[发明专利]基于“虚拟复阻抗法”实现的工频线路参数测试仪检定装置及其检定方法

权利要求书

1.一种基于“虚拟复阻抗法”实现的工频线路参数测试仪检定装置，其特征在于，包括：一个控制模块、三个I-V变换模块、三个虚拟复阻抗模块及三个电压输出模块，检定装置按三相回路设计，一个I-V变换模块、一个虚拟复阻抗模块及一个电压输出模块组成一个回路，控制模块与三个虚拟复阻抗模块分别相连，各个阻抗分量的量值由控制模块进行配置，被检工频线路参数测试仪的电流输出端子A、B、C、N分别和检定装置的电流输入端子A_in、B_in、C_in、N连接，被检工频线路参数测试仪的电压输入端子U_A、U_B、U_C、U_N分别和检定装置的电压输出端子U_Aout、U_Bout、U_Cout、U_N连接。

2.根据权利要求1所述的工频线路参数测试仪检定装置，其特征在于：所述控制模块包括数字控制器件。

3.根据权利要求1所述的工频线路参数测试仪检定装置，其特征在于：所述I-V变换模块包括由仪表型精密电流互感器CT、无感精密电阻R_CT、精密运放组成的I-V变换电路。

4.根据权利要求1所述的工频线路参数测试仪检定装置，其特征在于：所述虚拟复阻抗模块包括电感分量的产生及幅值选择电路、电容分量的产生及幅值选择电路、电阻分量的产生及幅值选择电路。

5.根据权利要求1所述的工频线路参数测试仪检定装置，其特征在于：所述电压输出模块包括功率运放组成的电压跟随器和精密升压电压互感器PT。

6.一种基于“虚拟复阻抗法”实现的工频线路参数测试仪的检定方法，其特征在于，首先采用一个基于“虚拟复阻抗法”实现的工频线路参数测试仪检定装置，包括：控制模块、I-V变换模块、虚拟复阻抗模块及电压输出模块，被检工频线路参数测试仪的电流输出端子A、B、C、N分别和检定装置的电流输入端子A_in、B_in、C_in、N连接，被检工频线路参数测试仪的电压输入端子U_A、U_B、U_C、U_N分别和检定装置的电压输出端子U_Aout、U_Bout、U_Cout、U_N连接，检定装置按三相回路设计，每相回路结构及原理相同，在A相回路中，检定装置通过输入端子A_in接受被检工频线路参数测试仪的输入电流信号I_A，该信号首先经过I-V变换模块并输出电压信号u_a1，电压信号u_a1满足关系式u_a1＝k_CT×Ia，其中k_CT为I-V变换模块中仪表型精密电流互感器CT的固定比例系数；然后电压信号u_a1经过虚拟复阻抗模块并输出电压信号u_a2，电压信号u_a2满足关系式u_a2＝[jωk_L+(1/jωk_C)+k_R]×u_a1，其中k_L、k_C、k_R为可调比例系数，该可调比例系数由来自控制模块的A相回路控制信号sig-a分别进行控制；然后电压信号u_a2经过电压输出模块进行信号放大并最终输出电压信号U_Aout，U_Aout满足关系式U_Aout＝k_PT×u_a2，其中k_PT为该模块中精密升压电压互感器PT的固定比例系数，通过上述回路，产生的输出电压信号U_Aout和输入电流信号I_A即可满足复阻抗函数关系，即U_Aout＝k_PT×k_CT×[jωk_L+(1/jωk_C)+k_R]×I_A，其中A相回路可调比例系数k_A＝k_PT×k_CT×[jωk_L+(1/jωk_C)+k_R]，即检定装置实现的A相回路的“虚拟复阻抗”；在B相回路和C相回路中，工作原理与A相回路完全相同，通过上述过程，检定装置即模拟出三相“虚拟复阻抗”，并且各个阻抗分量的量值由控制模块进行配置。其特征在于，本方法在U_AN和I_A之间建立了“虚拟复阻抗”函数关系，也就是模拟出了A相“虚拟复阻抗”，该“虚拟复阻抗”即k_PT×k_CT×[jωk_L+(1/jωk_C)+k_R]，其中k_PT、k_CT是固定比例系数，k_L、k_C、k_R是在sig-a控制下独立可调的比例系数；B相回路和C相回路的原理与A相回路完全一致，由此实现三相“虚拟复阻抗”，该“虚拟复阻抗”的电感分量、电容分量、电阻分量可独立设定。