一种电压互感器准确度试验测控装置

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体为一种电压互感器准确度试验测控装置。

背景技术

电压互感器的准确度试验是利用互感器校验仪将被测电压互感器的二次输出电压与标准电压互感器的二次输出电压进行比较并测出比值误差和相位误差。电压互感器通常具有测量绕组、保护绕组及剩余电压绕组等多个(目前通常最多为5个)二次绕组，试验时需对每个二次绕组进行误差测量。

目前大多数电压互感器生产企业在进行电压互感器准确度试验时，都是采用人工接线方式切换被测电压互感器二次绕组以及标准电压互感器的二次绕组，人工改变电压互感器二次绕组的负荷，人工记录试验数据，切换被测电压互感器二次绕组(简称被测二次绕组)及被测电压互感器二次绕组(简称标准二次绕组)时需切断试验电源后进行改接线，操作繁琐、耗时较长。电压负荷箱在使用过程中损坏或参数发生变化难以及时发现，造成测试结果失真。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种电压互感器准确度试验测控装置，包括精密互感器模块、数据采集卡、主板、绕组切换模块、负荷切换模块组和计算机，所述负荷切换模块组包括多个负荷切换模块，一个所述负荷切换模块对应一个被测二次绕组；

所述精密互感器模块的绕组输入端与被测电压互感器的多个被测二次绕组连接，所述精密互感器模块的绕组输出端与所述负荷切换模块组连接，所述精密互感器模块的信号输出端与所述数据采集卡连接；所述数据采集卡分别与所述计算机和所述主板连接；所述主板的信号输出端分别与所述绕组切换模块和所述负荷切换模块组连接，所述绕组切换模块的绕组输入端分别与标准电压互感器的多个标准二次绕组和多个被测二次绕组连接；

所述精密互感器模块，用于按照设定比例将每个所述被测二次绕组的电压及电流进行转换，并将转换后的电压和电流信号发送至数据采集卡；

所述计算机，用于通过数据采集卡采集每个所述被测二次绕组的电压和电流信号，用于对每个所述被测二次绕组所接的负荷值进行实时监测；

所述计算机，还用于根据预设试验流程，确定目标被测二次绕组、目标标准二次绕组以及所述目标被测二次绕组对应的目标负荷值，生成所述目标被测二次绕组对应的绕组切换模块和各个所述负荷切换模块中每个模块对应的控制信号和地址信号，并将生成的控制信号和地址信号发送至所述主板，对于每个所述绕组切换模块，所述地址信号表征所述当前二次绕组对对应的标识，对于每个所述负荷切换模块，所述地址信号表征了所述负荷切换模块对应的标识，对于每个所述负荷切换模块及绕组切换模块，所述控制信号中包括该负荷切换模块的当前目标负荷值，以及当前目标被测二次绕组的标识和当前目标标准二次绕组的标识；

所述主板，用于根据所述当前目标被测二次绕组的标识和当前目标标准二次绕组的标识，控制所述绕组切换模块中各个继电器的通断，以确定所述当前目标被测二次绕组和当前目标标准二次绕组；以及根据所述地址信号，通过与所述地址信号对应的负荷切换模块控制所述目标被测二次绕组所接入的负荷值，以使所述当前目标被测二次绕组所接入的负荷值为所述当前目标负荷值。

技术效果：

本发明提供的电压互感器准确度试验测控装置在工作时，被测二次绕组的电压和电流经过精密互感器模块转换后，输入至数据采集卡，数据采集卡采集电压和电流信号发送至计算机，计算机对接收的电压和电流信号进行分析计算，得到被测电压互感器每个二次绕组所接入的负荷值及其功率因数，从而实现对电压互感器准确度试验中的二次负荷进行实时监测。根据技术要求设置试验流程和试验参数，装置会自动按预定的试验流程进行顺序控制，自动切换标准电压和被测二次绕组，自动控制每个被测二次绕组接入的负荷，从而实现电压互感器准确度试验的自动控制。

进一步地，还包括电压负荷箱组，所述电压负荷箱组包括不少于多个所述被测二次绕组的数量的电压负荷箱，每个电压负荷箱中的负荷单元均通过一个连接器引出，以通过所述连接器对对应的电压负荷箱对应的负荷进行控制。

采用该方案，可采用不少于多个被测二次绕组的数量的电压负荷箱实现被测二次绕组所接入的负荷值的切换。

进一步地，上述所述精密互感器模块包含不少于多个所述被测二次绕组的数量的精密互感器组。

采用该方案，由于被测二次绕组通常不超过5个，因此，采用不少于被测二次绕组的数量的精密互感器组可确保对每个被测二次绕组的电压和电流进行转换。

进一步地，每个精密互感器组包括一个精密电压互感器和一个精密电流互感器。

采用该方案，通过精密电压互感器可检测出被测电压互感器二次绕组的电压，通过精密电流互感器可以检测出被测电压互感器二次绕组的电流。

进一步地，所述主板包括信号输入连接器，所述信号输入连接器与所述数据采集卡的数字量输出端连接。

采用该方案，通过信号连接器可将数据采集卡的信号传输给主板。

进一步地，还包括互感器校验仪，所述绕组切换模块的电压输出端与所述互感器校验仪电压输入端连接，所述计算机与所述互感器校验仪连接。

采用该方法，所述互感器校验仪可对输入的标准电压和被测电压进行比较，测出比值误差、相位误差和电压百分比。所述计算机从所述互感器校验仪中读取测量结果数据。

采用该方案，计算机按照试验流程自动读取互感器校验仪的测量结果，并自动存储于数据表中，从而实现测量数据的自动存储。

进一步地，上述计算机，还用于分析处理所述数据采集卡采集的电压及电流信号，计算并显示每个所述被测二次绕组接入的负荷及负荷的功率因数。

采用该方案，计算机还可显示每个被测二次绕组接入的负荷及功率因数，便于用户监视电压负荷箱的工作状况。

进一步地，上述计算机，还用于根据预设编码方法，将预置的目标负荷值转换为7位二进制控制信号。

采用该方案，通过该编码方法可将要求接入被测二次绕组的负荷值，转换成用于控制电压负荷箱中各个负荷单元的二进制控制信号。

进一步地，上述预设试验流程包括预设试验顺序，所述预设试验顺序包括由多个控制量中每个所述控制量对应的状态值组成的多个试验顺序，多个所述控制量包括准确级、被测二次绕组的绕组标识、负荷值和测量电压，其中，所述准确级对应的状态值包括测量级对应的状态值和保护级对应的状态值，所述绕组标识包括多个绕组标识各自对应的状态值，所述负荷值包括多个负荷值各自对应的状态值，所述测量电压包括多个测量电压各自对应的状态值，对于每个试验顺序，所述试验顺序中包括每个所述控制量对应的一个状态值；

上述计算机在根据预设试验流程，确定目标被测二次绕组、目标标准二次绕组以及所述目标被测二次绕组对应的目标负荷值时，具体用于：

根据所述预设试验顺序，确定目标被测二次绕组、目标标准二次绕组以及所述目标被测二次绕组对应的目标负荷值。

采用该方案，通过预设试验顺序，可自动切换被测二次绕组和标准二次绕组，同时切换被测二次绕组对应的目标负荷值，该预设试验顺序的顺序表达清晰，便于修改，不需要进行复杂的条件判断。

进一步地，上述预设试验顺序通过4维数组常量表示。

采用该方案，通过4维数组常量表示预设试验顺序，可使得预设试验顺序更清晰，更直观，更便于修改。

附图说明

图1为本发明中一种电压互感器准确度试验测控装置中各部件的连接框图；

图2为本发明中一种电压互感器准确度试验测控装置的硬件模块图；

图3为本发明中精密互感器模块及数据采集卡的电路原理图；

图4为本发明中主板的电路原理图；

图5为本发明中绕组切换模块的电路原理图；

图6为本发明中负荷切换模块的电路原理图；

图7为本发明中电压负荷箱的电路原理图；

图8为本发明中预设试验顺序对应的4维数组常量的示意图。

附图1-7中，各标号所代表的结构列表如下：

1、精密互感器模块；2、数据采集卡；3、主板；4、绕组切换模块；5、负荷切换模块组；6、电压负荷箱组；7、计算机；8、电源模块；9、互感器校验仪。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

需要说明的是，当一个零件或组件被认为是“连接”、“位于”、“装配”在另一个零件或组件上时，它可以是直接设置在另一个零件和组件上或者可能同时存在居中零件和组件。本文所使用的术语“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在一个具体实施方式中，如图1-7所示，一种电压互感器准确度试验测控装置，包括精密互感器模块1、数据采集卡2、主板3、绕组切换模块4、负荷切换模块组5和计算机7，所述负荷切换模块组包括多个负荷切换模块，一个所述负荷切换模块对应一个被测二次绕组，一个所述负荷切换模块对应不同的负荷值；当被测二次绕组个数少于负荷切换模块数量时，不用的负荷模块可空置。

上述精密互感器模块1的绕组输入端与被测电压互感器的多个被测二次绕组连接，所述精密互感器模块1的绕组输出端与所述负荷切换模块组5连接，所述精密互感器模块1的信号输出端与所述数据采集卡2连接；所述数据采集卡2分别与所述计算机7和所述主板3连接；所述主板3的信号输出端分别与所述绕组切换模块4和所述负荷切换模块组5连接，所述绕组切换模块4的绕组输入端分别与标准电压互感器的多个标准二次绕组和多个被测二次绕组连接；

上述精密互感器模块1，用于按照设定比例(比如150V/7.07V及5A/7.07V)将每个被测二次绕组的电压及电流进行转换，并将转换后的电压和电流信号发送至数据采集卡2；

所述计算机7，用于通过数据采集卡2采集每个所述被测二次绕组的电压和电流信号，用于对每个所述被测二次绕组所接的负荷值进行实时监测；

所述计算机7，还用于根据预设试验流程，确定目标被测二次绕组、目标标准二次绕组以及所述目标被测二次绕组对应的目标负荷值，以及生成目标被测二次绕组对应的绕组切换模块和各个所述负荷切换模块中每个模块对应的控制信号和地址信号，并将生成的控制信号和地址信号发送至所述主板3，对于每个所述绕组切换模块，所述地址信号表征所述当前二次绕组对对应的标识，对于每个所述负荷切换模块，所述地址信号表征了所述负荷切换模块对应的标识，对于每个所述负荷切换模块，所述控制信号中包括该负荷切换模块的当前目标负荷值，以及当前目标被测二次绕组的标识和当前目标标准二次绕组的标识；

其中，目标负荷值可以是预置的。目标被测二次绕组可以是各个被测二次绕组中的任一一个，目标标准二次绕组可以是各个标准二次绕组中的任一一个。在基于目标负荷值对目标被测二次绕组和目标标准二次绕组进行试验的过程中，不断获取控制信号和地址信号，当控制信号中的当前目标负荷值发生变化，即当前目标负荷值不等于目标负荷值时，可将当前目标被测二次绕组的标识对应的被测二次绕组作为新的目标被测二次绕组，将当前目标标准二次绕组的标识对应的标准二次绕组作为新的目标标准二次绕组，然后基于当前目标负荷值，对新的目标标准二次绕组和新的目标被测二次绕组进行试验，需要说明的是，新的目标被测二次绕组还可以是目标被测二次绕组，也可以不是，新的目标标准二次绕组也可以是目标标准二次绕组，也可以不是。

所述主板3，用于根据所述当前目标被测二次绕组的标识和当前目标标准二次绕组的标识，控制所述绕组切换模块中各个继电器的通断，以确定所述当前目标被测二次绕组和当前目标标准二次绕组；以及根据所述地址信号，通过与所述地址信号对应的负荷切换模块控制所述目标被测二次绕组所接入的负荷值，以使所述当前目标被测二次绕组所接入的负荷值为所述当前目标负荷值。此时，目标被测二次绕组变换为当前目标被测二次绕组，目标标准二次绕组变换为当前目标标准二次绕组。

其中，上述当前目标被测二次绕组可以是目标被测二次绕组，也可以是新的目标被测二次绕组，上述当前目标标准二次绕组可以是目标标准二次绕组，也可以是新的目标标准二次绕组，无论当前目标被测二次绕组是目标被测二次绕组还是新的目标被测二次绕组，如果是当前目标被测二次绕组是目标被测二次绕组，那么就仍然进行对目标被测二次绕组的检测，如果当前目标被测二次绕组是新的目标被测二次绕组，那么就变成对新的目标被测二次绕组的检测，当前目标标准二次绕组同理，在此不再赘述。

其中，对于目标被测二次绕组和目标标准二次绕组，在对该目标被测二次绕组和目标标准二次绕组进行检测完之后，可根据预设试验流程，确定新的目标被测二次绕组和新的目标标准二次绕组，即下一组被测二次绕组和标准二次绕组，然后按照相同的方式对新的目标被测二次绕组和目标标准二次绕组进行检测。作为一个示例，目标被测二次绕组和目标标准二次绕组包括第一个被测二次绕组和第一个标准二次绕组，新的目标被测二次绕组和新的目标标准二次绕组包括第二个被测二次绕组和第二个标准二次绕组，计算机7具体需要对哪个被测二次绕组和哪个标准二次绕组进行检测，已经预先在预设试验流程中设置好，计算机7按照该预设试验流程中的顺序执行即可。需要说明的是，对于一组目标被测二次绕组和目标标准二次绕组，并不限定其中包含的被测二次绕组和标准二次绕组是哪一个，比如，根据上一个示例，目标被测二次绕组和目标标准二次绕组包括第一个被测二次绕组和第一个标准二次绕组，那么，新的目标被测二次绕组和目标标准二次绕组可以包括第二个被测二次绕组和第一个标准二次绕组，或者，也可以是第三个被测二次绕组和第一个标准二次绕组。

可选的，该装置还包括电压负荷箱组6，所述电压负荷箱组6包括不少于多个所述被测二次绕组的数量的电压负荷箱，每个电压负荷箱中的负荷单元均通过一个连接器引出，以通过所述连接器对对应的电压负荷箱对应的负荷进行控制。

具体地，对于每个所述负荷切换模块，通过继电器触头的通断控制所述电压负荷箱组6中对应电压负荷箱中的各负荷单元的投入和切除，从而控制被测电压互感器二次绕组接入负荷值的大小。

所述绕组切换模块，通过继电器触头的通断，控制其输出的标准电压与标准电压互感器的两个二次绕组中的一个连接，控制其输出的被测电压与被测电压互感器的最多五个二次绕组中的一个连接。从而控制标准电压的切换和被测电压互感器二次绕组的切换。

可选的，上述计算机7，还用于分析处理所述数据采集卡2采集的电压及电流信号，计算并显示每个所述被测二次绕组接入的负荷及负荷的功率因数，实现负荷实时监测及超限报警功能。

可选的，上述计算机在将控制信号和地址信号发送给主板3时，具体可采用分时发送方式发送，具体为：先发送第1个负荷切换模块的控制信号，再发送该第一个负荷切换模块的地址信号，然后依次发送第2～5个负荷切换模块及绕组切换模块的控制信号和地址信号。

可选的，上述主板3，包括多个连接器插座，多个连接器插座通过电源线、地址线和数据总线连接在一起，多个连接器插座用于连接所述数据采集卡、绕组切换模块和负荷切换模块组中的各个模块。

可选的，所述主板3还包括地址译码器和数据缓冲器，所述地址译码器为3-8译码器，将所述数据采集卡2传送的3位二进制地址信号译码为8路地址信号，经反相缓冲后通过地址线分发到绕组切换模块4和负荷切换模块。所述数据缓冲器还对所述数据采集卡2发送的数据信号进行缓冲，提高驱动能力，然后通过数据总线输送到绕组切换模块4和每一个负荷切换模块。

每一个所述负荷切换模块和绕组切换模块4，均包括一个数据锁存器，通过跳线选择8路地址中的一路信号作为锁存信号，锁存数据总线上的与本模块对应的数据，锁存器的输出信号经驱动电路驱动继电器绕圈，控制绕组切换模块4中的继电器的通断。其中，所述数据锁存器的数据输入端与数据总线连接，锁存信号输入端与8根地址线中的一根连接，每一根地址线位号(7～0)代表一个负荷切换模块的地址信号；当该负荷切换模块的控制信号出现在数据锁存器的数据输入端后，紧接着其地址线会出现一个正脉冲，该脉冲作为锁存信号，使数据锁存器的数据输出端的输出信号与输入端相同，且保持不变，直到下次锁存脉冲到来且输入端信号发生改变为止，所述数据锁存器输出信号通过驱动电路驱动继电器线圈，控制继电器触头的通断。

可选的，该装置还包括电源模块，所述电源模块的输入端与220V、50Hz交流电源连接，所述电源模块输出+12V直流电源，为所述主板3、负荷切换模块组5、绕组切换模块4提供工作电源。

可选的，所述负荷切换模块组5包含不少于多个被测二次绕组的数量的负荷切换模块。

可选的，上述计算机7，还用于根据预设编码方法，将所述控制信号中的目标负荷值转换为7位二进制控制信号。其中，7位二进制控制信号由高位6依次到低位0，分别对应负荷箱的80VA、40VA、20VA、10VA、5VA、2.5VA、1.25VA七个负荷单元。

可选的，上述计算机7在根据预设编码方法，将所述控制信号中的目标负荷值转换为7位二进制控制信号时，具体用于：先将负荷值(目标负荷值)除以10，对余数和商进行处理后得到低3位的十进制数和高4位的十进制数；将上述余数乘以0.8再按四含五入取整；若取整后的余数小于8，则使低3位的十进制数等于取整后的余数且将进位值设为0，否则，使低3位的十进制数等于0且将进位值设为1；高4位的十进制数等于将上述商加上前文得到的进位值，将低3位的十进制数和高4位的十进制数，分别转换为低3位二进制数和高4位二进制数，然后按高4位二进制数在左、低3位二进制数在右的顺序拼接成一个7位二进制数，这个7位二进制数就是所需的二进制控制信号。

作为一个示例，例如，要求的目标负荷值35VA，按所述编码方法转换成的二进制控制信号为：0011100。

可选的，上述预设试验流程包括预设试验顺序，所述预设试验顺序包括由多个控制量中每个所述控制量对应的状态值组成的多个试验顺序，多个所述控制量包括准确级、被测二次绕组的绕组标识、负荷值和测量电压，其中，所述准确级对应的状态值包括测量级对应的状态值和保护级对应的状态值，所述绕组标识包括多个绕组标识各自对应的状态值，所述负荷值包括多个负荷值各自对应的状态值，所述测量电压包括多个测量电压各自对应的状态值，对于每个试验顺序，所述试验顺序中包括每个所述控制量对应的一个状态值；

则上述计算机7在根据预设试验流程，确定目标被测二次绕组、目标标准二次绕组以及所述目标被测二次绕组对应的负荷值时，具体用于：

根据所述预设试验顺序，确定目标被测二次绕组、目标标准二次绕组以及所述目标被测二次绕组对应的负荷值。

其中，准确级有测量级和保护级各自对应的状态值，分别以0、1表示。0表示测量级对应的状态值，1表示保护级对应的状态值；多个被测二次绕组可分别为1a1n、2a2n、3a3n、4a4n、dadn，多个绕组标识各自对应的状态值分别以0、1、2、3、4表示；负荷值对应的状态值包括下限负荷和上限负荷2个状态值，分别以0、1表示；测量电压有0.8Ur、1.0Ur、1.2Ur共3个状态值(Ur为额定电压)，分别以0、1、2表示。需要说明的是，测量级和保护级各自对应的测量电压可以不同，比如，测量级对应的测量电压分别为0.8Ur、1.0Ur、1.2Ur，保护级对应的测量电压分别为0.5Ur、1.0Ur、1.5Ur。则一个试验顺序可表示为由4个数值组成的常量。

可选的，不同的控制量可通过不同的索引表示，比如，索引3为准确级、索引2为绕组、索引1为负荷、索引0为测量电压。一个试验顺序为包含4个数字字符的字符串，从左到右依次表示准确级对应的状态值、绕组标识的状态值、负荷值的状态值、测量电压的状态值。并且，可还由索引3～索引0的值(准确级、绕组、负荷、测量电压的当前状态)所确定的元素的值，代表准确级、绕组、负荷、测量电压的下一状态，即下一个试验顺序。

可选的，所述预设试验顺序通过4维数组常量表示。具体可参见图8所示的4维数组常量示意图，索引3为准确级、索引2为绕组、索引1为负荷、索引0为测量电压，第n步，当前状态对应的试验顺序为0011，即准确级是测量级、绕组标识为0的被测二次绕组(第一个被测二次绕组)，该绕组标识为0的被测二次绕组所接入负荷值为上限负荷、测量电压为1.0Ur，在此情况下，对绕组标识为0的被测二次绕组进行检测。

第n步中的下一个试验顺序是0111，即在准确级是测量级、绕组标识为1的被测二次绕组(第一个被测二次绕组)，该绕组标识为1的被测二次绕组所接入负荷值为上限负荷、测量电压为1.0Ur，在此情况下，对绕组标识为1的被测二次绕组进行检测。图8中第n+1步，第n+2步、第n+3步等对应的试验顺序也是这样定义的，在此不再赘述。

可选的，该装置还包括互感器校验仪9，所述绕组切换模块4的电压输出端与所述互感器校验仪9电压输入端连接，所述计算机7与所述互感器校验仪连9接。

所述互感器校验仪9对输入的标准电压和被测电压进行比较，测出比值差、相位差和电压百分比。所述计算机7从所述互感器校验仪9中读取测量结果数据。所述计算机7按照试验流程自动读取互感器校验仪的测量结果，并自动存储于数据表中，从而实现测量数据的自动存储。

可选的，主板3包括信号输入连接器，所述信号输入连接器与所述数据采集卡的数字量输出端连接。

可选的，上述电压负荷箱组6包括不少于被测二次绕组数量的电压负荷箱。

可选的，上述计算机7可通过数据采集卡2将控制信号和地址信号发送给主板3，也可通过其他接口将控制信号和地址信号发送给主板3。

可选的，上述精密互感器模块1包含不少于被测二次绕组的数量的精密互感器组。可选的，精密互感器模块1可包含1-5组精密互感器，由于被测二次绕组通常有5个，因此，采用不少于被测二次绕组的数量的精密互感器组可确保对每个被测二次绕组的电压和电流进行转换。

可选的，每个精密互感器组包括一个精密电压互感器和一个精密电流互感器。

为了更好的理解本发明的方案，下面结合图1至图7对上述一种电压互感器准确度试验测控装置进行更详细的说明。

在本实施例中，精密互感器模块1包含5组精密互感器PV1、PA1～PV5、PA5，每组精密互感器包含一个精密电压互感器和一个精密电流互感器，被测电压互感器内包含5个被测二次绕组，一个精密互感器组分别对应一个被测二次绕组。参见图3，精密互感器模块1包含X1～X3三个端口，精密互感器模块1的二次电压输入端X1通过5对独立的绝缘导线与被测电压互感器对应的被测二次绕组的端子1a～5a和1n～5n的端子连接，其中，1a和1n为一个被测二次绕组对应的端子，被测电压互感器的被测二次绕组的电压分别由精密电压互感器PV1～PV5以150V/7.07V的比例转换为代表被测二次绕组电压的电压信号，精密电压互感器PV1～PV5中每一个精密电压互感器的一个输出端均与电压信号输出端X3中的公共连接端AGND连接，每一个精密电压互感器的另一个输出端分别与输出端口X3中V1～V5端子连接；精密电压互感器PA1～PA5以5A/7.07V的比例转换为代表被测二次绕组电流的电压信号，每一个精密电流互感器的一个输出端均与电压信号输出端X3中的公共连接端AGND连接，每一个精密电流互感器的另一个输出端分别与X3中I1～I5端子连接。精密互感器模块1的电压信号输出端X3中的V1～V5端子分别与数据采集卡2中的模拟量输入端AI0～AI4连接，X3中的I1～I5端子分别与数据采集卡2中的模拟量输入端AI8～AI12连接，AGND端子与数据采集卡2中的模拟量输入端AGND连接。

精密互感器模块1的作用是将被测二次绕组的电压、电流按比例转换为数据采集卡2可接受的电压信号，精密互感器模块1的本质是互感器，互感器又称为仪用变压器，能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于量测或保护系统。

上述数据采集卡2包括数据接口、模拟信号输入端以及数字量输出端，数据接口可以为USB接口或者Type-C接口，数据接口与计算机7通讯接口连接。模拟信号输入端与精密互感器模块1的信号输出端连接，数字量输出端与主板3连接，数据采集卡2从模拟信号输入端采集精密互感器模块1输出的电压信号，得到每个被测二次绕组的电压及电流。

数据采集卡2的第一个作用是通过与计算机7通讯连接，将每个被测二次绕组的电压及电流发送至计算机7，计算机7可以对接收到的电压和电流进行分析处理，得到被测电压互感器每个二次绕组接入的负荷及其功率因数，实现对被测电压互感器二次负荷的实时监测和超限报警。

数据采集卡2的第二个作用是，接收计算机7发送的用来控制负荷切换和绕组切换的数据，并将这些数据转换为数字信号，发送给主板3。这些数字信号包括各负荷切换模块和绕组切换模块的控制信号及其地址信号。

参见图4，上述主板3包括连接器X1～X8、缓冲器D1、译码器D2、反相缓冲器D3及线性稳压器N1，连接器X8分别与数据采集卡2的数字量输出端和缓冲器D1、译码器D2连接，译码器D2和反相缓冲器D3连接，缓冲器D1连接、反相缓冲器D3与连接器X1～X7连接，连接器X1～X7、缓冲器D1、译码器D2、反相缓冲器D3均与线性稳压器N1连接。

工作时，连接器X8从数据采集卡2的数字量输出端P0.0～P0.7接收控制信号，该信号经缓冲器D1缓冲后，得到数据信号D0～D7，并连接到连接器X1～X7，作为负荷切换和绕组切换的控制信号。从数据采集卡2的数字量输出端P1.0～P1.4接收的地址信号，由译码器D2译码，再经反相缓冲器D3反相缓冲，得到地址信号A0～A7并连接到连接器X1～X7，作为负荷切换模块和绕组切换模块4的地址信号。连接器X1～X7为主板3的信号输出端，连接器X1～X7可插入5个负荷切换模块和1个绕组切换模块4，多余1个可作为功能扩展用。线性稳压器N1将12V直流电压转换为5V直流电压，作为D1～D3及荷切换模块、绕组切换模块4的工作电源。

主板3的第一个作用是作为母板用来连接绕组切换模块及5个负荷切换模块；主板3的第二个作用是对绕组切换模块及5个负荷切换模块的地址信号进行译码，并对控制信号信号和译码后的地址信号进行缓冲后，通过连接器X1～X7传送到绕组切换模块及5个负荷切换模块。

参见图5，上述绕组切换模块4包括信号输入端、连接器X2、继电器K1A～K7A、连接器X1、数据锁存器D1和驱动电路D2，绕组切换模块4的信号输入端(连接器X1)与主板3的信号输出端连接，连接器X2包含被测二次绕组输入端子1a～4a、da、标准二次绕组输入端子57.7V、100V及标准电压输出端子Un、被测电压输出端子Ux。绕组输入端子通过单独的测量线分别与被测电压互感器的二次绕组、标准互感器的二次绕组连接，标准电压输出端子Un、被测电压输出端子Ux与互感器校验仪9连接。绕组切换模块4的作用是，接收绕组切换模块4的信号输入端接收的控制信号和地址信号，利用地址信号锁存控制信号，控制绕组切换模块4中各个继电器的通断，通过闭合的继电器触头将所选的被测二次绕组与标准互感器上相应的二次绕组连接到互感器校验仪9(图5中所示的X2)进行误差测量。

绕组切换模块4与其他器件之间的具体连接关系为：绕组切换模块4的连接器X1与主板3的连接器X1～X7中的任意一个电连接，将绕组切换模块4的端口D0～D7接收的信号连接到数据锁存器D1的数据输入端D0～D7，使用跳线选择连接器X1的A0～A7中的一个连接到数据锁存器D1的锁存输入端LE。当锁存输入端LE的电平由低变高时，数据锁存器D1的数据输入端D0～D7的信号被锁存，由数据锁存器D1的数据输出端Q0～Q7输出。数据锁存器D1的数据输出端Q0～Q6经驱动电路D2驱动继电器K1A～K7A的线圈，控制继电器K1A～K7A的触头的断开和闭合。在本实施例中，可指定A5代表绕组切换模块4，因此跳线连接A5。继电器KA1～KA5的触头的一端连接在一起且与连接器X2的9号端子连接，通过连接器X2连接到互感器校验仪9的Ux输入端；继电器K1A～K5A的触头的另一端分别连接到连接器X2的1～5号端子，通过连接器X2连接到被测二次绕组的1a～4a及da端子。继电器KA6～KA7的触头的一端连接在一起且与连接器X2的10号端子连接，通过连接器X2连接到互感器校验仪9的Un输入端；继电器K6A～K7A的触头的另一端分别连接到连接器X2的6～7号端子，通过连接器X2连接到标准二次绕组的57.7V端子和100V端子。

参见图6，上述负荷切换模块组5包含5个负荷切换模块，每个负荷切换模块包括一个输出连接器X2、一个数据锁存器D1和继电器K1A～K7A，5个负荷切换模块与5个被测二次绕组一一对应，5个负荷切换模块的输入连接端子a、n分别与精密互感器模块1的输出端连接，输出连接器X2与电压负荷箱组6连接。输入连接器X1可与主板3的连接器X1～X7中的任意一个连接。通过输入连接器X1的D0～D7端子接收的控制信号连接到数据锁存器D1的数据输入端D0～D7，地址信号A0～A7由跳线选择A0～A7中的一个连接到数据锁存器D1锁存输入端LE。在本实施例中，指定A0～A4分别代表被测二次绕组1a1n～4a4n、5a5n的负荷切换模块，即若跳线连接A0，则表示该负荷切换模块为1a1n(端口为1a和1n)的二次绕组的负荷切换模块(比如，图6中所示的X2)，依此类推。从而达到根据数据采集卡2输送的控制信号，控制该负荷切换模块中各个继电器的通断，从而控制每个被测二次绕组所接入的负荷。

参见图7所示，上述电压负荷箱6可以为5个，分别对应5个被测二次绕组1a1n～4a4n及dadn。电压负荷箱6通常设有7～8个负荷单元，在本实施例中，负荷单元为7个，所以负荷的电压分别为1.25VA、2.5VA、5VA、10VA、20VA、40VA及80VA。每个负荷单元由电阻元件R1、R12、R71和R72、电感元件L1、L7及双刀三掷扭子开关S1和S7串联组成，扭子开关用于选择额定电压100V、额定电压100/3V或断开负荷单元。每个负荷单元的一端与电压输入端子n连接，另一端通过连接器X1引出，电压输入端子a、n也通过连接器X1引出。

上述电源模块8的电压输入端与220V交流电压连接，电压输出端与主板3连接。以将220V交流电压转换为稳定的12V直流电压，作为主板3、绕组切换模块4、负荷切换模块5的工作电源。

上述互感器校验仪9的电压输入端与绕组切换模块4的标准电压及被测电压输出端连接，将所选的被测电压互感器二次绕组输出电压与所选标准互感器的相应二次绕组输出电压进行比较并测出比值误差和相位误差。互感器校验仪9开设有通讯接口，在本实施例中，通讯接口型号为RS-232接口，计算机7通过通讯接口与互感器校验仪9连接，以使互感器校验仪9将测量的误差及电压数据传送到计算机7。计算机7根据试验流程将接收的误差及电压数据自动存储于数据表中。

使用时，通过在计算机7上设置各被测二次绕组的额定电压、下限负荷和上限负荷即可开始进行测试，数据采集卡2将采集的被测二次绕组的电压、电流发送至计算机7，计算机2根据其额定电压计算出每个被测二次绕组所接负荷值的大小及功率因数，从而实现对被测二次绕组负荷的实时监测。

上述计算机7，可为台式计算机或笔记本电脑，通过USB接口与数据采集卡2连接，通过COM1或USB接口与互感器校验仪9连接。

上述计算机7，安装专门开发的测控软件。在测控软件工作界面，可设置各被测二次绕组的额定电压、下限负荷和上限负荷，可设置各电压负荷箱的型号、额定工作电压，可设置准确度试验的试验流程；可显示实测的试验电压、电源频率、实测的各被测二次绕组的电压波形、电流波形、负荷大小及功率因数；可显示各电压负荷箱中负荷单元的接入及断开状态。

上述计算机7，在测控软件的操控下，接收数据采集卡2发送的被测二次绕组的电压、电流，并根据被测二次绕组的额定电压计算出每个被测二次绕组所接负荷的大小及功率因数，从而实现对被测二次绕组的负荷进行实时监测，当实测负荷的大小或功率因数超过规定的限值时，可报警提示。

上述计算机7，在测控软件的操控下，根据设置的各被测二次绕组负荷、所接电压负荷箱6的型号及额定工作电压，计算出相对于该型号电压负荷箱6中各负荷元件的通断状态，将该数据编码后发送到数据采集卡2，由数据采集卡2的数字量输出端输送到主板3，主板3输送到绕组切换模块4、负荷切换模块组5的数据端口及地址端口，绕组切换模块4、负荷切换模块组5中的各负荷切换模块分别锁存各自的控制信号，由驱动电路驱动继电器线圈，控制电压负荷箱6中各负荷单元的通断，从而实现各被测二次绕组及其负荷的自动切换。

上述计算机7，在测控软件的操控下，接收互感器校验仪9发送的测量结果数据，自动存储到数据库或试验记录文件中。

上述计算机7，在测控软件的操控下，根据预设的试验流程，自动切换被测二次绕组、自动切换被测二次绕组所接的轻载和满载负荷、自动切换标准二次绕组、自动采集显示互感器校验仪9的测量结果数据并存入数据库或试验记录文件，试验人员在整个试验过程，除操作试验电源的升降外，仅需在互感器校验仪9的测量结果数据稳定后点击数据确认键。

综上，通过本发明的方案：可根据预设的试验流程进行顺序控制，在每一试验步骤，均可实时监测被测电压互感器每个二次绕组的电压、电流负荷及负荷的功率因数，可自动切换被测电压互感器的二次绕组，自动切换标准电压互感器的二次次绕组，自动根据下限负荷切换和上限负荷的设置值进行负荷切换，自动采集显示互感器校验仪9的测量结果数据并存入试验记录文件，简化试验人员的操作流程，且提高检测效率。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。