专利名称：电压互感器误差测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及涉及一种电压互感器误差测试装置，具体涉及一种电容式电压互感器 误差测试装置。
背景技术：
随着电力系统输电容量的不断扩大，电网电压等级逐步升高，新型的电容式电压 互感器在中、高压电网中应用得越来越广泛。随着发电厂与电网(输变电系统)独立核算， 关口电能计量的准确性日趋重要，电容式电压互感器作为电能计量装置的重要组成之一， 其转换数据的准确性和合理性直接关系到电能计量综合误差的计算，关系到发电厂、电网 及用户的经济利益，故必须对电容式电压互感器进行准确度试验。上世纪90年代就已经开始电容式电压互感器现场误差校验工作，大多采用串联 或者并联谐振升压的测量方法，此种测量方法涉及的电容式电压互感器误差测试装置包括 升压装置(升压变压器、调谐电感、调谐电容)、测差回路(标准电压互感器、校验仪)等 设备，该误差测试装置对电容式电压互感器测试时接线复杂，并且构成的设备种类繁多、笨 重，搬运困难，现场安装不仅费时费力，且存在安全隐患。另外，由于电容式电压互感器容性 负载大(最大可达几万PF)，所需的试验变压器和电源的容量大、电压等级高，故利用上述 电容式电压互感器误差测试装置进行现场电容式电压互感器误差测试非常困难，有时甚至 于无法进行现场误差测试。对此，广州电业局、泉州电业局、杭州电业局等研究了电容式电压互感器的在线监 测项目，通过对电容式电压互感器的泄漏容性电流、介质损耗角、二次电压以及二次负荷或 者监测三相电压、电流以及谐波量等，来间接判断电容式电压互感器是否正常工作，但是并 不能得到电容式电压互感器的准确值。专利申请号为200810048641. 9的便携式CVT误差测量方法及装置虽然描述了用 异频低压进行现场测试电容式电压互感器的方法，但未结合装置具体描述实现该方法的过程。因此，有必要提供一种改进的电容式电压互感器误差测试装置来克服现有技术的 缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种电容式电压互感器误差测试装置，能进行电容式电压互 感器的现场误差测试，该装置的构成简单、接线简单、安装简易、使用安全、体重轻便、搬运容易。为了实现上述目的，本发明提供了一种电容式电压互感器误差测试装置，包括微 处理器；依次串联的可编程逻辑器件和多路驱动芯片，所述可编程逻辑器件的输入端连接 所述微处理器的第一输出端；直接数字频率合成器，所述直接数字频率合成器的输入端连 接所述微处理器的第二输出端；功放单元，所述功放单元的输入端连接所述直接数字频率合成器的输出端；控制继电器组，所述控制继电器组的控制端组(DZ01-DZ18端子)连接所 述多路驱动芯片的第一输出端，第一输入端组(GF01、GF02端子)连接所述功放单元的输 出端，第一输出端组(Dl、Kl端子)、第二输出端组(D2、K2端子)、第三输出端组(al、xl端 子)、以及第四输出端组(a2、x2端子)均连接所述微处理器的输入端；电压转换单元，所述 电压转换单元的输入端连接所述控制继电器组的第五输出端组(SYI1、SYI2端子)，第一输 出端连接所述控制继电器组的第二输入端组(SY01、SY02端子)；标准感分单元，所述标准 感分单元的输入端连接所述电压转换单元的第二输出端，输出端连接所述控制继电器组的 第三输入端组(BZ01、BZ02端子)；电流转换单元，所述电流转换单元的输入端连接所述控 制继电器组的第六输出端组(SLI2、SLI2端子)，输出端连接所述控制继电器组的第四输入 端组(SL0U SL02端子)。在本发明的一个实施例中，所述电容式电压互感器误差测试装置还包括第一电 流/电压转换单元，所述第一电流/电压转换单元的输入端连接所述控制继电器组的第一 输出端组(Dl、Kl端子)，输出端连接所述微处理器的输入端；以及第二电流/电压转换单 元，所述第二电流/电压转换单元的输入端连接所述控制继电器组的第三输出端组(al、xl 端子)，输出端连接所述微处理器的输入端。在本发明的又一实施例中，所述电容式电压互感器误差测试装置还包括第一取 样单元，所述第一取样单元的第一输入端连接所述第一电流/电压转换单元的输出端，第 二输入端连接所述控制继电器组的第二输出端组(D2、K2端子)，输出端连接所述微处理器 的输入端；以及第二取样单元，所述第二取样单元的第一输入端连接所述第二电流/电压 转换单元的输出端，第二输入端连接所述控制继电器组的第四输出端组(a2、x2端子)，输 出端连接所述微处理器的输入端。在本发明的另一实施例中，所述电容式电压互感器误差测试装置还包括第一放 大单元，所述第一放大单元的输入端连接所述第一取样单元的输出端，控制端连接所述多 路驱动芯片的第二输出端(1)，输出端连接所述微处理器的输入端；以及第二放大单元，所 述第二放大单元的输入端连接所述第二取样单元的输出端，控制端连接所述多路驱动芯片 的第三输出端(2)，输出端连接所述微处理器的输入端。在本发明的再一实施例中，所述电容式电压互感器误差测试装置，还包括第一滤 波单元，所述第一滤波单元的输入端连接所述第一放大单元的输出端；第二滤波单元，所述 第二滤波单元的输入端连接所述第二放大单元的输出端；以及模数转换单元，所述模数转 换单元的输入端连接所述第一滤波单元的输出端以及所述第二滤波单元的输出端，输出端 连接所述微处理器的输入端。在本发明的又一实施例中，所述控制继电器组包括18个继电器(JD01-JD18)，每 个继电器的线圈一端接12V正电源，另一端分别连接所述控制端(DZ01-DZ08)，其中，第一 继电器(JDOl)的第一�？サ阕榉直鹆铀龅谝皇淙攵俗�(GF01、GF02端子)的第一输 入端(GF01端子)和所述第五输出端组(SYI1、SYI2端子)的第一输出端(SYI1端子)，第 二常开触点组分别连接所述第一输入端组(GF01、GF02端子)的第二输入端(GF02端子) 和所述第五输出端组(SYI1、SYI2端子)的第二输出端(SYI2端子)。第二继电器(JD02) 的第一常开触点组分别连接分压电容末端(P2端子)和一次低端(X端子)。第三继电器 (JD03)的第一�？サ阕榉直鹆右淮蔚投�(X端子)和接地端子。第四继电器(JD04)的第一�？サ阕榉直鹆咏拥囟俗雍退龅谝皇涑龆俗�(D1、K1端子)的第一输出端(Dl 端子)，第二�？サ阕榉直鹆右淮蔚投�(X端子)和所述第一输出端组(D1、K1端子)的 第二输出端(Kl端子)。第五继电器(JD05)的第一�？サ阕榉直鹆铀龅诙淙攵俗� (SY01、SY02端子)的第一输入端(SY01端子)和接地端子，第二�？サ阕榉直鹆铀� 第二输入端组(SY01、SY02端子)的第二输入端(SY02端子)与一次侧高端(A端子)。第 六继电器(JD06)的第一�？サ阕榉直鹆铀龅谌淙攵俗�(BZ01、BZ02端子)的第一 输入端(BZ01端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第一输出端(a2端子)，第二常 开触点组分别连接所述第三输入端组(BZ01、BZ02端子)的第二输入端(BZ02端子)和所述 第四输出端组(a2、x2端子)的第二输出端(x2端子)。第七继电器(JD07)的第一�？� 点组分别连接所述第三输入端组(BZ01、BZ02端子)的第一输入端(BZ01端子)和第一二 次输出端(a端子)，第二�？サ阕榉直鹆铀龅谌淙攵俗�(BZ01、BZ02端子)的第 二输入端(BZ02端子)和所述第二输出端组(D2、K2端子)的第二输出端(K2端子)。第 八继电器(JD08)的第一�？サ阕榉直鹆拥诙问涑龆�(χ端子)x和所述第二输出 端组(D2、K2端子)的第一输出端(D2端子)。第九继电器(JD09)的第一�？サ阕榈囊� 个触点连接所述第一输入端组(GF01、GF02端子)的第一输入端(GF01端子)，第二�？� 点组分别连接所述第一输入端组(GF01、GF02端子)的第二输入端(GF02端子)和第二二 次输出端(χ端子)。第十继电器(JDlO)的第一�？サ阕榉直鹆拥谝欢问涑龆�(a 端子)和所述第一输出端组(D1、K1端子)的第一输出端(Dl端子)，第二�？サ阕榉直� 连接所述第九继电器(JD09)的第一�？サ阕榈牧硪桓龃サ愫退龅谝皇涑龆俗�(D1、K1 端子)的第二输出端(Kl端子)。第十一继电器(JDll)的第一�？サ阕榉直鹆铀� 第一输入端组(GF01、GF02端子)的第一输入端(GF01端子)和所述第四输出端组(a2、x2 端子)的第一输出端(a2端子)，第二�？サ阕榉直鹆铀龅谝皇淙攵俗�(GF01、GF02 端子)的第二输入端(GF02端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第二输出端(x2 端子)。第十二继电器(JD12)的第一�？サ阕榉直鹆铀龅谝皇淙攵俗�(GF01、GF02 端子)的第一输入端(GF01端子)和所述第六输出端组(SLI1、SYI2端子)的第一输出端 (SLI1端子)，第二�？サ阕榉直鹆铀龅谝皇淙攵俗�(GF01、GF02端子)的第二输入 端(GF02端子)和所述第六输出端组(SLI1、SYI2端子)的第二输出端(SLI2端子)。第 十三继电器(JD13)的第一�？サ阕榈囊桓龃サ懔铀龅谒氖淙攵俗�(SL01、SL02端 子)的第一输出端(SL01端子)，第二�？サ阕榉直鹆铀龅谒氖淙攵俗�(SL01、SL02 端子)的第二输出端(SL02端子)和第二二次输出端(χ端子)。第十四继电器(JD14)的 第一�？サ阕榉直鹆铀龅谑痰缙�(JD13)的第一常开触点组的另一个触点和所 述第三输出端组(al、xl端子)的第一输出端(al端子)，第二�？サ阕榉直鹆拥谝欢� 次输出端(a端子)和所述第三输出端组(al、xl端子)的第二输出端(xl端子)。第十五 继电器(JD15)的第一�？サ阕榉直鹆铀龅谌涑龆俗�(al、xl端子)的第二输出端 (xl端子)和所述第二输出端组(D2、K2端子)的第二输出端(K2端子)，第二�？サ阕� 分别连接第二二次输出端(χ端子)和所述第二输出端组(D2、K2端子)的第一输出端(D2 端子)。第十六继电器(JD16)的第一�？サ阕榉直鹆拥谝欢问涑龆�(a端子)和二 次计量高端(aal端子)，第二�？サ阕榉直鹆拥诙问涑龆�(χ端子)和二次计量低 端Oml端子)。第十七继电器(JD17)的第一�？サ阕榉直鹆拥谝欢问涑龆�(a端
6子)和二次测量高端(aa2端子)，第二�？サ阕榉直鹆拥诙问涑龆�(χ端子)和二 次测量低端(xn2端子)。第十八继电器(JD18)的第一常开触点组分别连接接地端子和所 述第四输出端组(a2、x2端子)的第二输出端(x2端子)，第二�？サ阕榉直鹆右淮尾� 高端(A端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第一输出端(a2端子)。在本发明的再一实施例中，所述标准感分单元具有4个变比组合，分别为350、 1100、2200、5000。与现有技术相比，本发明通过控制继电器组、标准感分单元、第一 I/V转换单元、 第一取样单元、第一放大单元、第一滤波单元、第二 I/V转换单元、第二取样单元、第二放大 单元、第二滤波单元、模数转换单元、微处理器、可编程逻辑器件、多路驱动芯片、直接数字 频率合成器、功放单元、电压转换单元和电流转换单元，无需升压装置(升压变压器、调谐 电感、调谐电容)、测差回路(标准电压互感器、校验仪)等设备即可完成电容式电压互感器 误差的现场测试，因而测试过程接线简单、测试准确度高、装置构成简单、安装简易、搬运容 易O通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明 的实施例。
图1为本发明电容式电压互感器误差测试装置的电路框图。图2为电容式电压互感器的电路图。图3a为利用图1所示电容式电压互感器误差测试装置对图2所示电容式电压互 感器进行误差测试时的第一步骤接线图。图3b为利用图1所示电容式电压互感器误差测试装置对图2所示电容式电压互 感器进行误差测试时的第二步骤接线图。图3c为利用图1所示电容式电压互感器误差测试装置对图2所示电容式电压互 感器进行误差测试时的第三步骤第一接线图。图3d为为利用图1所示电容式电压互感器误差测试装置对图2所示电容式电压 互感器进行误差测试时的第三步骤第二接线图。图4为利用图1所示电容式电压互感器误差测试装置对图2所示电容式电压互感 器进行误差测试的流程图。图5为图1所示电容式电压互感器误差测试装置的控制继电器组的电路图。
具体实施例方式现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。图1为本发明电容式电压互感器误差测试装置100的电路框图。如图1所示，所述 电容式电压互感器误差测试装置100包括微处理器(DSP) 140、可编程逻辑器件(CPLD) 150、 多路驱动芯片160、直接数字频率合成器(DDS) 170、功放单元171、控制继电器组110、电 流转换单元173、电压转换单元172、标准感分单元120、第一 I/V(电流/电压)转换单元 111、第一取样单元112、第一放大单元113、第一滤波单元114、第二 I/V(电流/电压)转 换单元115、第二取样单元116、第二放大单元117、第二滤波单元118、以及模数转换单元(ADC) 130o其中，所述多路驱动芯片160可以为2803型号。所述标准感分单元具有4个变 比组合，分别为 350、1100、2200、5000。所述微处理器140的第一输出端连接所述可编程逻辑器件150的输入端，第二输 出端连接所述直接数字频率合成器190的输入端。所述可编程逻辑器件150的输出端连接所述多路驱动芯片160的输入端。所述 多路驱动芯片160的第一组输出端连接所述控制继电器组110的控制端组(DZ01-DZ18端 子)，第二输出端(1)连接所述第一放大单元113的控制端，第三输出端(2)连接所述第二 放大单元117的控制端。所述直接数字频率合成器190的输出端连接所述功放单元191的输入端。所述功 放单元191的输出端连接所述控制继电器组110的第一输入端组(GF01、GF02端子)。所述控制继电器组110的第五输出端组(SYI1、SYI2端子)连接所述电压转换单 元172的输入端。所述电压转换单元172的第一输出端连接所述控制继电器组110的第二 输入端组(SY01、SY02端子)，第二输出端连接所述标准感分单元120的输入端。所述标准 感分单元120的输出端连接所述控制继电器组110的第三输入端组(BZ01、BZ02端子)。所述控制继电器组110的第六输出端组(SLI1、SYI2端子)连接所述电流转换单 元173的输入端。所述电流转换单元173的输出端连接所述控制继电器组110的第四输入 端组(SL0U SL02端子)。所述第一 I/V转换单元111、第一取样单元112、第一放大单元113、第一滤波单元 114依次串联。另外，所述第一 I/V转换单元111的输入端连接所述控制继电器组110的第 一输出端组(Dl、Kl端子)，所述第一取样单元的输入端连接所述控制继电器组110的D2、 K2端子。所述第一电流/电压转换单元111的输入端连接所述控制继电器组110的第一输 出端组(D1、K1端子)。所述第一取样单元112的第一输入端连接所述第一电流/电压转换 单元111的输出端，第二输入端连接所述控制继电器组110的第二输出端组(D2、K2端子)。 所述第一放大单元113的输入端连接所述第一取样单元112的输出端，控制端连接所述多 路驱动芯片160的第二输出端(1)。所述第一滤波单元114的输入端连接所述第一放大单 元113的输出端。所述第二电流/电压转换单元115的输入端连接所述控制继电器组110的第三输 出端组(al、xl端子)。所述第二取样单元116的第一输入端连接所述第二电流/电压转换 单元115的输出端，第二输入端连接所述控制继电器组110的第四输出端组(a2、x2端子)。 所述第二放大单元117的输入端连接所述第二取样单元116的输出端，控制端连接所述多 路驱动芯片160的第三输出端(2)。所述第二滤波单元118的输入端连接所述第二放大单 元117的输出端。所述模数转换单元130的输入端连接所述第一滤波单元114的输出端以及所述第 二滤波单元118的输出端，输出端连接所述微处理器140的输入端。下面说明本实施例电容式电压互感器误差测试装置的信号处理流程。微处理器140产生控制信号和电源信号，并将所述控制信号输出至所述可编程逻 辑器件150以及将所述电源信号输出至直接数字频率合成器170。所述可编程逻辑器件150对所述微处理器140输出的控制信号进行转换处理，产生控制信号并将所述控制信号输出至所述多路驱动芯片160。所述多路驱动芯片160将所 述可编程逻辑器件150输出的控制信号转换为具有驱动能力的控制信号，并将所述具有驱 动能力的控制信号输出至所述控制继电器组110的控制端组(DZ01-DZ18端子)、所述第一 放大单元113的控制端以及所述第二放大单元117的控制端。所述控制继电器组110对所述多路驱动芯片160输出的具有驱动能力的控制信号 对应不同的测量参数通过控制继电器组110切换标准感分120、电压转换单元172、电流转 换单元173、功放单元171、电容式电压互感器分压电容低端连接端子P2、电容式电压互感 器一次高端连接端子A、一次低端连接端子X、二次计量绕组连接端子Ia和In、二次测量绕 组的连接端子2a和2η之间的连接关系。所述直接数字频率合成器170对所述微处理器140输出的电源信号进行频率变 换处理，进而输出相应频率信号。所述功放单元171将所述直接数字频率合成器170输出 的频率信号进行功率放大，并将功率放大的信号输出至所述控制继电器组110的第一输入 端组(GF01、GF02端子)。所述控制继电器组110的第六输出端组(SLI1、SLI2端子)将所 述功率放大的信号输出至所述电流转换单元173 ；所述控制继电器组110的第五输出端组 (SYI1、SYI2端子)将所述功率放大的信号输出至所述电压转换单元172。所述电流转换单元173对所述控制继电器组110的第六输出端组(SLI1、SLI2端 子)输出的功率放大的信号进行小电流-大电流转换，得到大电流信号，并将所述大电流信 号输出至所述控制继电器组Iio的第四输入端组(SL01、SL02端子)。所述电压转换单元172对所述控制继电器组110的第五输出端组(SYI1、SYI2端 子)输出的功率放大的信号进行低电压-高电压转换，得到高电压信号，并将所述高电压信 号输出至所述控制继电器组Iio的第二输入端组(SY01、SY02端子)以及所述标准感分单 元 120。所述标准感分单元120对所述电压转换单元172的电压信号进行变换处理，并输 出标准电压信号至所述控制继电器组110的第三输入端组(BZ01、BZ02端子)。所述控制继电器组110的第一输出端组(Dl、Kl端子)输出电流信号至第一 I/V 转换单元111，第三输出端组(al、xl端子)输出电流信号至第二 I/V转换单元115，第二输 出端组(D2、K2端子)输出电压信号至第一取样单元112，第四输出端(a2、x2端子)输出 电压信号至第二取样单元116。所述第一 I/V转换单元111对所述控制继电器组110中第一输出端组(Dl、Kl端 子)输出的电流信号进行电流-电压转换，输出电压信号；所述第一取样单元112对所述控 制继电器组110中第二输出端组(D2、K2端子)输出的电压信号或所述第一 I/V转换单元 111输出的电压信号进行取样；所述第一放大单元接113对所述多路驱动芯片160的具有 驱动能力的控制信号和所述第一取样单元112的取样信号进行信号放大；所述的第一滤波 单元114对所述第一放大单元113的放大信号进行滤波处理。所述第二 I/V转换单元115对所述控制继电器组110中第三输出端组(al、xl端 子)输出的电流信号进行电流-电压转换，输出电压信号；所述第二取样单元116对所述控 制继电器组110中第四输出端组(a2、x2端子)输出的电压信号或所述第二 I/V转换单元 116输出的电压信号进行取样；所述第二放大单元接117对所述多路驱动芯片160的具有 驱动能力的控制信号和所述第二取样单元116的取样信号进行信号放大；所述第二滤波单
9元117对所述第二放大单元116的放大信号进行滤波处理。所述模数转换单元130将所述第一滤波单元114和所述第二滤波单元118的模拟 信号转换成数字信号。所述微处理器140对所述模数转换单元130的数字信号进行运算处 理，并将处理后的信号输出到所述可编程逻辑器件150以及所述直接数字频率合成器170。下面说明本发明电容式电压互感器误差测试装置的控制继电器组110。参考图5，所述控制继电器组110包括18个继电器(JD01-JD18)，每个继电器的线 圈一端接12V正电源，另一端分别连接所述控制端(DZ01-DZ08)。其中，第一继电器(JDOl)的第一常开触点组分别连接所述第一输入端组(GF01、 GF02端子)的第一输入端(GF01端子)和所述第五输出端组(SYI1、SYI2端子)的第一输 出端(SYI1端子)，第二�？サ阕榉直鹆铀龅谝皇淙攵俗�(GF01、GF02端子)的第二 输入端(GF02端子)和所述第五输出端组(SYI1、SYI2端子)的第二输出端(SYI2端子)。第二继电器(JD02)的第一�？サ阕榉直鹆臃盅沟缛菽┒�(P2端子)和一次 低端(X端子)。第三继电器(JD03)的第一�？サ阕榉直鹆右淮蔚投�(X端子)和接地端子。第四继电器(JD04)的第一�？サ阕榉直鹆咏拥囟俗雍退龅谝皇涑龆俗� (D1、K1端子)的第一输出端(Dl端子)，第二�？サ阕榉直鹆右淮蔚投�(X端子)和所 述第一输出端组(D1、K1端子)的第二输出端(Kl端子)。第五继电器(JD05)的第一�？サ阕榉直鹆铀龅诙淙攵俗�(SY01、SY02端 子)的第一输入端(SY01端子)和接地端子，第二�？サ阕榉直鹆铀龅诙淙攵俗� (SY0USY02端子)的第二输入端(SY02端子)与一次侧高端(A端子)。第六继电器(JD06)的第一�？サ阕榉直鹆铀龅谌淙攵俗�(BZ01、BZ02端 子)的第一输入端(BZ01端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第一输出端(a2端 子)，第二常开触点组分别连接所述第三输入端组(BZ01、BZ02端子)的第二输入端(BZ02 端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第二输出端(x2端子)。第七继电器(JD07)的第一�？サ阕榉直鹆铀龅谌淙攵俗�(BZ01、BZ02端 子)的第一输入端(BZ01端子)和第一二次输出端(a端子)，第二�？サ阕榉直鹆铀� 述第三输入端组(BZ01、BZ02端子)的第二输入端(BZ02端子)和所述第二输出端组(D2、 K2端子)的第二输出端(K2端子)。第八继电器(JD08)的第一�？サ阕榉直鹆拥诙问涑龆�(χ端子)和所述 第二输出端组(D2、K2端子)的第一输出端(D2端子)。第九继电器(JD09)的第一�？サ阕榈囊桓龃サ懔铀龅谝皇淙攵俗�(GF01、 GF02端子)的第一输入端(GF01端子)，第二常开触点组分别连接所述第一输入端组 (GF0UGF02端子)的第二输入端(GF02端子)和第二二次输出端(χ端子)。第十继电器(JDlO)的第一�？サ阕榉直鹆拥谝欢问涑龆�(a端子)和所述 第一输出端组(D1、K1端子)的第一输出端(Dl端子)，第二�？サ阕榉直鹆铀龅诰� 继电器(JD09)的第一�？サ阕榈牧硪桓龃サ愫退龅谝皇涑龆俗�(D1、K1端子)的第二 输出端(Kl端子)。第十一继电器(JDll)的第一常开触点组分别连接所述第一输入端组(GF01、GF02 端子)的第一输入端(GF01端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第一输出端(a2端子)，第二常开触点组分别连接所述第一输入端组(GF01、GF02端子)的第二输入端(GF02 端子)和所述第四输出端组(a2、x2端子)的第二输出端(x2端子)。第十二继电器(JD12)的第一�？サ阕榉直鹆铀龅谝皇淙攵俗�(GF01、GF02 端子)的第一输入端(GF01端子)和所述第六输出端组(SLI1、SYI2端子)的第一输出端 (SLI1端子)，第二常开触点组分别连接所述第一输入端组(GF01、GF02端子)的第二输入 端(GF02端子)和所述第六输出端组(SLI1、SYI2端子)的第二输出端(SLI2端子)。第十三继电器(JD13)的第一常开触点组的一个触点连接所述第四输入端组 (SL0U SL02端子)的第一输出端(SL01端子)，第二�？サ阕榉直鹆铀龅谒氖淙攵� 组(SL01、SL02端子)的第二输出端(SL02端子)和第二二次输出端(χ端子)。第十四继电器(JD14)的第一常开触点组分别连接所述第十三继电器(JD13)的第 一�？サ阕榈牧硪桓龃サ愫退龅谌涑龆俗�(al、xl端子)的第一输出端(al端子)， 第二�？サ阕榉直鹆拥谝欢问涑龆�(a端子)和所述第三输出端组(al、xl端子)的 第二输出端(Xl端子)。第十五继电器(JD15)的第一�？サ阕榉直鹆铀龅谌涑龆俗�(al、xl端 子)的第二输出端(xl端子)和所述第二输出端组(D2、K2端子)的第二输出端(K2端子)， 第二�？サ阕榉直鹆拥诙问涑龆�(χ端子)和所述第二输出端组(D2、K2端子)的 第一输出端(D2端子)。第十六继电器(JD16)的第一�？サ阕榉直鹆拥谝欢问涑龆�(a端子)和二 次计量高端(aal端子)，第二�？サ阕榉直鹆拥诙问涑龆�(χ端子)和二次计量低 端(xnl端子)。第十七继电器(JD17)的第一�？サ阕榉直鹆拥谝欢问涑龆�(a端子)和二 次测量高端(aa2端子)，第二�？サ阕榉直鹆拥诙问涑龆�(χ端子)和二次测量低 端(xn2端子)。第十八继电器(JD18)的第一�？サ阕榉直鹆咏拥囟俗雍退龅谒氖涑龆俗� (a2、x2端子)的第二输出端(x2端子)，第二�？サ阕榉直鹆右淮尾喔叨�(A端子)和 所述第四输出端组(a2、x2端子)的第一输出端(a2端子)。下面阐述本实施例电容式电压互感器误差测试装置对图2所示电容式电压互感 器200进行误差测试的方法。在阐述误差测试方法之前，首先说明图2所示电容式电压互感器200的初始状态。 如图2所示，所述电容式电压互感器200的中压电容低端(N端子)与通讯端(E端子)连 接、通讯端(E端子)与外壳连接。如图4，本实施例电容式电压互感器误差测试装置100对图2所示电容式电压互感 器200进行误差测试的方法的步骤具体为第一步，按照图3a所示，将电容式电压互感器200的中压电容低端(N端子)与通 讯端(E端子)的接线断开，通讯端(E端子)与外壳的接线断开。将电容式电压互感器200 的一次侧高端(Pl端子)、中压电容低端(N端子)、通讯端(E端子)、计量绕组高端(la端 子)、计量绕组低端(In端子)分别与电容式电压互感器误差测试装置100的一次侧高端 (A端子)、分压电容末端(P2端子)、一次低端(X端子)、二次计量高端(aal端子)、二次计 量低端Oml端子)对应连接。
电容式电压互感器误差测试装置100的微处理器140通过可编程逻辑器件150及 多路驱动芯片160输出具有驱动能力的控制信号至控制继电器组110，控制继电器组110的 继电器JDO1、JD02、JD03、JD05、JD06、JD07、JD08、JD16�？サ惚蘸希溆嗉痰缙鞒？サ� 断开。此时，微处理器140经由直接数字频率合成器170、功放单元171、控制继电器组110 的SYIl、SYI2端子、电压转换单元172输出工频电压2400V至控制继电器组110的SYOl、 SY02端子，并经由第一取样单元112、第一放大单元113、第二滤波单元114及模数转换单 元130获取来自控制继电器组110的D2、K2端子的差值电压信号Δυ，经由第二取样单元 116、第二放大单元117、第二滤波单元118及模数转换单元150获取来自控制继电器组110 的a2、x2端子的二次回路参考电压信号U2，根据所述差值电压信号AU和二次回路参考电 压信号U2可计算电容式电压互感器200在2400V下的空载误差= Δ U/U2。电容式电压互感器误差测试装置100的微处理器140通过可编程逻辑器件150及 多路驱动芯片160输出具有驱动能力的控制信号至控制继电器组110，控制继电器组110的 继电器JD01、JD02、JD03、JD04、JD05、JD18�？サ惚蘸希溆嗉痰缙鞯某？サ愣峡�。此 时，微处理器140依次经由第一电流转换单元111、第一取样单元112、第一放大单元113、第 二滤波单元114及模数转换单元130获取来自控制继电器组110的D1、K1端子的一次回路 电流信号II，经由第二取样单元116、第二放大单元117、第二滤波单元118及模数转换单元 150获取来自控制继电器组110的a2、x2端子的一次回路电压信号U1，根据所述一次回路 电流信号Il和一次回路电压信号Ul可计算出电容式电压互感器200的一次励磁导纳Y24citl =I1/U1。第二步，在第一步骤的基础上，按照图3b所示将电容式电压互感器200的一次侧 高端(Pl端子)、中压电容低端(N端子)分别与电容式电压互感器误差测试装置100的一 次侧高端(A端子)、分压电容末端(P2端子)接线断开。电容式电压互感器误差测试装置100的微处理器140通过可编程逻辑器件150及 多路驱动芯片160输出具有驱动能力的控制信号至控制继电器组110，控制继电器组110的 继电器JD09、JD10、JDlU JD16的�？サ惚蘸希溆嗉痰缙鞯某？サ愣峡�。此时，微处 理器140经由直接数字频率合成器170、功放单元171、控制继电器组110的SYI1、SYI2端 子、电压转换单元172依次输出三种异频电压(5Hz、8V)、(5Hz、10V)、(5Hz、12V)至控制继 电器组110的SY01、SY02端子，并依次经由第一电流转换单元111、第一取样单元112、第一 放大单元113、第二滤波单元114及模数转换单元130获取来自控制继电器组110的D1、K1 端子的二次回路电流信号I8V、I1OT、I12V，依次经由第二取样单元116、第二放大单元117、第二 滤波单元118及模数转换单元130获取来自控制继电器组110的a2、x2端子的二次回路电 压信号U8V、U1OT、U12V，根据所述二次回路电流信号I8V、I1OT、I12V和二次回路电压信号U8V、U1OT、 U12v计算出电容式电压互感器200的50HZ下规程点80 %、100 %、120 %的二次励磁导纳值 Y80 = kI8V/U8V、Y1QQ = kI1QV/U1QV、Y12tl = kI12V/U12V，k 为经验系数，本实施例取 k = 10，进而分 别计算出规程点 80%、100%、120% 的导纳差值 ΔΥ8(1 = Y8Q-Y24(1Q、AY100 = Y100-Y2400, AY120 =Y -Y
1120 !2400°第三步，在第二步骤的基础上，首先，按照图3c所示将电容式电压互感器200的一 次侧高端(Pl端子)与中压电容低端(N端子)短接接地，计量绕组高端(la端子)、计量绕 组低端(In端子)、测量绕组高端(2a端子)、测量绕组低端(2η子)分别与电容式电压互
12感器误差测试装置100的二次计量高端(aal端子)、二次计量低端(xnl端子)、二次测量 高端(aa2端子)、二次测量低端(xn2端子)对应连接。电容式电压互感器误差测试装置100的微处理器140通过可编程逻辑器件150及 多路驱动芯片160输出具有驱动能力的控制信号至控制继电器组110，控制继电器组110的 继电器JD12、JD13、JD14、JD15、JD16的�？サ惚蘸希溆嗉痰缙鞯某？サ愣峡�。此时， 微处理器140经由直接数字频率合成器170、功放单元171、控制继电器组110的SLI1、SLI2 端子、电流转换单元173输出电流信号至控制继电器组110的SL01、SL02端子，电流信号 值为电容式电压互感器误差测试装置100的计量绕组二次额定负荷除于额定电压值.微处 理器140经由第二 I/V转换单元115、第二取样单元116、第二放大单元117、第二滤波单元 118及模数转换单元130获取来自控制继电器组110的al、xl的电流信号121，经由第一取 样单元112、第一放大单元113、第二滤波单元114及模数转换单元130获取来自控制继电 器组110的D2、K2端子的电压信号U21。然后，电容式电压互感器误差测试装置100的微处理器140通过可编程逻辑器件 150及多路驱动芯片160输出控制信号至控制继电器组110，控制继电器组110的继电器 JD12、JD13、JD14、JD15、JD17的常开触点闭合，其余继电器的�？サ愣峡４耸保⒋� 器140经由直接数字频率合成器170、功放单元171、控制继电器组110的SLI1、SLI2端子、 电流转换单元173输出电流信号至控制继电器组110的SL01、SL02端子，电流信号值为电 容式电压互感器误差测试装置100的测量绕组二次额定负荷除于额定电压值。微处理器 140经由第二 I/V转换单元115、第二取样单元116、第二放大单元117、第二滤波单元118 及模数转换单元130获取来控制继电器组110的al、xl的电流信号122，经由第一取样单 元112、第一放大单元113、第二滤波单元114及模数转换单元130获取来自控制继电器组 110的D2、K2端子的电压信号U22。最后，如图3d，将电容式电压互感器200的一次侧高端(Pl端子)与中压电容低端 (N端子)的接线断开，将计量绕组高端(la端子)与计量绕组低端(In端子)短接。电容式电压互感器误差测试装置100的微处理器140通过可编程逻辑器件150 及多路驱动芯片160输出具有驱动能力的控制信号至控制继电器组110，控制继电器组 110的继电器JD12、JD13、JD14、JD15、JD17的�？サ惚蘸希溆嗉痰缙鞯某？サ愣� 开。此时，微处理器140经由直接数字频率合成器170、功放单元171、控制继电器组110 的SLI1、SLI2端子、电流转换单元173输出电流信号至控制继电器组110的SLOl、SL02 端子，电流信号值为电容式电压互感器误差测试装置100的测量绕组二次额定负荷除于 额定电压值。微处理器140经由第二 I/V转换单元115、第二取样单元116、第二放大单 元117、第二滤波单元118及模数转换单元130获取来自控制继电器组110的al、xl的 电流信号123，经由第一取样单元112、第一放大单元113、第二滤波单元114及模数转 换单元130获取来自控制继电器组110的D2、K2端子的电压信号U23 ；根据所述电流信 号123和电压信号U23计算出电容式电压互感器的一次折算二次内阻抗ΖΓ = ((U21/ 121) + (U22/I22) + (U23/I23)) /2、计量绕组内阻抗Z2 = (U21/I21) -Zl，，进而获得负载误差
值& ε f = s fx f2=~ (Ζ1' +Z2) *Y1 "Z1' *Y2，其中 Y1、Y2 分别为电容式电压
互感器200铭牌上注明的计量绕组、测量绕组的负载值。
第四步，微处理器140按式(1)-式(3)分别计算出电容式电压互感器200的50HZ
下规程点80%、100%、120%的空载误差^k80 =ε,2400 + AY80XZ1'(1 )^kloo = &t2400 + AY100XZ1'(2)^kJ20 = Sk2m + A^20XZ1'( 3 )第五步，微处理器140按式(4)-式(6)分别计算出电容式电压互感器200的50HZ 下规程点80%、100%、120%的总误差^80 =^k80 + ￡f( 4 )^100 = ￡kl00 + Sf( 5 )^120 = ^120 + Sf一 、( 6 )由上述技术方案可知，本电容式电压互感器误差测试装置通过控制继电器组、标 准感分单元、第一 I/V转换单元、第一取样单元、第一放大单元、第一滤波单元、第二 I/V转 换单元、第二取样单元、第二放大单元、第二滤波单元、模数转换单元、微处理器、可编程逻 辑器件、多路驱动芯片、直接数字频率合成器、功放单元、电压转换单元和电流转换单元等， 无需升压装置(升压变压器、调谐电感、调谐电容)、测差回路(标准电压互感器、校验仪) 等设备即可完成电容式电压互感器误差的现场测试，因而测试过程接线简单、测试准确度 高、装置构成简单、安装简易、搬运容易，且满足互感器检定规程的要求。以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施 例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
权利要求
一种电容式电压互感器误差测试装置，包括微处理器；依次串联的可编程逻辑器件和多路驱动芯片，所述可编程逻辑器件的输入端连接所述微处理器的第一输出端；直接数字频率合成器，所述直接数字频率合成器的输入端连接所述微处理器的第二输出端；功放单元，所述功放单元的输入端连接所述直接数字频率合成器的输出端；控制继电器组，所述控制继电器组的控制端组连接所述多路驱动芯片的第一输出端，第一输入端组连接所述功放单元的输出端，第一、第二、第三、以及第四输出端组均连接所述微处理器的输入端；电压转换单元，所述电压转换单元的输入端连接所述控制继电器组的第五输出端组，第一输出端连接所述控制继电器组的第二输入端组；标准感分单元，所述标准感分单元的输入端连接所述电压转换单元的第二输出端，输出端连接所述控制继电器组的第三输入端组；电流转换单元，所述电流转换单元的输入端连接所述控制继电器组的第六输出端组，输出端连接所述控制继电器组的第四输入端组。
2.如权利要求1所述的电容式电压互感器误差测试装置，其特征在于，还包括第一电流/电压转换单元，所述第一电流/电压转换单元的输入端连接所述控制继电 器组的第一输出端组，输出端连接所述微处理器的输入端；以及第二电流/电压转换单元，所述第二电流/电压转换单元的输入端连接所述控制继电 器组的第三输出端组，输出端连接所述微处理器的输入端。
3.如权利要求2所述的电容式电压互感器误差测试装置，其特征在于，还包括第一取样单元，所述第一取样单元的第一输入端连接所述第一电流/电压转换单元的 输出端，第二输入端连接所述控制继电器组的第二输出端组，输出端连接所述微处理器的 输入端；以及第二取样单元，所述第二取样单元的第一输入端连接所述第二电流/电压转换单元的 输出端，第二输入端连接所述控制继电器组的第四输出端组，输出端连接所述微处理器的 输入端。
4.如权利要求3所述的电容式电压互感器误差测试装置，其特征在于，还包括第一放大单元，所述第一放大单元的输入端连接所述第一取样单元的输出端，控制端 连接所述多路驱动芯片的第二输出端，输出端连接所述微处理器的输入端；以及第二放大单元，所述第二放大单元的输入端连接所述第二取样单元的输出端，控制端 连接所述多路驱动芯片的第三输出端，输出端连接所述微处理器的输入端。
5.如权利要求4所述的电容式电压互感器误差测试装置，其特征在于，还包括 第一滤波单元，所述第一滤波单元的输入端连接所述第一放大单元的输出端； 第二滤波单元，所述第二滤波单元的输入端连接所述第二放大单元的输出端；以及模数转换单元，所述模数转换单元的输入端连接所述第一滤波单元的输出端以及所述 第二滤波单元的输出端，输出端连接所述微处理器的输入端。
6.如权利要求1所述的电容式电压互感器误差测试装置，其特征在于，所述控制继电器组包括18个继电器，每个继电器的线圈一端接12V正电源，另一端分 别连接所述控制端组，其中，第一继电器的第一�？サ阕榉直鹆拥谝皇淙攵俗榈牡谝皇淙攵撕偷谖迨涑� 端组的第一输出端，第二�？サ阕榉直鹆拥谝皇淙攵俗榈牡诙淙攵撕偷谖迨涑龆俗� 的第二输出端；第二继电器的第一�？サ阕榉直鹆臃盅沟缛菽┒撕鸵淮蔚投耍坏谌� 电器的第一常开触点组分别连接一次低端和接地端子；第四继电器的第一�？サ阕榉直� 连接接地端子和第一输出端组的第一输出端，第二�？サ阕榉直鹆右淮蔚投撕偷谝皇� 出端组的第二输出端；第五继电器的第一�？サ阕榉直鹆拥诙淙攵俗榈牡谝皇淙攵� 和接地端子，第二�？サ阕榉直鹆拥诙淙攵俗榈牡诙淙攵擞胍淮尾喔叨耍坏诹� 电器的第一�？サ阕榉直鹆拥谌淙攵俗榈牡谝皇淙攵撕偷谒氖涑龆俗榈牡谝皇涑� 端，第二�？サ阕榉直鹆拥谌淙攵俗榈牡诙淙攵撕偷谒氖涑龆俗榈牡诙涑龆耍� 第七继电器的第一�？サ阕榉直鹆拥谌淙攵俗榈牡谝皇淙攵撕偷谝欢问涑龆耍� 二�？サ阕榉直鹆拥谌淙攵俗榈牡诙淙攵撕偷诙涑龆俗榈牡诙涑龆耍坏诎思� 电器的第一�？サ阕榉直鹆拥诙问涑龆撕偷诙涑龆俗榈牡谝皇涑龆耍坏诰偶痰� 器的第一�？サ阕榈囊桓龃サ懔拥谝皇淙攵俗榈牡谝皇淙攵耍诙？サ阕榉直鹆� 接第一输入端组的第二输入端和第二二次输出端；第十继电器的第一�？サ阕榉直鹆� 第一二次输出端和第一输出端组的第一输出端，第二�？サ阕榉直鹆拥诰偶痰缙鞯牡� 一�？サ阕榈牧硪桓龃サ愫偷谝皇涑龆俗榈牡诙涑龆耍坏谑患痰缙鞯牡谝怀？サ� 组分别连接第一输入端组的第一输入端和第四输出端组的第一输出端，第二�？サ阕榉� 别连接第一输入端组的第二输入端和第四输出端组的第二输出端；第十二继电器的第一常 开触点组分别连接第一输入端组的第一输入端和第六输出端组的第一输出端，第二�？� 点组分别连接第一输入端组的第二输入端和第六输出端组的第二输出端；第十三继电器的 第一常开触点组的一个触点连接第四输入端组的第一输出端，第二常开触点组分别连接第 四输入端组的第二输出端和第二二次输出端；第十四继电器的第一�？サ阕榉直鹆拥� 十三继电器的第一�？サ阕榈牧硪桓龃サ愫偷谌涑龆俗榈牡谝皇涑龆耍诙？サ� 组分别连接第一二次输出端和第三输出端组的第二输出端；第十五继电器的第一�？サ� 组分别连接第三输出端组的第二输出端和第二输出端组的第二输出端，第二常开触点组分 别连接第二二次输出端和第二输出端组的第一输出端；第十六继电器的第一�？サ阕榉� 别连接第一二次输出端和二次计量高端，第二�？サ阕榉直鹆拥诙问涑龆撕投� 计量低端；第十七继电器的第一�？サ阕榉直鹆拥谝欢问涑龆撕投尾饬扛叨耍� 二�？サ阕榉直鹆拥诙问涑龆撕投尾饬康投耍坏谑思痰缙鞯牡谝怀？サ阕� 分别连接接地端子和第四输出端组的第二输出端，第二�？サ阕榉直鹆右淮尾喔叨撕� 第四输出端组的第一输出端。
7.如权利要求1所述的电容式电压互感器误差测试装置，其特征在于，所述标准感分 单元具有4个变比组合，分别为350、1100、2200、5000。
全文摘要
本发明公开了一种电容式电压互感器误差测试装置，包括控制继电器组、标准感分单元、第一I/V转换单元、第一取样单元、第一放大单元、第一滤波单元、第二I/V转换单元、第二取样单元、第二放大单元、第二滤波单元、模数转换单元、微处理器、可编程逻辑器件、多路驱动芯片、直接数字频率合成器、功放单元、电压转换单元和电流转换单元。本装置能对电容式电压互感器进行现场误差测试，测试时接线简单、测试准确度高、装置构成简单、安装简易、使用安全、体重轻便、搬运容易。
文档编号G01R35/02GK101893694SQ20101021608
公开日2010年11月24日 申请日期2010年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者姚胜红, 朱昌林, 王龙华, 邓泽官 申请人:国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司;国网电力科学研究院
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