[发明专利]一种基于安匝差测量对宽频电流比例的量值进行溯源的方法及系统

说明书

本发明公开一种基于安匝差测量对宽频电流比例的量值进行溯源的方法及系统，通过宽频电流比例自校线路获取第一电流比例的误差；使用宽频电流比例量值扩展线路进行N’/1电流比例的量值扩展试验：将第一电流比例的标准器和电流比例为N’/1的被校准电流比例标准的二次电流在宽频无源电流比较仪中进行等安匝比较，将正交误差电流源的误差电流ΔI输入到宽频无源电流比较仪的差流绕组，调整误差电流ΔI的大小和相位，使得宽频无源电流比较仪的检测绕组的感应电压为零；当感应电压为零时，确定N’/1电流比例的误差，将校准后的电流比例为N’/1的电流比例标准作为标准器，将电流比例N/1作为被校准电流比例标准重复量值扩展试验，得到电流比例为N/1的电流比例标准误差。

技术领域

本发明涉及量值溯源技术领域，更具体地，涉及一种基于安匝差测量对宽频电流比例的量值进行溯源的方法及系统。

背景技术

电流互感器用于将电网一次大电流变换为二次小电流，二次电流进入计量、继电保护装置。因此电流互感器的准确与否关系着电能计量的准确与否，也关系着继电保护装置动作的准确与否。

电流互感器的准确与否通过检定、校准试验来确定。被检电流互感器与电流比例标准进行比较，通常，电流比例标准相对于电流互感器的误差可忽略，通过校验仪等设备测得它们的差值来确定被检电流互感器的误差。而电流比例标准的误差则通过更准确的电流比例标准以来确定，该过程的终点是电流比例国家基准。以上过程形成的链条即为电流比例的量值溯源。电流互感器的量值通过金字塔形的标准体系溯源至位于顶点的电流比例基准。

为了确定电流比例基准的误差（也称为不确定度，或称为量值），各国家均首先通过自校方法以得到1/1比例的量值，然后通过加法、乘法、β线路等一系列线路将量值扩展至更高的比例。现有技术很好的适应了工频电流比例标准的量值溯源。然而现有技术的工作量很大，各种线路非常繁琐复杂。如将其应用于宽频电流比例的量值溯源，由于频率点的增多，工作量将成倍增长。更大的困难是，随着频率升高，容性泄漏、杂散感抗等因素对量值准确度影响剧增，使得宽频电流比例量值溯源难度极大。现有技术的工作近几十年均无进展，国际上的几个发达国家计量院仍然采用上述方法。

电流比例标准一般为补偿式电流比较仪，以下简称为比较仪。这里介绍的是传统量值溯源方案。首先通过自校线路测量1/1比例的误差，然后通过一系列线路将量值扩展至n/1，通常n不低于1000。详细过程如下：

现有技术的自校线路如图1所示，自校不依赖于外部标准，可从自身溯源，是电流比例量值溯源的源头。它适用于电流比较仪的电流比n=1。原理线路如图1所示。图中W₁、W₂绕组中分别流过的是一次电流、二次电流。W_B、W_D绕组是电流比较仪的辅助绕组，E（电源）、D（指零仪）、HEG（校验仪）为辅助设备。通过该线路测量1/1电流比例的误差，或者说确定了1/1电流比例的量值。

现有技术的加法线路如图2所示，现有技术把额定电流比为n/1的参考比较仪的一次和二次电流相加，作为另一台比较仪的一次电流，可校准另一台比较仪（n+1）的电流比，测量线路如图2所示。图中T₀为参考比较仪，T_x为被校准比较仪，T_m（辅助互感器）、Z_p（阻抗箱）、HEG（校验仪）为辅助设备。

现有技术的乘法线路如图3所示，现有技术将两台电流比较仪级联，组合后的电流比例是两台电流比较仪电流比例的乘积。这样可加速电流比例量值扩展速度。乘法线路测量线路如图3所示。例如，两台参考电流比较仪的电流比例分别为5/1和10/1，采用乘法线路，可将量值传递至另一台比较仪的50/1电流比例。