一种低频互感器误差测量方法、系统

技术领域

本发明涉及精密测量技术领域，具体涉及一种低频互感器误差测量方法、系统。

背景技术

低频输电技术以全控型电力电子器件为基础的一种新型高效的交流输电技术，通过高压大容量换流器将50Hz工频降至20Hz附近低频，减小线路阻抗，通过对频率维度的潜力挖掘，实现系统功率传输能力和柔性调控能力的提升。低频互感器作为低频输电工程的关键计量/测量设备，现有的误差测量技术在低频领域的适用范围受制约，一方面传统50Hz电工式互感器校验仪基于移相原理测量相位误差，仅适用于单一频率下互感器误差校准，无法适用于15Hz～30Hz内变化频率的误差校准。另一方面，电工式测差法校验仪精度高但对二次输出要求一致，随着一二次融合设备的不断推进，互感器变比呈现多样化，电工式校验仪无法适用变比不一致情况下的校准。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种低频互感器误差测量方法、系统，通过补偿AD采样的误差以及消除不同通道的固有误差，提升测量的准确性，同时突破了单一频率和变比相同的限制，保证低频15Hz～30Hz内互感器误差测量的精度，所述方法，包括：

使用标准直流电压源对低频互感器的A/D通道采样点的误差进行标定，获得A/D通道采样点的误差数据；通过动态补偿方法，消除所述A/D通道采样点的误差；

获得交叉切换采样前，不同A/D通道的固有误差，不同A/D通道间的固有角度偏差、实际角差和不同A/D通道的输入信号；根据所述输入信号和所述不同A/D通道的固有误差，获得所述不同A/D通道的第一电压比例K

将所述输入信号进行通道切换，进行交叉切换采样；根据通道切换后输入信号和所述不同A/D通道的固有误差，获得所述不同A/D通道的第二电压比例K

将所述第一电压比例K

进一步的，根据所述输入信号和所述不同A/D通道的固有误差，获得所述不同A/D通道的第一电压比例K

设通道A的输入信号为U

U

U

根据所述输入电压，确定通道A和通道B的电压比例K

进一步的，根据不同A/D通道间的固有角度偏差和实际角差，获得输入信号间的角差

根据交叉切换采样前通道A和通道B间的固有角度偏差

进一步的，根据通道切换后输入信号和所述不同A/D通道的固有误差，获得所述不同A/D通道的第二电压比例K

根据通道切换后，A/D通道输入信号的变化，可得通道A和通道B的电压比例K

进一步的，根据通道切换后A/D通道间角差的变化，获得输入信号间的角差

将所述输入信号进行通道切换，通道A和通道B间的信号角差变为

进一步的，将所述第第一电压比例K

K

将交叉切换采样前所述输入信号的角差

本发明同时提供一种低频互感器误差测量系统，包括：

采样点误差消除模块，用于使用标准直流电压源对低频互感器的A/D通道采样点的误差进行标定，获得A/D通道采样点的误差数据；通过动态补偿方法，消除所述A/D通道采样点的误差；

第一采样数据获取模块，用于获得交叉切换采样前，不同A/D通道的固有误差，不同A/D通道间的固有角度偏差、实际角差和不同A/D通道的输入信号，根据所述输入信号和所述不同A/D通道的固有误差，获得所述不同A/D通道的第一电压比例K

第二采样数据获取模块，用于将所述输入信号进行通道切换，进行交叉切换采样；根据通道切换后输入信号和所述不同A/D通道的固有误差，获得所述不同A/D通道的第二电压比例K

误差获得模块，用于将所述第一电压比例K

进一步的，第一采样数据获取模块，包括：

输入电压获得子模块，用于设通道A的输入信号为U

U

U

电压比例获得子模块，用于根据所述输入电压，确定通道A和通道B的电压比例K

进一步的，第二采样数据获取模块，包括：

电压比例获得子模块，用于根据通道切换后，A/D通道输入信号的变化，可得通道A和通道B的电压比例K

进一步的，误差获得模块，包括：

第一合成子模块，用于K

第二合成子模块，用于将交叉切换采样前所述输入信号的角差

本发明同时提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求中任一项所述方法的步骤。

本发明同时提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求中任一项所述的方法的步骤。

本发明提供的一种低频互感器误差测量方法、系统，通过补偿AD采样的误差以及消除不同通道的固有误差，提升测量的准确性，同时突破了单一频率和变比相同的限值，保证低频15Hz～30Hz内互感器误差测量的精度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种低频互感器误差测量方法的流程示意图；

图2是本发明实施例涉及的低频互感器误差测量装置的结构示意图；

图3是本发明实施例涉及的交叉采样的电路图；

图4是本发明实施例提供的一种低频互感器误差测量系统的结构示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

本发明提供一种低频互感器误差测量方法，其目的在于：为了提高对低频互感器误差测量的准确度，使用标准直流电压源对AD采样点误差进行标定，绘制AD采样点的误差补偿曲线；通过对采样通道进行交叉切换的方式，消除通道固有误差，提升了低频互感器误差测量的准确性，在软件算法中采用了傅里叶算法对信号进行处理并设置了通道比例模块，该方法可以实现15Hz～30Hz内任意频率任意变比的误差测量。其方法的流程如图1所示，测量装置的结构如图2所示，下面对发明提供的提供方法进行详细说明。

步骤S101，使用标准直流电压源对低频互感器的A/D通道采样点的误差进行标定，获得A/D通道采样点的误差数据；通过动态补偿方法，消除所述A/D通道采样点的误差。

针对采样点数据的误差消除拟采用动态补偿的方法，利用高精度直流标准源对数据采集卡A/D通道的低频误差线性度进行分析和测试，绘制低频下数据采集卡A/D通道的误差数据图，得到低频下数据采集卡A/D通道的误差补偿模型，在数据处理环节对采样数据进行动态补偿，消除采样点数据的误差。

步骤S102，获得交叉切换采样前，不同A/D通道的固有误差，不同A/D通道间的固有角度偏差、实际角差和不同A/D通道的输入信号；根据所述输入信号和所述不同A/D通道的固有误差，获得所述不同A/D通道的第一电压比例K

针对通道的不一致拟采用交叉切换方法进行通道固有误差消除，交叉采样的电路图如图3所示。

设通道A的输入信号为U

交叉切换采集前，可以得到可得通道A和通道B的输入电压为：

U

U

在电路设计和元器件选择时，可以人为选择缓冲器，使其具备相似的误差特性，即ε

根据交叉切换采样前通道A和通道B间的固有角度偏差为

步骤S103，将所述输入信号进行通道切换，进行交叉切换采样；根据通道切换后输入信号和所述不同A/D通道的固有误差，获得所述不同A/D通道的第二电压比例K

根据通道切换后，A/D通道输入信号的变化，可得通道A和通道B的电压比例K

输入信号通过通道切换模块交换，通道A和通道B间的信号角差变为

步骤S104，将所述第一电压比例K

将式(4)和式(5)进行合成，得到K

将式(3)式(6)合成，得到：

由式(7)和式(8)可以看出，合成后的比例计算式中，数据采集通道的误差相互抵消，合成比例等于输入通道B的电压与输入通道A的输入电压之比，系统中通道自身的误差并不影响最终的合成比例K。经过交叉切换采样方法后可以得到，数据采集通道间的固有偏差通过两次测量已经被消除。

在软件算法中利用傅里叶算法对信号进行分析，可以计算15Hz-30Hz内任意频率的误差，同时在软件中设置了通道间的比例R，针对不同变比的两通道信号，可以设置比例R的值来进行误差测量，突破了单一频率和变比相同的限制，保证低频15Hz～30Hz内互感器误差测量的精度。

基于同一发明构思，本发明同时提供一种低频互感器误差测量系统，其结构如图4所示，包括：

采样点误差消除模块410，用于使用标准直流电压源对低频互感器的A/D通道采样点的误差进行标定，获得A/D通道采样点的误差数据；通过动态补偿方法，消除所述A/D通道采样点的误差；

第一采样数据获取模块420，用于获得交叉切换采样前，不同A/D通道的固有误差，不同A/D通道间的固有角度偏差、实际角差和不同A/D通道的输入信号，根据所述输入信号和所述不同A/D通道的固有误差，获得所述不同A/D通道的第一电压比例K

第二采样数据获取模块430，用于将所述输入信号进行通道切换，进行交叉切换采样；根据通道切换后输入信号和所述不同A/D通道的固有误差，获得所述不同A/D通道的第二电压比例K

误差获得模块440，用于将所述第一电压比例K

进一步的，第一采样数据获取模块，包括：

输入电压获得子模块，用于设通道A的输入信号为U

U

U

电压比例获得子模块，用于根据所述输入电压，确定通道A和通道B的电压比例K

进一步的，第二采样数据获取模块，包括：

电压比例获得子模块，用于根据通道切换后，A/D通道输入信号的变化，可得通道A和通道B的电压比例K

进一步的，误差获得模块，包括：

第一合成子模块，用于K

第二合成子模块，用于将交叉切换采样前所述输入信号的角差

与现有技术相比，本发明提供的一种低频互感器误差测量方法、系统，通过补偿AD采样的误差以及消除不同通道的固有误差，提升测量的准确性，同时突破了单一频率和变比相同的限值，保证低频15Hz～30Hz内互感器误差测量的精度。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。