[发明专利]基于同步采样保持电路的电子式互感器溯源装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子式互感器溯源装置，具体为基于同步采样保持电路的电子式互感器溯源装置。

背景技术

在国家标准GB/T20840.7-2007《电子式电压互感器》和GB/T20840.8-2007《电子式电流互感器》中规定，数字化变电站应用的电子式互感器是一种模拟量输入数字量输出的非传统互感器。但与传统互感器一样的是，其担负着电网的精确计量，以及故障监测等重要责任，因此对电子式互感器的比差和角差进行溯源，准确检定其误差范围，具有十分重要的意义。

电子式互感器作为数字化变电站中计量的一部分，由于种种原因，国家还没有制定相关的计量检定规程。而现有的电子式互感器溯源装置，大多采用标准源模拟一次侧信号，在同步信号触发下，溯源装置和电子互感器开始对标准源模拟信号进行A/D采样，之后溯源装置通过对接收到的电子式互感器的数字量输出与内部A/D数据进行算法比对，完成误差的检定。这种溯源装置一般在触发信号到来的时刻，控制A/D芯片开始采样，但是A/D芯片本身实际开始采样的时刻并不确定，这样的采样延时使得到的数字量数据和实际的模拟量数据存在不确定的时间偏差，从而影响了角差的检定。由于目前尚未有对A/D的采样时刻直接进行检定的计量器具，因此这种基于实时AD采样的溯源装置不能对电子式互感器进行精确溯源。

发明内容

本发明解决现有电子式互感器溯源装置不能对电子式互感器进行精确溯源的问题，提供一种基于同步采样保持电路的电子式互感器溯源装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种基于同步采样保持电路的电子式互感器溯源装置，包括信号调理模块、A/D模块、DSP数据处理模块、人机接口模块和输入接口模块，所述信号调理模块、A/D模块、DSP数据处理模块依次连接；所述人机接口模块和输入接口模块与DSP数据处理模块连接，DSP数据处理模块的采样保持脉冲输出端与A/D模块相连，DSP数据处理模块还有PPS同步信号输出端；在信号调理模块和A/D模块之间增设有同步采样保持（S/H）模块，同步采样保持（S/H）模块还与DSP数据处理模块的采样保持脉冲输出端相连；所述的同步采样保持（S/H）模块包括由运算放大器芯片构成的电压跟随器A和由运算放大器芯片构成的电压跟随器B，电压跟随器A的输出端经受控于DSP数据处理模块的采样保持脉冲输出端的高速电子开关K,与电压跟随器B的同相端相连，电压跟随器B的同相端还经采样保持电容C接地。使用时，电子互感器与该溯源装置接受同一标准源的模拟输入信号，电子互感器的输出端与溯源装置的输入接口模块相连，溯源装置的PPS同步信号输出端与电子互感器的相应端相连。工作时，信号调理模块完成对外部的模拟输入信号进行前端调理，使其幅值大小在采样保持和A/D的输入范围内。采样保持（S/H）模块完成在采样保持脉冲到来的时刻，将该时刻的模拟量信号的大小保持一段持续时间, 后续A/D模块在这段持续时间内完成数字化，从而将原来不可控的AD采样延迟转移到明确的采样保持时刻。这样得到的数字量是模拟量在采样脉冲时刻的标准离散化，可通过算法正确复现模拟量的相位和幅值，从而完成对电子式互感器的溯源。A/D模块完成对采样保持模块输出的直流阶梯波的采样，在阶梯波的每个直流信号保持的时间范围内完成数字化，从而得到与采样脉冲对应的数字量数据，并传递给DSP数据处理模块。由于经过同步采样保持电路离散化后的输出为直流信号，因此幅值的量值可以很方便的得到溯源。所述的采样保持电路使用同步脉冲方式来获得采样数据的准确时刻，因此其采样时刻是明确的，因此自身的角差可以很方便的得到溯源。DSP数据处理模块完成对A/D模块传递过来的数字量进行数据处理以及完成对外部电子式互感器输入的IEC61850协议数据的解析和处理，通过对两个不同输入源的数字信号进行FFT计算，从而得到相应的基波幅值和相位角，并由此计算出比差、角差。输入接口模块完成对外部输入的数字量报文进行接收，并把正确接收的数字量数据提供给DSP数据处理模块进行进一步处理。人机接口模块完成人机交互功能，通过与DSP数据处理模块双向通信，设置同步输出方式和数字量传输协议以及显示电子式互感器的比差角差等。