直流大電流測(cè)量裝置紋波響應(yīng)性能測(cè)試系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種直流大電流測(cè)量裝置紋波響應(yīng)性能測(cè)試系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種 采用所述系統(tǒng)進(jìn)行直流大電流測(cè)量裝置紋波響應(yīng)性能測(cè)試的方法。 技術(shù)背景
[0002] 直流大電流測(cè)量裝置在科學(xué)研宄和工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn) 中，直流用電量約占總用電量的30%以上，實(shí)際中應(yīng)用了大量的直流電流測(cè)量裝置。近年高 壓直流輸電在我國(guó)發(fā)展迅速，高壓直流輸電中直流電流測(cè)量裝置也越來越多。面對(duì)大量的、 不同原理的直流大電流測(cè)量裝置，如何對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試是關(guān)鍵。直流大電流測(cè)量裝置在 直流性能方面的測(cè)試方法及系統(tǒng)，目前已較為完善，然而對(duì)其紋波響應(yīng)性能測(cè)試的方法和 實(shí)施手段匱乏。實(shí)際上，無論是高壓直流輸電還是工業(yè)生產(chǎn)直流用電，被測(cè)直流大電流中都 不可避免的含有紋波，直流大電流測(cè)量裝置應(yīng)能真實(shí)響應(yīng)紋波。紋波不僅會(huì)影響直流電流 測(cè)量的準(zhǔn)確度，紋波的檢測(cè)對(duì)控制及減小紋波電流，提高直流系統(tǒng)質(zhì)量還具有重要的實(shí)際 應(yīng)用意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題，就是提供一種直流大電流測(cè)量裝置紋波響應(yīng) 性能測(cè)試系統(tǒng)。
[0004] 本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題，就是提供一種采用上述系統(tǒng)進(jìn)行直流大電流 測(cè)量裝置紋波響應(yīng)性能測(cè)試的方法。
[0005] 采用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，可確定電流測(cè)量裝置在測(cè)量直流電流的同時(shí)是否能如 實(shí)的反映直流電流中的紋波電流。
[0006] 解決上述第一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種直流大電流測(cè)量裝置紋波響應(yīng)性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征是包括：
[0008] -由穿過被測(cè)裝置感應(yīng)區(qū)的的導(dǎo)線連接諧波電流發(fā)生器和交流電流比例標(biāo)準(zhǔn)裝 置構(gòu)成諧波電流回路，其中，所述的交流電流比例標(biāo)準(zhǔn)裝置外接并聯(lián)的第一標(biāo)準(zhǔn)電阻和寬 頻交流電壓表；
[0009] 一由穿過被測(cè)裝置感應(yīng)區(qū)的導(dǎo)線連接直流電流源、直流電流比例標(biāo)準(zhǔn)裝置、交流 電流傳感器輸入端構(gòu)成直流電流回路，其中，所述的直流電流比例標(biāo)準(zhǔn)裝置外接并聯(lián)的第 二標(biāo)準(zhǔn)電阻和直流電壓表；
[0010] 所述的被測(cè)裝置輸出端外接并聯(lián)的第三標(biāo)準(zhǔn)電阻和交/直流兩用電壓表；
[0011] 所述的交流電流傳感器輸出端連接相敏檢波器。
[0012] 所述諧波發(fā)生器由依次連接的諧波控制器、功率放大器和升流變組成，諧波發(fā)生 器為至少可產(chǎn)生1~50次、0~500A諧波電流，模擬不同紋波情況的諧波發(fā)生器。
[0013] 交流電流比例標(biāo)準(zhǔn)裝置用于諧波回路諧波電流幅值的測(cè)量，并將其對(duì)應(yīng)的電壓信 號(hào)作為相敏檢波器的參考信號(hào)，所述的交流電流比例標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度應(yīng)比被測(cè)裝置準(zhǔn)確 度至少高兩個(gè)準(zhǔn)確度等級(jí)。
[0014] 所述直流電流源應(yīng)具有高穩(wěn)定度，優(yōu)選直流電流源能夠產(chǎn)生0~5kA直流電流；直 流電流比例標(biāo)準(zhǔn)用于直流回路直流電流幅值的測(cè)量，直流電流比例標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確度應(yīng)比被測(cè)裝 置準(zhǔn)確度至少高兩個(gè)準(zhǔn)確度等級(jí)。
[0015] 所述直流電流回路和諧波電流回路共同作用于被測(cè)裝置以模擬含紋波的直流大 電流。
[0016] 所述直流回路中諧波電流的測(cè)量時(shí)候，交流電流傳感器優(yōu)選霍爾電流傳感器和空 芯線圈電流傳感器，相敏檢波器以交流電流比例標(biāo)準(zhǔn)輸出的對(duì)應(yīng)電壓作為參考信號(hào)，以交 流電流傳感器輸出為輸入，測(cè)量諧波電流。
[0017] 解決上述第二個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0018] 一種采用上述系統(tǒng)進(jìn)行直流大電流測(cè)量裝置紋波響應(yīng)性能測(cè)試的方法，其特征是 包括以下步驟：
[0019] (1)啟動(dòng)直流電流源，逐漸升流至選定的直流電流值；
[0020] (2)啟動(dòng)諧波電流發(fā)生器，選定所需頻率，逐漸升流至選定的諧波電流值；
[0021] (3)通過直流回路中串接的直流電流比例標(biāo)準(zhǔn)輸出，測(cè)量直流電流幅值；
[0022] (4)通過諧波回路中串接的交流電流比例標(biāo)準(zhǔn)輸出，測(cè)量諧波電流的幅值；
[0023] (5)被測(cè)直流電流測(cè)量裝置輸出端接入標(biāo)準(zhǔn)電阻和交直流兩用電壓表，通過電壓 表直流檔測(cè)量被測(cè)裝置的直流輸出幅值，通過電壓表交流檔測(cè)量被測(cè)裝置的諧波輸出幅 值；
[0024] (6)諧波回路電流和直流回路電流共同作用被測(cè)裝置，會(huì)導(dǎo)致直流電流回路和諧 波電流回路之間的耦合，所以直流電流回路中接入交流電流傳感器和相敏檢波器測(cè)量諧波 電流；
[0025] (7)被測(cè)直流電流測(cè)量裝置的變比為Kx，接入的標(biāo)準(zhǔn)電阻為R，輸出側(cè)交流電壓讀 數(shù)值折算到輸入側(cè)電流值么為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種直流大電流測(cè)量裝置紋波響應(yīng)性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征是包括： 一由穿過被測(cè)裝置感應(yīng)區(qū)導(dǎo)線連接諧波電流發(fā)生器和交流電流比例標(biāo)準(zhǔn)裝置構(gòu)成的 諧波電流回路；其中，所述的交流電流比例標(biāo)準(zhǔn)裝置外接并聯(lián)的第一標(biāo)準(zhǔn)電阻和寬頻交流 電壓表； 一由穿過被測(cè)裝置感應(yīng)區(qū)導(dǎo)線連接直流電流源、直流電流比例標(biāo)準(zhǔn)裝置、交流電流傳 感器輸入端構(gòu)成的直流電流回路；其中，所述的直流電流比例標(biāo)準(zhǔn)裝置外接并聯(lián)的第二標(biāo) 準(zhǔn)電阻和直流電壓表； 所述的被測(cè)裝置輸出端外接并聯(lián)的第三標(biāo)準(zhǔn)電阻和交/直流兩用電壓表； 所述的交流電流傳感器輸出端連接相敏檢波器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流大電流測(cè)量裝置紋波響應(yīng)性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征是：所 述諧波發(fā)生器由依次連接的諧波控制器、功率放大器和升流變組成，諧波發(fā)生器為至少可 產(chǎn)生1~50次、O~500A諧波電流，模擬不同紋波情況的諧波發(fā)生器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流大電流測(cè)量裝置紋波響應(yīng)性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征是：所 述的交流電流比例標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度比被測(cè)裝置準(zhǔn)確度至少高兩個(gè)準(zhǔn)確度等級(jí)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流大電流測(cè)量裝置紋波響應(yīng)性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征是：所 述直流電流源為能夠產(chǎn)生0~5kA直流電流、具有高穩(wěn)定度的直流電流源，直流電流比例標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn)確度應(yīng)比被測(cè)裝置準(zhǔn)確度至少高兩個(gè)準(zhǔn)確度等級(jí)。
5. -種采用如權(quán)利要求4所述系統(tǒng)進(jìn)行直流大電流測(cè)量裝置紋波響應(yīng)性能測(cè)試的方 法，其特征是包括以下步驟： (1) 啟動(dòng)直流電流源，逐漸升流至選定的直流電流值； (2) 啟動(dòng)諧波電流發(fā)生器，選定所需頻率，逐漸升流至選定的諧波電流值； (3) 通過直流回路中串接的直流電流比例標(biāo)準(zhǔn)輸出，測(cè)量直流電流幅值； (4) 通過諧波回路中串接的交流電流比例標(biāo)準(zhǔn)輸出，測(cè)量諧波電流的幅值； (5) 被測(cè)直流電流測(cè)量裝置輸出端接入標(biāo)準(zhǔn)電阻和交直流兩用電壓表，通過電壓表直 流檔測(cè)量被測(cè)裝置的直流輸出幅值，通過電壓表交流檔測(cè)量被測(cè)裝置的諧波輸出幅值； (6) 諧波回路電流和直流回路電流共同作用被測(cè)裝置，會(huì)導(dǎo)致直流電流回路和諧波電 流回路之間的耦合，所以直流電流回路中接入交流電流傳感器和相敏檢波器測(cè)量諧波電 流； (7) 被測(cè)直流電流測(cè)量裝置的變比為Kx，接入的標(biāo)準(zhǔn)電阻為R，輸出側(cè)交流電壓讀數(shù)
KH(A/V)，相敏檢波器的電壓和相位讀數(shù)Uh2和0f/2折算到直流回路的諧波電流值/& 2為： = Z/fLfccos卿2; /i +與諧波回路電流/ffl相比較可以得出被測(cè)直流電流測(cè)量 裝置對(duì)紋波響應(yīng)的傳輸比及其誤差。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流大電流測(cè)量裝置紋波響應(yīng)性能測(cè)試系統(tǒng)及方法，測(cè)試系統(tǒng)包括直流電流源、直流電流比例標(biāo)準(zhǔn)器、諧波電流發(fā)生器、交流電流比例標(biāo)準(zhǔn)、直流電壓表、寬頻交流電壓表、交/直流電壓表、3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻、交流電流傳感器、相敏檢波器及被測(cè)裝置。系統(tǒng)可模擬產(chǎn)生直流大電流及所含的紋波電流，測(cè)試并確定被測(cè)裝置在測(cè)量直流大電流的同時(shí)是否能如實(shí)反映直流大電流中的紋波電流。本發(fā)明解決了一個(gè)難題：不能同時(shí)測(cè)試被測(cè)裝置對(duì)直流電流和紋波電流的響應(yīng)性能。通過本發(fā)明公開的測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)施，可以測(cè)試被測(cè)裝置紋波電流響應(yīng)性能，該方法對(duì)保證直流大電流的準(zhǔn)確測(cè)量和控制及減小紋波電流，以提高直流系統(tǒng)質(zhì)量具有重要的實(shí)際意義。
【IPC分類】G01R35-00
【公開號(hào)】CN104820199
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510174837
【發(fā)明人】潘峰, 林國(guó)營(yíng), 肖勇, 張鼎衢, 宋強(qiáng), 趙偉, 孟慶亮, 孫衛(wèi)明, 祁舒喆
【申請(qǐng)人】廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年4月13日