一种基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置，所述的校验装置包括电压源和数字信号读取模块；电压源用于产生模拟待校验的零磁通电流互感器的电子模块输出信号的电压信号，该电压信号为电压模拟量作为校验用的基准信号；电压源与待校验的零磁通电流互感器测量模块(板卡)相连；数字信号读取模块为与待校验的零磁通电流互感器测量模块(板卡)连接的电力控制系统或电力保护系统。该基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置易于实施，成本低，校准精度高。
【专利说明】
一种基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置
技术领域
[0001]本实用新型属于电气工程技术领域，涉及一种基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置。
【背景技术】
[0002]随着(特)高压直流输电技术的推广，零磁通电流互感器在电力系统中的应用也越来越多。零磁通电流互感器所测量得到的数据作为(特)高压直流输电最重要的状态量，直接参与高压直流输电控制与保护功能运算，对(特)高压直流输电安全稳定运行影响重大。若开展直流控制保护系统现场校验，更无法避开对零磁通电流互感器所在测量通道进行虚负荷校验。目前常用的零磁通电流互感器传输原理一般如附图1所示，由二次绕组、电子模块和测量模块(板卡)组成，如ABB生产的DCCT3000。电子模块与多个二次绕组连接，将所测量一次电流值转换为小电压模拟信号，通过电缆至测量模块(板卡)。测量模块(板卡)将小电压模拟信号转换数字信号，通过数据网络直接送给相应的控制、保护装置。目前对零磁通电流互感器所在测量通道施加虚拟量的方法一般在一次侧施加电流模拟量。但这方法需要拆接一次线路、使用能输出大电流的功率源，耗时、耗力、安全风险大。更重要的一点是，受加量设备容量的限制，采用一次侧施加模拟量的方法一般最大只能施加等同额定运行电流大小的模拟量，不能完全满足直流控制保护系统现场校验的需要(最大需5倍额定电流)。
[0003]现有的针对电流互感器的校验方法较多，但一般是针对交流的电子式电流互感器，如公开号为CN 1 0 1 408597A的电流互感器带电校验的方法，其申请号为CN200710046987;再如申请号为CN201120439554.3的专利公开的一种高压电流互感器在线校验装置;这些校验装置和方法均无法应用于零磁通电流互感器。
[0004]因此，有必要设计一种基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置，该基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置及其方法易于实施，成本低，校准精度高。
[0006]本实用新型的技术解决方案如下:
[0007]—种基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置，包括电压源、测量模块(板卡)和数字信号读取模块；
[0008]电压源用于产生模拟待校验的零磁通电流互感器的电子模块输出信号的电压信号，作为校验用的基准信号;该电压信号为电压模拟量；
[0009]电压源与测量模块(板卡)相连；
[0010]测量模块(板卡)为待校验的零磁通电流互感器的测量模块(板卡)；
[0011]数字信号读取模块与测量模块相连，用于读取测量模块(板卡)输出的数字信号。
[0012]所述电压源的输出电压的范围是0-10V。
[0013]所述数字信号读取模块为电力控制系统或电力保护系统。优选是采用现有的电力控制系统或电力保护系统，这样不必要另外增加投资，不必另外使用其他的电路或仪器设备来读取数据，成本最低，也最方便。
[0014]所述电压源准确度(即精度)为0.01%，分辨率为0.lmV，调节细度为lmV。
[0015]本实用新型的核心构思是在零磁通电流互感器二次侧施加模拟量，具体包括以下步骤:(I)、电压源选用可输出小电压信号的高精度直流标准源，与待校验的零磁通电流互感器测量模块(板卡)通过电缆连接；(2)、高精度直流标准源输出所需施加的电压模拟量至测量模块(板卡)；(3)、测量模块(板卡)与就地现有直流控制保护系统连接；(4)、测量模块(板卡)将模拟量信号转换数字信号送与之连接的电力控制系统或电力保护系统使用。(5)、通过电力控制系统或电力保护系统监控平台采集测量数据，分析比对，实现对零磁通电流互感器的校验。
[0016]有益效果:
[0017]本实用新型的基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置，其核心是在零磁通电流互感器二次侧施加模拟量，可完全满足直流控制保护系统现场校验的需要。
[0018]本实用新型具有以下突出的特点:
[0019](I)、接线简单。无需对一次线路进行拆装，只需在控制或保护室内零磁通电流互感器电子模块输出回路端子排上内部接线解开，接入试验线即可，反之，则恢复。
[0020](2)、设备获取方便。所选用的可输出小电压信号的高精度直流标准源为市场成熟设备，获取方便。
[0021](3)、可施加量大。对于各种零磁通电流互感器，5倍额定电流对应的二次侧电流量不超过10V。高精度标准源可完全满足需求，即施加等同于5倍一次额定电流的模拟量。
[0022](4)、安全风险小。整个加量实施过程可在待校验的零磁通电流互感器电子模块所在控制或保护室内完成，且过程中也不会出现危及人身、设备安全的大电流、大电压的情况。
[0023](5)当采用现有的电力控制系统或电力保护系统作为数字数字信号读取模块时，能直接在显示界面获取读数，成本最低，也最方便。这也是本实用新型的关键点之一。
【附图说明】
[0024]图1为零磁通电流互感器原理框图；
[0025]图2为本实用新型一实施例实施图。
【具体实施方式】
[0026]以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明:
[0027]实施例1:
[0028]如图2，一种基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置，包括电压源、测量模块(板卡)和数字信号读取模块;测量模块(板卡)为待校验的零磁通电流互感器的测量模块(板卡)；电压源用于产生模拟待校验的零磁通电流互感器的电子模块输出信号的电压信号，该电压信号为电压模拟量作为校验用的基准信号；电压源与测量模块(板卡)相连；数字信号读取模块为用于读取测量模块(板卡)输出的数字信号。
[0029]电压源的输出电压的范围是0-10V。
[0030]数字信号读取模块为电力控制系统或电力保护系统。即优选是采用现有的电力控制系统或电力保护系统，这样不必要另外增加投资，不必另外使用其他的电路或仪器设备来读取数据，成本最低，也最方便。
[0031 ]用于产生模拟信号的电压源准确度(即精度)为0.01 %，分辨率为0.1mV，调节细度为 ImV ο
[0032]一种零磁通电流互感器的校验方法，采用前述的基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置，通过电压源模拟待校验的零磁通电流互感器电子模块，从而对待校验的零磁通电流互感器实施校验。
[0033]用于产生模拟信号的电压源准确度(即精度)为0.01%，分辨率为0.1mV，调节细度为 ImV ο
[0034]设一次线路额定电流为I，对应待测零磁通电流互感器的电子模块输出电压为U;
[0035]所述的校验过程为:
[0036]设定电压源的输出电压值为u= K*U;*表示相乘，K为系数，根据直流控制保护校验的需求，可以O到5之间的数；
[0037]将电压源的输出电压加载在测量模块(板卡)，模拟一次线路电流K*I，同时从数字信号读取模块获取零磁通电流互感器测量量i;选取不同的K，将i与Κ*Ι作比较并计算误差，若误差小于预设阀值，则验证通过，否则验证不通过。
[0038]K取值可为0.2到5之间的任一数，预设阀值可为I的0.2%到10%。具体取值需根据电力控制系统或电力保护系统的需求和零磁通电流互感器设计精度水平确定。
[0039]本实用新型的实施步骤为如下:
[0040](1)、选用可输出小电压信号的高精度直流标准源，与待校验的零磁通电流互感器测量模块(板卡)通过电缆连接；
[0041 ] (2)、高精度直流标准源输出所需施加的电压模拟量至测量模块(板卡)；
[0042](3)、测量模块(板卡)与就地现有直流控制保护系统连接；
[0043](4)、测量模块(板卡)将模拟量信号转换数字信号送与之连接的电力控制系统或电力保护系统使用。
[0044](5)、通过电力控制系统或电力保护系统监控平台采集测量数据，分析比对，实现对零磁通电流互感器的校验。
[0045]一个具体的校验实例如下:
[0046]对某换流站直流极母线零磁通电流互感器(ABB DCCT3000型)开展校验工作。该换流站额定直流电流为3000A，对应零磁通电流互感器的电子模块输出的电压信号(即额定检测电压U)为1.66V。根据该站直流控制保护系统需求和零磁通电流互感器设计精度，该零磁通电流互感器在0.2到I倍一次额定电流条件下，精度要求不大于0.2% ;在大于I倍到5倍一次额定电流条件下，精度要求不大于10%。
[0047]具体实施步骤为如下:
[0048](I)、选用输出电压范围为0-10V，准确度为0.01%,分辨率为0.lmV，调节细度为ImV的电压源，与待校验的零磁通电流互感器测量模块(板卡)通过电缆连接；
[0049](2)、电压源输出值1.66V，即I倍额定检测电压U，对应模拟一次电流值为3000A ；
[0050](3)、待校验的零磁通电流互感器测量模块(板卡)输出数字信号3003.3A。
[0051](4)、调整电压源输出至8.3V，S卩5倍额定检测电压U，对应模拟一次电流值为15000A；
[0052](5)、待校验的零磁通电流互感器测量模块(板卡)输出数字信号15043.5A。
[0053](6)、根据精度要求，设定校验标准:I倍额定电流的条件下，预设阀值为0.2%，SP检测值的误差不超过额定电流值的0.2% (3000A*0.2%=6A)； 5倍额定电流的条件下，预设阀值为1 %，S卩检测值的误差不超过额定电流值的1 % (3000A*10 % = 300A)。
[0054]结论:由于I倍额定电流时，误差为3003.3-3000 = 3.3A，小于6A;5倍额定电流时，误差为15043.5-15000 = 43.5A，小于300A，因此，验证通过，说明该零磁通电流互感器工作正常，精度符合要求。
【主权项】
1.一种基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置，其特征在于，包括电压源、测量模块和数字信号读取模块； 电压源用于产生模拟待校验的零磁通电流互感器的电子模块输出信号的电压信号，作为校验用的基准信号;该电压信号为电压模拟量； 电压源与测量模块相连； 测量模块为待校验的零磁通电流互感器的测量模块； 数字信号读取模块与测量模块相连，用于读取测量模块输出的数字信号。2.根据权利要求1所述的基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置，其特征在于，所述电压源的输出电压的范围是0-10V。3.根据权利要求1所述的基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置，其特征在于，所述数字信号读取模块为电力控制系统或电力保护系统。4.根据权利要求1-3任一项所述的基于二次侧施加模拟量的零磁通电流互感器校验装置，其特征在于，所述电压源准确度为0.01%,分辨率为0.1mV，调节细度为lmV。
【文档编号】G01R35/02GK205562781SQ201620194475
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】吴晋波, 刘海峰, 李振文, 洪权, 蔡昱华, 李大公, 李理, 郭思源, 李辉
【申请人】国家电网公司, 国网湖南省电力公司, 国网湖南省电力公司电力科学研究院