電子式自動調零方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電能計量技術領域，具體涉及一種全自動有功和無功負載補償調節的電子式自動調零方法及裝置。
【背景技術】
[0002]在各省級電力實驗研究所、省級計量局及部分地區供電局中，為了檢定高精度的電流標準互感器，雙級電流互感器和比較儀式電流互感器被廣泛用作標準互感器。由于標準互感器檢定的工作量大，測量精度高，數據處理繁雜，對檢定人員的要求高，為適應現代需要和便于計算機信息處理，智能化成為電流標準互感器校驗儀未來的發展趨勢和研究熱點。
[0003]目前，國家高電壓計量站校驗高精密電流互感器時，使用的校驗系統通常采用比較儀式標準電流互感器、手動調零裝置、指針式指零儀、手動負載箱和電工式校驗儀等校驗設備，在互感器檢定過程中，當調整調壓器升流至規程檢定電流點，然后手動調整調零裝置各個檔位盤，調整補償互感器負載，同時觀察指零儀指針狀態，使其指到零位，然后提高指零儀的顯示精度，再次手動調整調零裝置各個檔位盤，使指零儀指零，直至滿足精度要求為止。使用的調零裝置和指零儀是全電工式的，使用時需反復扭動左右共十組開關，調節輸出正交補償量和同相補償量，同時要觀察指零儀的指針擺動方向是否到零位，整個檢定過程自動化程度低，調節時間長，勞動強度大，操作復雜，工作效率低。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是，針對現有校驗系統存在的上述不足之處，提供一種全自動有功和無功負載補償調節的電子式自動調零方法及裝置，對互感器測量系統進行磁通補償，使標準互感器達到磁平衡的作用，相位可調、極性可變。
[0005]本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是:
[0006]電子式自動調零方法，包括如下步驟:
[0007]1)將標準互感器測試的零位電壓進行采樣、放大、濾波后由單片機處理后顯示零位電壓狀態，根據零位電壓的大小自動調節零位電壓的分辨率(靈敏度)；
[0008]2)當試驗電流上升到某一點時，測量補償互感器的二次電流信號，并將采集到的二次電流信號放大、濾波、正交處理，送入到單片機作為調節基準，調節基準包括同相分量和正交分量，根據步驟1)中零位電壓的大小調節同相分量和正交分量的大小；
[0009]3)將步驟2)中同相分量和正交分量的信號的數字控制量通過DA控制系統轉成模擬控制信號后相加混合，合成功放控制電路的驅動電壓，通過功放控制電路輸出不同相位、不同伏值的電流信號，對補償互感器的二次電流信號進行補償，使得標準互感器達到零磁通，同時標準互感器零位測試端顯示零電壓。
[0010]本發明還提供了一種電子式自動調零裝置，包括零位檢測單元、控制單元、功率調節補償單元和單片機:
[0011]所述零位檢測單元包括零位信號采樣模塊、第一放大電路和第一濾波電路，零位信號采樣模塊依次與第一放大電路和第一濾波電路連接后接至單片機，零位檢測單元用于通過零位信號采樣模塊監測互感器測量系統的零位電壓狀態(零位信號)，經第一放大電路放大和第一濾波電路濾波，然后通過單片機計算其電位值，判斷是否為零位狀態；
[0012]所述控制單元包括基準信號采樣模塊、第二放大電路、第二濾波電路、90°移相模塊、正交跟隨模塊和同相跟隨模塊，基準信號采樣模塊依次與第二放大電路、第二濾波電路連接后分支兩路，一路接入90°移相模塊、正交跟隨模塊后接至單片機，另一路接入同相跟隨模塊后接至單片機；控制單元用于給輸出電源提供相位和幅值可調節的、穩定可靠的驅動電壓；
[0013]所述功率調節補償單元包括DA控制系統、同相正交信號混合模塊和功率輸出模塊，單片機的輸出端依次與DA控制系統、同相正交信號混合模塊和功率輸出模塊連接，功率調節補償單元用于輸出功率調節電壓，對互感器測量系統進行補償；
[0014]所述單片機用于將零位電壓進行處理計算并顯示零位狀態值，同時按照調零程序的邏輯順序輸出調節數字信號，對DA控制系統進行控制。
[0015]按上述方案，所述同相正交信號混合模塊為加法器電路。
[0016]本發明的工作原理:以比較儀式標準電流互感器為標準，通過自動調零裝置自動完成調零，使得比較儀式標準電流互感器最終達到零磁通，再通過電流互感器校驗儀讀出被測互感器的誤差，最終傳送給單片機處理。本裝置尤其適用于實驗室內工頻比例標準檢定標準互感器試驗回路中，工作中零位檢測單元檢測到補償互感器非零位信號后，控制單元將自動調節輸出的補償量，使系統達到磁平衡。
[0017]本發明的有益效果在于:
[0018]1)完全替代傳統的手動調零裝置和指零儀，結合電磁兼容技術和工藝控制技術，通過控制實現全自動有功和無功負載補償調節，電壓0?150V可調，電壓相位為0?360度可調，輸出極性正負可調，輸出電流為0.5A，輸出功率最大75VA，調節和顯示分辨率為
0.0lmV，調節速度快、零位精準，大大提高工作效率和測量性能可靠性；
[0019]2)本發明在工作時，當檢測到互感器測量系統的零位檢測端不等于零電壓時，自動交叉調節輸出正交分量和同相分量，使互感器測量系統零位電壓保持零狀態；
[0020]3)本調零裝置配合比較儀式互感器檢定裝置，可實現自動升壓自動定點、自動測試和數據保存、分析、打印等全自動功能，可以最大限度的提高工作效率。
【附圖說明】
[0021]圖1是電子調零補償理論原理圖；
[0022]圖2是電子調零電路原理框圖；
[0023]圖3是本發明電子式自動調零裝置原理框圖；
[0024]圖4是本發明電子式自動調零裝置控制原理流程圖。
【具體實施方式】
[0025]下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明。
[0026]電子調零補償理論原理如圖1所示，通過調節第一補償互感器CT1 二次繞組負載，影響CT1 一次激磁電流，使互感器校驗系統標準互感器接近零磁通，實現比較儀式標準互感器做檢驗標準時能達到理想的測量效果和測量精度。當試驗電流升到規定測試點時，CT1的二次電流II流過第二補償互感器CT2，CT2流過的電流12與II大小相等、方向相同，通過功放控制電路跟蹤和調節CT2電壓，使V和V0點電壓變化，此時，CT1 二次V與V0間的負荷P = V*I2，通過調節壓控電源的相位和伏值，改變V點電壓和相位，從而改變CT1 二次V與V0間的負荷的功率和功率因數。
[0027]電子調零電路原理框圖如圖2所示，在互感器測試過程中，將標準互感器測試的零位電壓進行采樣、放大、濾波后由單片機處理后顯示零位狀態，根據零位電壓的大小自動調節零位電壓的分辨率(靈敏度)。當電流上升到被測的百分點時，