基于虚拟仪器技术的ECT校验仪设计与实现

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1、箜堂塑湖北电力VDo1．32Add2008年12月ec．2008基于虚拟仪器技术的ECT校验仪设计与实现舒开旗，陈俊(湖北省电力试验研究院，湖北武汉430077)[摘要]基于我国目前对电子式互感器的校验过程尚无统一的标准，为了使新产品顺利进入电力市场以及确保电力系统安全可靠运行，迫切需要编制电子式互感器校准规范，建立数字输出的电子式互感器校准系统。介绍了湖北省电力试验研究院研制的ECT校验仪，他是以虚拟仪器技术为基础，以软件算法为核心，以数据采集系统为辅助手段的电子式互感器校准系统。它不仅可以用来校验电子式电流互感器和电子式电压互感器，还将提

2、供基于IEC61850数字化变电站中电子式互感器的现场验收、误差校准方案和测试系统。[关键词]电子式互感器；误差校准；ECT校验仪【中圈分类号]TM934．43[文献标识码]A[文章编号]1006．3986(2008)增刊2-0008-03市场以及确保电力系统安全可靠运行，迫切需要编1引言制电子式互感器校准规范，建立数字输出的电子式电力互感器是电力系统中进行电能计量和获取互感器校准系统。继电保护信号的重要设备，其准确性和可靠性与电2总体方案力系统的经济运行和安全性密切相关。由于各电力公司发展数字化变电站的步伐加本设计所实现的ECT校验仪是以虚

3、拟仪器技快，各研究机构开始纷纷研制新型的电力互感术为基础，以软件算法为核心，以数据采集系统为辅器——电子式互感器。作为数字化电站的主要一次助手段的(系统框图如图1所示)。坛准(设备之一的电子式互感器解决了传统互感器固有的TA断线导致高压危险、TA饱和影响差动饱和、CVT暂态程影响距离保护、铁磁谐振、绝缘油爆炸、六氟化硫泄漏等问题，越来越得到广泛的运用。电子式互感器的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。模拟输出是为了利用变电站已经存在的模拟接口二次设备。即便如此，电子式互感器的模拟输出也不是传统意义上的模拟输出，它的

4、输出容量比传统输出小许多。对于数字输出的电子式互感器，国际电工委图1系统框图员会也做出了相应的标准化工作，并对误差做出了本设计采用传统的电磁式互感器作为标准互感新的定义，采用绝对测量法检测，对电源的稳定性有器，标准互感器的模拟输出经信号调理、A／D转换要求，误差测量系统也与传统互感器测差原理完全后与被测ECT的数字输出同送至上位机，由功能软不同。件对数字信号进行处理，得到两信号的比差和相差，目前，国内外电子式互感器的研制工作已向实同时实现测试波形的显示和测试数据的存储。用化阶段发展，但就我国而言，电子式互感器的校验为了确保校验的有效性，除需采

5、用高等级的标过程尚无统一的标准，为了使新产品顺利进人电力准互感器外，还需采用高精度、高采样率的数据采集[收稿日期]2008—12-18卡对标准互感器的输出进行采样。经过综合考虑，[作者简介]舒开旗(1969一)，男，湖北孝感人，高级工程本设计选用了NI公司的PCI-4474，这是一款24位师。的高性能数据采集卡，最高采样率为102．4kS／s，通·8·Vo1．32Add湖北电力2箜008年鲞l2型月Dec．2008过PCI插槽与计算机相连。()=e每=V／(帕(2)o系统控制卡为自主设计的PCI卡，主要实现从网口接收被测ECT合并单元发送的以

6、太网报文，对该窗函数能有效地减小频谱泄漏，抑制谐波分报文进行解析以得到相关数据，并通过PCI总线将析时不同频率分量间的相互干扰。得到的数据送至上位机进行后续处理。主要功能如设电力信号(t)=ACOS(2~-f,t+咖。)(式中下：、A、咖分别为第i次谐波的频率、幅值和相位；P为·锁相环模块——跟踪信号频率以实现整周期最高谐波次数)的采样序列为(n)，其中采样频率采样为。用长度为Ⅳ的窗序列OJ'(rb)对(n)加权截断，·D／A模块——16位，2MS／s，用于相差的计得加窗信号算，(n)=(n)·(n)n：0，1，2，⋯，Ⅳ一1·以太网模块——

7、接收被测ECT合并单元通(3)过电以太网传来的数据考虑采样不同步，即时间窗To,=Ⅳ不为信号·光以太网模块——接收被测ECT合并单元周期的整数倍，不妨设通过光以太网传来的数据Ⅳ同步时钟用于控制被测ECT与NIPCI-4474同=m+A(4)』1步采样。式中，m为最接近NT,／T。的整数；A为取整后的上位机软件用LabVIEW实现。LabVIEW是一余数。容易推出信号基波幅值和相位的计算公式：个高效的图形化程序设计环境，它结合了简单易用A=2IX(m)l／[(一AAw)](5)的图形式开发环境与灵活强大的G编程语言，提供咖=arg[X(m)]一

8、CAAto(6)了一个直觉式的环境，与测量紧密结合，利用它可以式中△=27r／N，设X(k)为(n)的DFT方便地建立起自己的虚拟仪器。谱，A由下述方法求出：3算法