ｇｕｎｄｎ１００，Ｃｈｉａａｇｏｇ５０８ｎ）
ＡｂｔａｔＴｏｓｌｅｔｅｐｏｌｍｆｌｒｅｄｓｒｐｎｙｂｔｅｉｌａｉｒｔｎｄｔｎａｔｒｃｅｔｎｅｔｓａａｏｓｒｃ：ｏｖｈｒｂｅｏａｇｉｃｅａｃｅｗｅｎｆｅｄｃｌａｉａａａｄｆｃｏｙａｃｐａｃｅｔｄｔｆｂｏｅｅｔｏｉｒｎｆｒｒｔｅｆｌｃｅｔｎｅｔｓｆｅｅｔｏｉｒｎｆｒｒｆｒ２０ｋＳｎｉｎｕｓｔｎｉｏｇｈｎ．ｌｃｒｎｃｔａｓｏｍｅ，ｈｉｄａｃｐａｃｅｔｏｌｃｒｎｃｔａｓｏｍｅｏ２ＶａｘａｇＳｂａｉｎＺｈｎｓａｅｏ
ＳＯＮＧ－ｉＸｉｌ，ＺＨＯＵｈｎ —ｉ，ＬＩＧｕ — ｉｇｎＳａｇｌＮｏｙｎ２（．ＧｕｎｚｏｅｅｇＰｗｅｃｎｌｇｖｌｐｎ１ａｇｈｕＹｕｎｎｏｒＴｅｈｏｏｙＤｅｅｏｍｅｔＣｏ．，Ｌｔ，Ｇｕｎｚｏ，Ｇｕｎｄｎ１６０，Ｃｈｎｄ．ａｇｈｕａｇｏｇ５００ｉａ；２．Ｅｌｃｒｃｅｔｉ

数字量输出电子式电压互感器的高精度在线校验方法

=
100 V/57.7 V
D FK
3
量输出电子式互感器的校验系统进行了研究 . 然而, 以上的校验方法只解决了停电后互感器退出运行时的校验问题 . 停电校验方式针对传统互感器是可行的 , 因其故障率较低 , 根据测量用电压互感器检定规程 J 一般每隔２年或更长 J G３１４２０１０规定, 时间停电检修一次 . 而对于电子式互感器 , 为了及给用户和供电公司带来诸多不便 , 且不利于发现运行中互感器存在的问题 . 本文提出一种数字量输出电子式电压互感器的在线校验系统 , 在充分考虑现场校验时各种影响校验系统准确度因素的前提下 , 利用特殊设计的标准电压在线测量单元 , 可在不停电时接入电网 , 对运行
( 7 K=4
传统校验方式通过升压器等设备将高压信号加
准确度为０．０２级的 S F ６绝缘电磁式电压互感器作为标准电压互感器 , 不受杂散电容的影响 , 抗干扰能力强 , 体积小 , 重量轻 , 适合现场校验 . 标准电压在线测量单元在接入或退出高压母线时, 可能会产生危害设备绝缘的操作过电压 . 根据压的４倍 . 因此 , 设计时标准电压在线测量单元的 ) , 工频耐压为４倍的额定电压 ( 从而保证了在１m i n 线操作时的安全 .
εma ì x ï εAD ＝ ï UI N ï ï q ( ) ２ í εma x ＝ʃ ２ ï ï １ ï Uf q＝ N s ï ２－１ î / 式中 : N 为A D 转换器的分辨率 ; Uf s为电压满量程 ) ; / 输入电压 ( 为本系统设计１０V UI A D 转换器额 N ; / 定输入电压 ( ２ V) D 能分辨的最小模拟输 q为A

电子式互感器的校准方法与技术_余春雨

①不能检测被测互感器数字输出信号是否符合标准要求 ; ②分离 A/ D 转换与 D/ A 转换带来的误差很困难 ; ③被测互感器的时延 (采样 ,A/ D 转换 , 数据处理 ,D/ A 转换) 带来的相位偏差与互感器本身相移之和可能超出校验仪的测试范围 (典型平衡电桥允许相移 200 mrad) 。
图 1 电磁式与电子式互感器的相位误差 Fig11 Phase error of electro2magnetic and electronic
instrument transformer
2 电子式互感器的校准方法
校准模拟输出的电子式互感器需改进校验传统电磁式互感器校验系统。标准器目前还用标准电磁式互感器。由于电子式的 TA 、TV 的模拟输出都是小电压信号 ,所以要用标准电阻调整标准电磁式互感器二次输出信号 ,二者送入同步放大器作比较。另外 ,电子式互感器的模拟输出信号远小于电磁式互感器二次输出信号 ,因此校验仪要考虑微弱信号的处理问题。
·20 · Apr12004 HI GH VOL TA GE EN GIN EER IN G Vol. 30 No. 4
电子式互感器的校准方法与技术
余春雨 , 叶国雄 , 王晓琪 , 李晓林 , 李伟 (武汉高压研究所 ,武汉 430074)
CAL IBRATION TECHNIQUE OF EL ECTRONIC INSTRUMENT TRANSD UCERS
0 前言
传统的电磁式电力互感器校准系统由标准互感器、被测互感器和互感器校验仪组成 ,其中互感器校验仪采用测差原理即被测互感器与标准互感器接成差值回路 ,利用测差装置检测。测差装置引入的误差是互感器误差的误差 ,校验仪对电源 (高电压源和大电流源) 的稳定性没有特殊要求。

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ｐｐｒｄｓｇｅｉｄｏｌｃｒｎｃｔａｆｒｒＳｄｇｔｌＯｔｕａｉｒｔｌｎｔｅｌｅｄｔｎｌｉ．ａａａｙｉｏｒｔａｕｒｏｎａｅｅｉｎｄａｋｎｆｅｅｔｏｉｒｎｓｏｍｅ ’ ｉｉａＵｌｔｃｌａｉｐａｏｒａｉａａａａｙｓｓＶｉｎｌｓｓｔａｉｖｌｅｅｒｒａｄＣ）ｂｏｎｚｏ
Ｔ
ｌ电子式互感器校验方案设计
电子式互感器二次输出与传统互感器的二次输出不同，分为数字输出和模拟输出两种。校准数字图１数字输出式电子互感器校准ｉｅｒｇＳｕｈａｔｎｖｒｉ，ｍｉ１０６ＣｉａＳｈｏｏＥｅｔｃＥｇｎｅｉ，ｏｔｅｓｉｓｔＮａｎｒａｎＵｅｙｇ２０９，ｈｎ）
Ａｂｓｒｃ：ｍｉｇａｈｅｕｒｍｅｔｔｌｉｅｔｓｂｔｔｎｉｆｒｔｏｉｉｌａｉｎｆｎｔｏｔｇａｉｎａｄｃｍｐｃｅｔｕｔｒ，ｈｓｔａｔＡｉｎｔｔｅｒｑｉｅｎｉｅｌｇｎｕｓａｉｎｏｍａｉｎｄｇｔｉｔｕｃｉｎｉｅｒｔｏｎｏａｔｄｓｒｃｕｅｔｉｏｆｎｏａｚｏｎ
０引言
近年来，国家电网公司提出了建设中国特色统
一
输出的电子式互感器的标准器目前和传统互感器校验系统一样也是用标准电磁式互感器。因此有两种方法，一是将被测互感器的数字输出经ＤＡ转换，／然后与标准互感器输出比较；二是将标准互感器的模拟输出经ＡＤ转换，／然后与被测互感器输出比较。第一种方法易实现且可与模拟输出的传统互感器校准系统合并，但它存在以下问题：（）不能检测被１测互感器数字输出信号是否符合标准要求；（）分２离ＡＤ转换与ＤＡ转换带来的误差很困难；（）被／／３测互感器的延时带来的相位偏差与互感器本身相移之和可能超出校验仪的测试范围。第二种方法无以上问题且对将来出现的变化易于调整，其原理方框
ＳｔｄｙｏｅｔｏｉａｆｒｅｉｉａｕｔｌｂｒｔｏａｕｎＥｌｃｒｎｃＴｒｎｓｏｍｒＤｇｔｌＯｐｕｔＣａｉａｉｎＰｌｎ
ＹＵＥｎＭＥＩｕ，Ｙｕ，ｎＺＨＥＪＮＧｉｎｙｎＪａ — ｏｇ
见图１以电流互感器为例）。（
坚强智能电网的战略发展思路。其中，智能变电
站作为智能电网高级输电运行的重要组成单元是实现坚强智能电网的关键和基础，而互感器作为智能变电站设备层中首要部分，正面临实现智能化的发展要求。电子式互感器因为其数字化输出、无铁芯、绝缘系统简单等优点已逐渐成为研究热点，对于数字输出的电子式互感器，国际电工委员会也做出了相应的标准化工作，并对误差做出了新的定义，采用绝对测量法检测，对电源的稳定性有要求，误差测量系统也与传统互感器测差原理完全不同，所以必须开发新的校准系统。
ｖｃｏｒｏｆａｌｃｒｎｃｔａｓｏｒｒｔｅｗｉｄｗ— ｄｅｉｃｅｅＦｕｉｒａｇｏｉｍｓａｐｉｄｔａｒｕｉｌｔｎａａｙｉｆｅｏｅｔｒｅｒｏｎｅｅｔｏｉｎｆｍｅ，ｈｎｏａｄｄｄｓｒｔｏｒｅｌｒｔｒｈｗａｐｌｅｏｃｒｙｏｔｓｍｕａｉｎｌｓｓｏｒｒｏｄｔ．ｅＬＡＢＶＩａａＴｈＥＷｒｇａｈｓｒｆｄｔｅｆａｉｌｙｏｆｈｌｎ．ｐｏｒｍａｉｅｈｅｓｂｉｔｔｅｐａｖｅｉｉＫｅｒｓｌｃｒｎｉａｓｏｅ；ｇｔｌｕｐｔａｉｒｔｎ；ｒｏｙｗｏｄ：ｅｅｔｏｃｔｎｆｒｒｄｉｉｔｕｌａｉｅｒｒｒｍａｏｃｂｏ
电工电气
（０２．２１２Ｎｏ）
电子式互感器数字输出校验方案的研究
检验与测试
电子式互感器数字输出校验方案的研究
岳芸，梅军，郑建勇
（东南大学电气工程学院，江苏南京２９）１０６０
摘要：针对智能变电站信息数字化、功能集成化、结构紧凑化的要求，设计一种实现数据分析的电子式互感器数字输出校验方案。通过分析电子式互感器的比值误差和向量误差，运用加窗的离散傅里叶算法进行了误差数据的仿真分析，ＬｂＩＷａＶＥ程序验证了该方案的可行性。关键词：电子式互感器；数字输出检验；误差中图分类号：Ｔ４文献标识码：Ａ文章编号：１０ — １５２１）２０４— ３Ｍ５０７３７（０２０— ０８０