直流大電流測量裝置紋波響應性能測試系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種直流大電流測量裝置紋波響應性能測試系統。本發明還涉及一種 采用所述系統進行直流大電流測量裝置紋波響應性能測試的方法。 技術背景
[0002] 直流大電流測量裝置在科學研宄和工業生產中有廣泛應用，據統計我國工業生產 中，直流用電量約占總用電量的30%以上，實際中應用了大量的直流電流測量裝置。近年高 壓直流輸電在我國發展迅速，高壓直流輸電中直流電流測量裝置也越來越多。面對大量的、 不同原理的直流大電流測量裝置，如何對其進行性能測試是關鍵。直流大電流測量裝置在 直流性能方面的測試方法及系統，目前已較為完善，然而對其紋波響應性能測試的方法和 實施手段匱乏。實際上，無論是高壓直流輸電還是工業生產直流用電，被測直流大電流中都 不可避免的含有紋波，直流大電流測量裝置應能真實響應紋波。紋波不僅會影響直流電流 測量的準確度，紋波的檢測對控制及減小紋波電流，提高直流系統質量還具有重要的實際 應用意義。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的第一個技術問題，就是提供一種直流大電流測量裝置紋波響應 性能測試系統。
[0004] 本發明所要解決的第二個技術問題，就是提供一種采用上述系統進行直流大電流 測量裝置紋波響應性能測試的方法。
[0005] 采用本發明的系統和方法，可確定電流測量裝置在測量直流電流的同時是否能如 實的反映直流電流中的紋波電流。
[0006] 解決上述第一個技術問題，本發明采用的技術方案是：
[0007] -種直流大電流測量裝置紋波響應性能測試系統，其特征是包括：
[0008] -由穿過被測裝置感應區的的導線連接諧波電流發生器和交流電流比例標準裝 置構成諧波電流回路，其中，所述的交流電流比例標準裝置外接并聯的第一標準電阻和寬 頻交流電壓表；
[0009] 一由穿過被測裝置感應區的導線連接直流電流源、直流電流比例標準裝置、交流 電流傳感器輸入端構成直流電流回路，其中，所述的直流電流比例標準裝置外接并聯的第 二標準電阻和直流電壓表；
[0010] 所述的被測裝置輸出端外接并聯的第三標準電阻和交/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，諧波發生 器為至少可產生1~50次、0~500A諧波電流，模擬不同紋波情況的諧波發生器。
[0013] 交流電流比例標準裝置用于諧波回路諧波電流幅值的測量，并將其對應的電壓信 號作為相敏檢波器的參考信號，所述的交流電流比例標準裝置的準確度應比被測裝置準確 度至少高兩個準確度等級。
[0014] 所述直流電流源應具有高穩定度，優選直流電流源能夠產生0~5kA直流電流；直 流電流比例標準用于直流回路直流電流幅值的測量，直流電流比例標準準確度應比被測裝 置準確度至少高兩個準確度等級。
[0015] 所述直流電流回路和諧波電流回路共同作用于被測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量時候，交流電流傳感器優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準輸出的對應電壓作為參考信號，以交 流電流傳感器輸出為輸入，測量諧波電流。
[0017] 解決上述第二個技術問題，本發明采用的技術方案是：
[0018] 一種采用上述系統進行直流大電流測量裝置紋波響應性能測試的方法，其特征是 包括以下步驟：
[0019] (1)啟動直流電流源，逐漸升流至選定的直流電流值；
[0020] (2)啟動諧波電流發生器，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準輸出，測量直流電流幅值；
[0022] (4)通過諧波回路中串接的交流電流比例標準輸出，測量諧波電流的幅值；
[0023] (5)被測直流電流測量裝置輸出端接入標準電阻和交直流兩用電壓表，通過電壓 表直流檔測量被測裝置的直流輸出幅值，通過電壓表交流檔測量被測裝置的諧波輸出幅 值；
[0024] (6)諧波回路電流和直流回路電流共同作用被測裝置，會導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量諧波 電流；
[0025] (7)被測直流電流測量裝置的變比為Kx，接入的標準電阻為R，輸出側交流電壓讀 數值折算到輸入側電流值么為
【主權項】
1. 一種直流大電流測量裝置紋波響應性能測試系統，其特征是包括： 一由穿過被測裝置感應區導線連接諧波電流發生器和交流電流比例標準裝置構成的 諧波電流回路；其中，所述的交流電流比例標準裝置外接并聯的第一標準電阻和寬頻交流 電壓表； 一由穿過被測裝置感應區導線連接直流電流源、直流電流比例標準裝置、交流電流傳 感器輸入端構成的直流電流回路；其中，所述的直流電流比例標準裝置外接并聯的第二標 準電阻和直流電壓表； 所述的被測裝置輸出端外接并聯的第三標準電阻和交/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. 根據權利要求1所述的直流大電流測量裝置紋波響應性能測試系統，其特征是：所 述諧波發生器由依次連接的諧波控制器、功率放大器和升流變組成，諧波發生器為至少可 產生1~50次、O~500A諧波電流，模擬不同紋波情況的諧波發生器。
3. 根據權利要求2所述的直流大電流測量裝置紋波響應性能測試系統，其特征是：所 述的交流電流比例標準裝置的準確度比被測裝置準確度至少高兩個準確度等級。
4. 根據權利要求3所述的直流大電流測量裝置紋波響應性能測試系統，其特征是：所 述直流電流源為能夠產生0~5kA直流電流、具有高穩定度的直流電流源，直流電流比例標 準準確度應比被測裝置準確度至少高兩個準確度等級。
5. -種采用如權利要求4所述系統進行直流大電流測量裝置紋波響應性能測試的方 法，其特征是包括以下步驟： (1) 啟動直流電流源，逐漸升流至選定的直流電流值； (2) 啟動諧波電流發生器，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準輸出，測量直流電流幅值； (4) 通過諧波回路中串接的交流電流比例標準輸出，測量諧波電流的幅值； (5) 被測直流電流測量裝置輸出端接入標準電阻和交直流兩用電壓表，通過電壓表直 流檔測量被測裝置的直流輸出幅值，通過電壓表交流檔測量被測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裝置，會導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量諧波電 流； (7) 被測直流電流測量裝置的變比為Kx，接入的標準電阻為R，輸出側交流電壓讀數
KH(A/V)，相敏檢波器的電壓和相位讀數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直流電流測量 裝置對紋波響應的傳輸比及其誤差。
【專利摘要】本發明公開了一種直流大電流測量裝置紋波響應性能測試系統及方法，測試系統包括直流電流源、直流電流比例標準器、諧波電流發生器、交流電流比例標準、直流電壓表、寬頻交流電壓表、交/直流電壓表、3個標準電阻、交流電流傳感器、相敏檢波器及被測裝置。系統可模擬產生直流大電流及所含的紋波電流，測試并確定被測裝置在測量直流大電流的同時是否能如實反映直流大電流中的紋波電流。本發明解決了一個難題：不能同時測試被測裝置對直流電流和紋波電流的響應性能。通過本發明公開的測試系統的實施，可以測試被測裝置紋波電流響應性能，該方法對保證直流大電流的準確測量和控制及減小紋波電流，以提高直流系統質量具有重要的實際意義。
【IPC分類】G01R35-00
【公開號】CN104820199
【申請號】CN201510174837
【發明人】潘峰, 林國營, 肖勇, 張鼎衢, 宋強, 趙偉, 孟慶亮, 孫衛明, 祁舒喆
【申請人】廣東電網有限責任公司電力科學研究院
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月13日