一种0.05级电子式互感器校验方法及系统的制作方法
一种0.05级电子式互感器校验方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电工仪器仪表电能校准领域，具体设及一种0.05级电子式互感器 校验方法及系统。
【背景技术】
[0002] 电子式互感器由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电压或电流传感器 组成，用W传输正比于被测量的量，供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。电子式互 感器主要应用于电力系统的电参量测量及各类输入或输出变频电量的电器设备的检测试 验和能效评测，是智能电网中数字化、智能化的关键设备之一。目前由于电子式互感器的可 靠性和稳定性还有待完善，导致电子式互感器运行时故障率偏高，已经成为其在电力系统 中应用的瓶颈。在国家标准GB/T20840.7-200^电子式电压互感器》和GB/T20840.8-2007 《电子式电流互感器》中规定，数字化变电站应用的电子式互感器是一种模拟量输入数字量 输出的非传统互感器。但与传统互感器相同的是，电子式互感器也担负着电网的精确计量， W及故障监测等重要责任，因此对电子式互感器的校验，准确检定其误差范围，具有十分重 要的意义。
[0003] 目前，电子式互感器的准确度校验主要W传统方法为基础，即W含铁忍的传统标 准互感器作为标准源，通过对铁忍绕组抽头引线的方式实现对不同规格额定一次电压电流 的测量，并通过电子式互感器校验仪内部的模数转换模块，将模拟信号转换为数字信号，再 将其与被测电子式互感器输出的数字信号对比，最后，采用差值法分析得出误差及相差数 据。
[0004] W上采用铁忍式标准互感器的校验方式存在铁磁谐振及铁磁饱和缺陷、增容困 难、二次接线繁琐W及二次开路高压危险等问题，导致其对电子式互感器校验的效果差、准 确性低。同时，传统校验方法主要基于差值法原理，即将标准互感器与被校电子式互感器的 模拟输出做差，再对差值信号进行处理得到比差和角差。与标准互感器模拟输出相比，电子 式互感器的数字输出是离散序列，因此，若将数字信号转换成模拟信号再用差值法将很难 满足准确度要求，另外，由于数字输出电子式互感器的二次装置和一次侧存在延时现象，因 此，直接将2路信号直接做差会引起较大偏差，进一步降低了校验的准确性。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种0.05级电子式互感器校验方法及系统，W解决现有技术中校验的 效果差、准确性低的技术问题。
[0006] 本发明提供一种0.05级电子式互感器校验方法，所述0.05级电子式互感器校验方 法包括：同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据;采用改进数字滤 波算法对所述采样数据进行数字滤波处理，并输出所述数字滤波处理数据;采用过零点检 测法分别提取所述采样数据的基频分量;根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相 位和幅值;根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误 差、电压误差和A类不确定度。
[0007] 优选的，所述改进数字滤波算法包括:建立一个容纳N个数据的队列；将所述采样 数据输入所述队列，并判断所述队列是否已满;若所述队列未满，则将所述采样数据输出， 并重复判断所述队列是否已满的步骤;若所述队列已满，则去除所述队列中的最大值和最 小值，并求取剩余N-2个数据的算术平均值，将所述算术平均值输出，并重复判断所述队列 是否已满的步骤。
[0008] 优选的，所述改进数字滤波算法还包括:对所述采样数据按照冒泡排序法排序;存 储所述队列中最大值和最小值。
[0009] 优选的，0.05级电子式互感器校验方法还包括:构造 Blackman-化；rris窗函数;根 据Blackman-Harris窗函数处理所述数字滤波处理数据，获取修正数据。
[0010] 优选的，0.05级电子式互感器校验方法还包括:根据香农定理设置采样点数量。
[0011] 本发明还提供一种0.05级电子式互感器校验系统，所述0.05级电子式互感器校验 系统包括:采样数据获取模块，所述采样数据获取模块用于同步获取待测电子式互感器和 模拟量转数字量系统的采样数据;数字滤波处理模块，所述数字滤波处理模块用于采用改 进数字滤波算法对所述采样数据进行数字滤波处理;基频分量提取模块，所述基频分量提 取模块用于采用过零点检测法分别提取所述采样数据的基频分量;频率、相位和幅值获取 模块，所述频率、相位和幅值获取模块用于根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相 位和幅值;相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度计算模块，所述相位误差、电流误 差、电压误差和A类不确定度计算模块用于根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电 子式互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。
[0012] 优选的，所述数字滤波处理模块包括:队列建立子子模块，所述队列建立子模块用 于建立一个容纳N个数据的队列；队列输入子模块，所述队列输入子模块用于将所述采样数 据输入所述队列，并判断所述队列是否已满;采样数据输出子模块，所述采样数据输出子模 块用于当所述队列未满时，将所述采样数据输出，并重复判断所述队列是否已满的步骤;算 术平均值输出子模块，所述算术平均值输出子模块用于当所述队列已满时，去除所述队列 中的最大值和最小值，并求取剩余N-2个数据的算术平均值，将所述算术平均值输出，并重 复判断所述队列是否已满的步骤。
[0013] 优选的，所述数字滤波处理模块还包括:采样数据排序子模块，所述采样数据排序 模块用于对所述采样数据按照冒泡排序法排序;存储子模块，所述存储子模块用于存储所 述队列中最大值和最小值。
[0014] 优选的，所述0.05级电子式互感器校验系统还包括:Blackman-化；rris窗函数构造 模块，所述Blackman-化rri S窗函数构造模块用于构造 Blackman-化rri S窗函数；修正数据 获取模块，所述修正数据获取模块用于根据Blackman-化rris窗函数处理所述数字滤波处 理数据，获取修正数据。
[0015] 优选的，所述0.05级电子式互感器校验系统还包括:采样点数量设置模块，所述采 样点数量设置模块用于根据香农定理设置采样点数量。
[0016] 本发明还提供另一种0.05级电子式互感器校验系统，所述0.05级电子式互感器校 验系统包括:校验标准源，模拟量转数字量系统、待测电子式互感器、电子式互感器校验仪， 其中，所述待测电子式互感器的一端电连接所述校验标准源，所述待测电子式互感器的另 一端电连接所述电子式互感器校验仪;所述模拟量转数字量系统的一端电连接所述校验标 准源，所述模拟量转数字量系统的另一端电连接所述电子式互感器校验仪;所述电子式互 感器校验仪还包括:误差处理系统，所述误差处理系统分别电连接所述模拟量转数字量系 统和所述待测电子式互感器。
[0017] 本发明的实施例提供的技术方案可W包括W下有益效果：
[0018] 本发明提供一种0.05级电子式互感器校验方法，所述0.05级电子式互感器校验方 法包括：同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据;采用改进数字滤 波算法对所述采样数据进行数字滤波处理;采用过零点检测法分别提取所述采样数据的基 频分量;根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相位和幅值;根据所述频率、所述相 位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。本 发明基于绝对测量法，首先同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数 据，即 在同一时刻，分别获取模拟量转数字量系统和待测电了式互感器的数字输出信号，并 对所述数字输出信号直接进行频率、幅值和相位的比对。不同于差值法，本方法直接对模拟 信号进行数字化采样，无需将数字信号转换成模拟信号再进行比对，校验的准确性高，实时 性强，不存在延时现象。因此，本发明可W解决现有技术中校验的效果差、准确性低的技术 问题。
[0019] 应当理解的是，W上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不 能限制本发明。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明实施例中提供的一种0.05级电子式互感器校验方法的流程图；
[0021] 图2是本发明实施例中提供的步骤S02的流程图；
[0022] 图3是本发明实施例中提供的步骤S204的流程图；
[0023] 图4是本发明实施例中提供的另一种0.05级电子式互感器校验方法的流程图；
[0024] 图5是本发明实施例中提供的一种0.05级电子式互感器校验系统的结构示意图；
[0025] 图6是本发明实施例中提供的数字滤波处理模块的结构示意图；
[0026] 图7是本发明实施例中提供的算术平均值输出子模块的结构示意图；
[0027] 图8是本发明实施例中提供的另一种0.05级电子式互感器校验系统的结构示意 图；
[0028] 图9是本发明实施例中提供的第Ξ种0.05级电子式互感器校验系统的结构示意 图。
【具体实施方式】
[0029] 运里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述设及 附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。W下示例性实施例 中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附 权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
[0030] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
[0031] 请参考图1，所示为本发明实施例中提供的一种0.05级电子式互感器校验方法的 流程图。
[0032] 由图1可知，一种0.05级电子式互感器校验方法，所述0.05级电子式互感器校验方 法包括：同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据;采用改进数字滤 波算法对所述采样数据进行数字滤波处理，并输出所述数字滤波处理数据;采用过零点检 测法分别提取所述采样数据的基频分量;根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相 位和幅值;根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误 差、电压误差和A类不确定度。
[0033] 通常，校验标准源的输入信号除了含有基波分量外，还含有高次谐波分量及白噪 声等。干扰量的来源一般有两个方面，一是电力系统的高次谐波，一是环境的电磁干扰和噪 声干扰。校验系统设计抗干扰措施主要包括部分环节屏蔽、系统接地、采集回路设计低通滤 波器等抗干扰措施。因此，对采样数据进行数字滤波处理是电子式互感器校验的必要步骤， 数字滤波处理有利于提高校验精度。本实施例中提供的改进数字滤波算法在滑动平均值滤 波算法、算术平均值滤波法W及防脉冲干扰平均滤波法的基础上进行了改进，更加适用于 特定的溫度数据采集系统。
[0034] 本实施例采用相似Ξ角形原理的过零点检测法提取所述采样数据的基频分量，该 方法要求波形必须经过数字滤波处理，滤除直流和谐波的干扰才能精确判别过零点，然后 采用国际标准规定的10个周期计算频率作均值估计。
[0035] 本实施例中提供的利用相位差法分别获取所述采样数据的频率、相位和幅值具体 为：
[0036] 利用插值FFT算法分别分析各次谐波的参数，具体公式如下：
[0039]可推得信号的幅值、相位和频率的值分别为：
[0043] 式中m为谐波次数，fs为采样频率，km为谐波信号采样序列对应的离散频点，Sm为频 谱偏离估计值，且0含Sm<l，抽为采样点，Wh为矩形窗。
[0044] 本实施例中，根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位 误差、电流误差、电压误差和A类不确定度具体为：
[0045] 相位误差巧；
[0046]
[0047]式中，梦为相位差，铅为电子式互感器因技术产生的额定相位差，f为频率，tdr数 据处理和传输所需时间的额定值。
[004引电流误差ει:
[0049]
[0050] 式中:Kr是额定变化，Ip是信号源电流，Is为测量条件下，施加时的实际二次电流。 [0化1]电压误差Eu:
[0化2]
[0053]式中，Kr为额定电压比，Up为信号源电压，Us为测量条件下，施加时的实际二次电 压。
[0化4] A类不确定度：
[0化5]
[005引式中，X为测量的电压/电流值，n-1为自由度。
[0057] 本发明基于绝对测量法，首先同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统 的采样数据，即在同一时刻，分别获取模拟量转数字量系统和待测电了式互感器的数字输 出信号，并对所述数字输出信号直接进行频率、幅值和相位的比对。不同于差值法，本方法 直接对模拟信号进行数字化采样，无需将数字信号转换成模拟信号再进行比对，校验的准 确性高，实时性强，不存在延时现象。因此，本发明可W解决现有技术中校验的效果差、准确 性低的技术问题。
[0058] 请参考图2,所示为本发明实施例中提供的步骤S02的流程图。
[0059] 由图2可知，所述改进数字滤波算法包括:建立一个容纳N个数据的队列;将所述采 样数据输入所述队列，并判断所述队列是否已满；若所述队列未满，则将所述采样数据输 出，并重复判断所述队列是否已满的步骤;若所述队列已满，则去除所述队列中的最大值和 最小值，并求取剩余N-2个数据的算术平均值，将所述算术平均值输出，并重复判断所述队 列是否已满的步骤。
[0060] 请参考图3,所示为本发明实施例中提供的步骤S204的流程图。
[0061] 由图3可知，所述改进数字滤波算法还包括:对所述采样数据按照冒泡排序法排 序;存储所述队列中最大值和最小值。
[0062] 本发明采用改进数字滤波算法对采样数据进行数字滤波处理，改进后的数字滤波 算法的主要内容是先建立一个队列，W便能够实现实时输出，也就是说每进来一个数据就 会马上输出一个数据，运样可W保证数据的实时性和快速性，避免在纯粹的算术平均值法 当中出现的要采集多次数据才能滤波输出一个数据的情况。当队列满后，热祀溫度不断上 升，每次进来一个新数据的同时也会丢弃一个最"老"的数据，使得整个队列始终保持固定 的长度，在每进来一个数据之后判断运个数据是否为最大值或者最小值，在进行滤波算法 的时候首先除去最大值和最小值。我们默认运两个值为干扰值，然后剩下的数据采用算术 平均法和中值滤波算法复合滤波，通过计算后就能输出一个经过滤波后的数据。
[0063] 请参考图4,所示为本发明实施例中提供的另一种0.05级电子式互感器校验方法 的流程图。
[0064] 由图4可知，所述0.05级电子式互感器校验方法还包括：构造 Blackman-Harris窗 函数;根据Blackman-Harris窗函数处理所述数字滤波处理数据，获取修正数据。
[00 65] Blackman-化rris窗实质上是一种四项系数的余弦窗，其时域表达式如下：
[0066]
[0067] 式中 n = 〇，l,.........N-1。
[0068] 频率修正公式为：
[0069] f〇 = k〇Af=(a+kl+0.5) Af
[0070] 幅值修正公式为：
[0071 ] A〇= (yi+y2) X (3.06539676+0.965559979日2+〇. 163556日4+〇. Ι985α6)/Ν
[0072] 相位修正公式为：
[0073]
[0074] 其中，α = ko-k 广0.5(a[e-0.5,0.5])
[0075] ko为峰值频点，在峰值频点ko附近抽样得到的幅值最大和次最大谱分别为ki和k2。
[0076] yi = X(ki Δ f)和y2=X(k2 A f)，〇 < k〇-ki。
[0077] 用窗函数w(n)对信号x(n)进行处理，可得到加窗后修正信号的离散傅里叶变换的 表达式：
[007引
[0079] 式中，w(f)是WBh(n)的连续频谱。
[0080] x(n)是W采样频率fs均匀采样的的离散时间信号：
[0081]
[0082] 进一步，所述0.05级电子式互感器校验方法还包括:根据香农定理设置采样点数 量。
[0083] 采样点指的是被采样的瞬时电压或瞬时电流，采样点数指的是每秒信号采样个 数。采样频率理论上要满足香农定理，工程上要根据信号是快变还是慢变来确定，电流、电 压都是快变信号，因此采样频率要高，一般为4k左右。
[0084] 请参考图5,所示为本发明实施例中提供的一种0.05级电子式互感器校验系统的 结构不意图。
[0085] 由图5可知，所述0.05级电子式互感器校验系统包括：
[0086] 采样数据获取模块，所述采样数据获取模块用于同步获取待测电子式互感器和模 拟量转数字量系统的采样数据；
[0087] 数字滤波处理模块，所述数字滤波处理模块用于采用改进数字滤波算法对所述采 样数据进行数字滤波处理；
[0088] 基频分量提取模块，所述基频分量提取模块用于采用过零点检测法分别提取所述 采样数据的基频分量；
[0089] 频率、相位和幅值获取模块，所述频率、相位和幅值获取模块用于根据相位差法分 别获取所述采样数据的频率、相位和幅值；
[0090] 相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度计算模块，所述相位误差、电流误 差、电压误差和A类不确定度计算模块用于根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电 子式互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。
[0091] 请参考图6,所示为本发明实施例中提供的数字滤波处理模块的结构示意图。
[0092] 由图6可知，所述数字滤波处理模块包括：
[0093] 队列建立子子模块，所述队列建立子模块用于建立一个容纳N个数据的队列；
[0094] 队列输入子模块，所述队列输入子模块用于将所述采样数据输入所述队列，并判 断所述队列是否已满；
[0095] 采样数据输出子模块，所述采样数据输出子模块用于当所述队列未满时，将所述 采样数据输出，并重复判断所述队列是否已满的步骤；
[0096] 算术平均值输出子模块，所述算术平均值输出子模块用于当所述队列已满时，去 除所述队列中的最大值和最小值，并求取剩余N-2个数据的算术平均值，将所述算术平均值 输出，并重复判断所述队列是否已满的步骤。
[0097] 请参考图7,所示为本发明实施例中提供的算术平均值输出子模块的结构示意图。
[0098] 由图7可知，采样数据排序子模块，所述采样数据排序模块用于对所述采样数据按 照冒泡排序法排序；
[0099] 存储子模块，所述存储子模块用于存储所述队列中最大值和最小值。
[0100] 请参考图8,所示为本发明实施例中提供的另一种0.05级电子式互感器校验系统 的结构示意图。
[0101] 由图8可知，所述0.05级电子式互感器校验系统还包括：
[0102] Blackman-Harris窗函数构造模块，所述Blackman-Harris窗函数构造模块用于构 造 B lackman-化rr i S窗函数；
[0103] 修正数据获取模块，所述修正数据获取模块用于根据Blackman-化rris窗函数处 理所述数字滤波处理数据，获取修正数据。
[0104] 进一步，所述0.05级电子式互感器校验系统还包括:采样点数量设置模块，所述采 样点数量设置模块用于根据香农定理设置采样点数量。
[0105] 请参考图9,所示为本发明实施例中提供的第Ξ种0.05级电子式互感器校验系统 的结构示意图。
[0106] 由图9可知，所述0.05级电子式互感器校验系统包括:校验标准源101，模拟量转数 字量系统102、待测电子式互感器103、电子式互感器校验仪104,其中，
[0107] 所述待测电子式互感器103的一端电连接所述校验标准源101，所述待测电子式互 感器103的另一端电连接所述电子式互感器校验仪104;
[0108] 所述模拟量转数字量系统102的一端电连接所述校验标准源101，所述模拟量转数 字量系统102的另一端电连接所述电子式互感器校验仪104;
[0109] 所述电子式互感器校验仪104还包括:误差处理系统105,所述误差处理系统105分 别电连接所述模拟量转数字量系统102和所述待测电子式互感器103。
[0110] 本实施例中校验标准源101为罗氏线圈的标准源;模拟量转数字量系统102通过w 太网与电子式互感器校验仪104传输数字信号；误差处理系统105用于利用本发明提供的 0.05级电子式互感器校验方法处理采样数据。
[0111] W上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明 的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0112] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
[0113] 为了描述的方便，描述W上装置时W功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本 发明时可W把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
[0114] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或 系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所W描述得比较简单，相关之处参见方法 实施例的部分说明即可。W上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为 分离部件说明的单元可W是或者也可W不是物理上分开的，作为单元显示的部件可W是或 者也可W不是物理单元，即可W位于一个地方，或者也可W分布到多个网络单元上。可W根 据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术 人员在不付出创造性劳动的情况下，即可W理解并实施。
[0115] 可W理解的是，本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如:个 人计算机、服务 器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理 器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括W上任 何系统或设备的分布式计算环境等等。
[0116] 本发明可W在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序 模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组 件、数据结构等等。也可W在分布式计算环境中实践本发明，在运些分布式计算环境中，由 通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可W 位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
[0117] W上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明 的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0118] W上所述仅是本发明的【具体实施方式】，使本领域技术人员能够理解或实现本发 明。对运些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可W在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的运些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种0.05级电子式互感器校验方法，其特征在于，所述Ο. 05级电子式互感器校验方 法包括： 同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据； 采用改进数字滤波算法对所述采样数据进行数字滤波处理，并输出所述数字滤波处理 数据； 采用过零点检测法分别提取所述采样数据的基频分量； 根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相位和幅值； 根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误差、电 压误差和A类不确定度。2. 根据权利要求1所述的0.05级电子式互感器校验方法，其特征在于，所述改进数字滤 波算法包括： 建立一个容纳N个数据的队列； 将所述采样数据输入所述队列，并判断所述队列是否已满； 若所述队列未满，则将所述采样数据输出，并重复判断所述队列是否已满的步骤； 若所述队列已满，则去除所述队列中的最大值和最小值，并求取剩余N-2个数据的算术 平均值，将所述算术平均值输出，并重复判断所述队列是否已满的步骤。3. 根据权利要求2所述的0.05级电子式互感器校验方法，其特征在于，所述改进数字滤 波算法还包括： 对所述采样数据按照冒泡排序法排序； 存储所述队列中最大值和最小值。4. 根据权利要求1所述的0.05级电子式互感器校验方法，其特征在于，所述0.05级电子 式互感器校验方法还包括： 构造B1ackman-Harris窗函数； 根据Blackman-Harris窗函数处理所述数字滤波处理数据，获取修正数据。5. 根据权利要求4所述的0.05级电子式互感器校验方法，其特征在于，所述0.05级电子 式互感器校验方法还包括:根据香农定理设置采样点数量。6. -种0.05级电子式互感器校验系统，其特征在于，所述0.05级电子式互感器校验系 统包括： 采样数据获取模块，所述采样数据获取模块用于同步获取待测电子式互感器和模拟量 转数字量系统的采样数据； 数字滤波处理模块，所述数字滤波处理模块用于采用改进数字滤波算法对所述采样数 据进行数字滤波处理； 基频分量提取模块，所述基频分量提取模块用于采用过零点检测法分别提取所述采样 数据的基频分量； 频率、相位和幅值获取模块，所述频率、相位和幅值获取模块用于根据相位差法分别获 取所述采样数据的频率、相位和幅值； 相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度计算模块，所述相位误差、电流误差、电 压误差和A类不确定度计算模块用于根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式 互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。7. 根据权利要求6所述的0.05级电子式互感器校验系统，其特征在于，所述数字滤波处 理模块包括： 队列建立子子模块，所述队列建立子模块用于建立一个容纳N个数据的队列； 队列输入子模块，所述队列输入子模块用于将所述采样数据输入所述队列，并判断所 述队列是否已满； 采样数据输出子模块，所述采样数据输出子模块用于当所述队列未满时，将所述采样 数据输出，并重复判断所述队列是否已满的步骤； 算术平均值输出子模块，所述算术平均值输出子模块用于当所述队列已满时，去除所 述队列中的最大值和最小值，并求取剩余N-2个数据的算术平均值，将所述算术平均值输 出，并重复判断所述队列是否已满的步骤。8. 根据权利要求7所述的0.05级电子式互感器校验系统，其特征在于，所述算术平均值 输出子模块还包括： 采样数据排序子模块，所述采样数据排序模块用于对所述采样数据按照冒泡排序法排 序； 存储子模块，所述存储子模块用于存储所述队列中最大值和最小值。9. 根据权利要求6所述的0.05级电子式互感器校验系统，其特征在于，所述0.05级电子 式互感器校验系统还包括： Blackman-Harris窗函数构造模块，所述Blackman-Harris窗函数构造模块用于构造Blackman-Harris窗函数； 修正数据获取模块，所述修正数据获取模块用于根据Blackman-Harris窗函数处理所 述数字滤波处理数据，获取修正数据。10. 根据权利要求8所述的0.05级电子式互感器校验系统，其特征在于，所述0.05级电 子式互感器校验系统还包括:采样点数量设置模块，所述采样点数量设置模块用于根据香 农定理设置采样点数量。11. 一种0.05级电子式互感器校验系统，其特征在于，所述0.05级电子式互感器校验系 统包括:校验标准源（101)，模拟量转数字量系统（102)、待测电子式互感器（103)、电子式互 感器校验仪(104)，其中， 所述待测电子式互感器（103)的一端电连接所述校验标准源（101)，所述待测电子式互 感器(103)的另一端电连接所述电子式互感器校验仪(104); 所述模拟量转数字量系统（102)的一端电连接所述校验标准源（101)，所述模拟量转数 字量系统（102)的另一端电连接所述电子式互感器校验仪(104); 所述电子式互感器校验仪（104)还包括:误差处理系统（105)，所述误差处理系统（105) 分别电连接所述模拟量转数字量系统（102)和所述待测电子式互感器(103)。
【专利摘要】本发明提供一种0.05级电子式互感器校验方法及系统，方法包括：同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据；采用改进数字滤波算法对所述采样数据进行数字滤波处理；采用过零点检测法分别提取所述采样数据的基频分量；根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相位和幅值；根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。本发明基于绝对测量法，在同一时刻，分别获取模拟量转数字量系统和待测电了式互感器的数字输出信号，并对所述数字输出信号直接进行频率、幅值和相位的比对，校验的准确性高，不存在延时现象，可以解决现有技术中校验的效果差、准确性低的技术问题。
【IPC分类】G01R35/02, G01R35/00
【公开号】CN105487034
【申请号】CN201610046678
【发明人】李波, 曹敏, 刘清蝉, 林聪 , 林中爱
【申请人】云南电网有限责任公司电力科学研究院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月25日
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电工仪器仪表电能校准领域，具体设及一种0.05级电子式互感器 校验方法及系统。
【背景技术】
[0002] 电子式互感器由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电压或电流传感器 组成，用W传输正比于被测量的量，供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。电子式互 感器主要应用于电力系统的电参量测量及各类输入或输出变频电量的电器设备的检测试 验和能效评测，是智能电网中数字化、智能化的关键设备之一。目前由于电子式互感器的可 靠性和稳定性还有待完善，导致电子式互感器运行时故障率偏高，已经成为其在电力系统 中应用的瓶颈。在国家标准GB/T20840.7-200^电子式电压互感器》和GB/T20840.8-2007 《电子式电流互感器》中规定，数字化变电站应用的电子式互感器是一种模拟量输入数字量 输出的非传统互感器。但与传统互感器相同的是，电子式互感器也担负着电网的精确计量， W及故障监测等重要责任，因此对电子式互感器的校验，准确检定其误差范围，具有十分重 要的意义。
[0003] 目前，电子式互感器的准确度校验主要W传统方法为基础，即W含铁忍的传统标 准互感器作为标准源，通过对铁忍绕组抽头引线的方式实现对不同规格额定一次电压电流 的测量，并通过电子式互感器校验仪内部的模数转换模块，将模拟信号转换为数字信号，再 将其与被测电子式互感器输出的数字信号对比，最后，采用差值法分析得出误差及相差数 据。
[0004] W上采用铁忍式标准互感器的校验方式存在铁磁谐振及铁磁饱和缺陷、增容困 难、二次接线繁琐W及二次开路高压危险等问题，导致其对电子式互感器校验的效果差、准 确性低。同时，传统校验方法主要基于差值法原理，即将标准互感器与被校电子式互感器的 模拟输出做差，再对差值信号进行处理得到比差和角差。与标准互感器模拟输出相比，电子 式互感器的数字输出是离散序列，因此，若将数字信号转换成模拟信号再用差值法将很难 满足准确度要求，另外，由于数字输出电子式互感器的二次装置和一次侧存在延时现象，因 此，直接将2路信号直接做差会引起较大偏差，进一步降低了校验的准确性。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种0.05级电子式互感器校验方法及系统，W解决现有技术中校验的 效果差、准确性低的技术问题。
[0006] 本发明提供一种0.05级电子式互感器校验方法，所述0.05级电子式互感器校验方 法包括：同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据;采用改进数字滤 波算法对所述采样数据进行数字滤波处理，并输出所述数字滤波处理数据;采用过零点检 测法分别提取所述采样数据的基频分量;根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相 位和幅值;根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误 差、电压误差和A类不确定度。
[0007] 优选的，所述改进数字滤波算法包括:建立一个容纳N个数据的队列；将所述采样 数据输入所述队列，并判断所述队列是否已满;若所述队列未满，则将所述采样数据输出， 并重复判断所述队列是否已满的步骤;若所述队列已满，则去除所述队列中的最大值和最 小值，并求取剩余N-2个数据的算术平均值，将所述算术平均值输出，并重复判断所述队列 是否已满的步骤。
[0008] 优选的，所述改进数字滤波算法还包括:对所述采样数据按照冒泡排序法排序;存 储所述队列中最大值和最小值。
[0009] 优选的，0.05级电子式互感器校验方法还包括:构造 Blackman-化；rris窗函数;根 据Blackman-Harris窗函数处理所述数字滤波处理数据，获取修正数据。
[0010] 优选的，0.05级电子式互感器校验方法还包括:根据香农定理设置采样点数量。
[0011] 本发明还提供一种0.05级电子式互感器校验系统，所述0.05级电子式互感器校验 系统包括:采样数据获取模块，所述采样数据获取模块用于同步获取待测电子式互感器和 模拟量转数字量系统的采样数据;数字滤波处理模块，所述数字滤波处理模块用于采用改 进数字滤波算法对所述采样数据进行数字滤波处理;基频分量提取模块，所述基频分量提 取模块用于采用过零点检测法分别提取所述采样数据的基频分量;频率、相位和幅值获取 模块，所述频率、相位和幅值获取模块用于根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相 位和幅值;相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度计算模块，所述相位误差、电流误 差、电压误差和A类不确定度计算模块用于根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电 子式互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。
[0012] 优选的，所述数字滤波处理模块包括:队列建立子子模块，所述队列建立子模块用 于建立一个容纳N个数据的队列；队列输入子模块，所述队列输入子模块用于将所述采样数 据输入所述队列，并判断所述队列是否已满;采样数据输出子模块，所述采样数据输出子模 块用于当所述队列未满时，将所述采样数据输出，并重复判断所述队列是否已满的步骤;算 术平均值输出子模块，所述算术平均值输出子模块用于当所述队列已满时，去除所述队列 中的最大值和最小值，并求取剩余N-2个数据的算术平均值，将所述算术平均值输出，并重 复判断所述队列是否已满的步骤。
[0013] 优选的，所述数字滤波处理模块还包括:采样数据排序子模块，所述采样数据排序 模块用于对所述采样数据按照冒泡排序法排序;存储子模块，所述存储子模块用于存储所 述队列中最大值和最小值。
[0014] 优选的，所述0.05级电子式互感器校验系统还包括:Blackman-化；rris窗函数构造 模块，所述Blackman-化rri S窗函数构造模块用于构造 Blackman-化rri S窗函数；修正数据 获取模块，所述修正数据获取模块用于根据Blackman-化rris窗函数处理所述数字滤波处 理数据，获取修正数据。
[0015] 优选的，所述0.05级电子式互感器校验系统还包括:采样点数量设置模块，所述采 样点数量设置模块用于根据香农定理设置采样点数量。
[0016] 本发明还提供另一种0.05级电子式互感器校验系统，所述0.05级电子式互感器校 验系统包括:校验标准源，模拟量转数字量系统、待测电子式互感器、电子式互感器校验仪， 其中，所述待测电子式互感器的一端电连接所述校验标准源，所述待测电子式互感器的另 一端电连接所述电子式互感器校验仪;所述模拟量转数字量系统的一端电连接所述校验标 准源，所述模拟量转数字量系统的另一端电连接所述电子式互感器校验仪;所述电子式互 感器校验仪还包括:误差处理系统，所述误差处理系统分别电连接所述模拟量转数字量系 统和所述待测电子式互感器。
[0017] 本发明的实施例提供的技术方案可W包括W下有益效果：
[0018] 本发明提供一种0.05级电子式互感器校验方法，所述0.05级电子式互感器校验方 法包括：同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据;采用改进数字滤 波算法对所述采样数据进行数字滤波处理;采用过零点检测法分别提取所述采样数据的基 频分量;根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相位和幅值;根据所述频率、所述相 位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。本 发明基于绝对测量法，首先同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数 据，即 在同一时刻，分别获取模拟量转数字量系统和待测电了式互感器的数字输出信号，并 对所述数字输出信号直接进行频率、幅值和相位的比对。不同于差值法，本方法直接对模拟 信号进行数字化采样，无需将数字信号转换成模拟信号再进行比对，校验的准确性高，实时 性强，不存在延时现象。因此，本发明可W解决现有技术中校验的效果差、准确性低的技术 问题。
[0019] 应当理解的是，W上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不 能限制本发明。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明实施例中提供的一种0.05级电子式互感器校验方法的流程图；
[0021] 图2是本发明实施例中提供的步骤S02的流程图；
[0022] 图3是本发明实施例中提供的步骤S204的流程图；
[0023] 图4是本发明实施例中提供的另一种0.05级电子式互感器校验方法的流程图；
[0024] 图5是本发明实施例中提供的一种0.05级电子式互感器校验系统的结构示意图；
[0025] 图6是本发明实施例中提供的数字滤波处理模块的结构示意图；
[0026] 图7是本发明实施例中提供的算术平均值输出子模块的结构示意图；
[0027] 图8是本发明实施例中提供的另一种0.05级电子式互感器校验系统的结构示意 图；
[0028] 图9是本发明实施例中提供的第Ξ种0.05级电子式互感器校验系统的结构示意 图。
【具体实施方式】
[0029] 运里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述设及 附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。W下示例性实施例 中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附 权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
[0030] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
[0031] 请参考图1，所示为本发明实施例中提供的一种0.05级电子式互感器校验方法的 流程图。
[0032] 由图1可知，一种0.05级电子式互感器校验方法，所述0.05级电子式互感器校验方 法包括：同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据;采用改进数字滤 波算法对所述采样数据进行数字滤波处理，并输出所述数字滤波处理数据;采用过零点检 测法分别提取所述采样数据的基频分量;根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相 位和幅值;根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误 差、电压误差和A类不确定度。
[0033] 通常，校验标准源的输入信号除了含有基波分量外，还含有高次谐波分量及白噪 声等。干扰量的来源一般有两个方面，一是电力系统的高次谐波，一是环境的电磁干扰和噪 声干扰。校验系统设计抗干扰措施主要包括部分环节屏蔽、系统接地、采集回路设计低通滤 波器等抗干扰措施。因此，对采样数据进行数字滤波处理是电子式互感器校验的必要步骤， 数字滤波处理有利于提高校验精度。本实施例中提供的改进数字滤波算法在滑动平均值滤 波算法、算术平均值滤波法W及防脉冲干扰平均滤波法的基础上进行了改进，更加适用于 特定的溫度数据采集系统。
[0034] 本实施例采用相似Ξ角形原理的过零点检测法提取所述采样数据的基频分量，该 方法要求波形必须经过数字滤波处理，滤除直流和谐波的干扰才能精确判别过零点，然后 采用国际标准规定的10个周期计算频率作均值估计。
[0035] 本实施例中提供的利用相位差法分别获取所述采样数据的频率、相位和幅值具体 为：
[0036] 利用插值FFT算法分别分析各次谐波的参数，具体公式如下：
[0039]可推得信号的幅值、相位和频率的值分别为：
[0043] 式中m为谐波次数，fs为采样频率，km为谐波信号采样序列对应的离散频点，Sm为频 谱偏离估计值，且0含Sm<l，抽为采样点，Wh为矩形窗。
[0044] 本实施例中，根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位 误差、电流误差、电压误差和A类不确定度具体为：
[0045] 相位误差巧；
[0046]
[0047]式中，梦为相位差，铅为电子式互感器因技术产生的额定相位差，f为频率，tdr数 据处理和传输所需时间的额定值。
[004引电流误差ει:
[0049]
[0050] 式中:Kr是额定变化，Ip是信号源电流，Is为测量条件下，施加时的实际二次电流。 [0化1]电压误差Eu:
[0化2]
[0053]式中，Kr为额定电压比，Up为信号源电压，Us为测量条件下，施加时的实际二次电 压。
[0化4] A类不确定度：
[0化5]
[005引式中，X为测量的电压/电流值，n-1为自由度。
[0057] 本发明基于绝对测量法，首先同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统 的采样数据，即在同一时刻，分别获取模拟量转数字量系统和待测电了式互感器的数字输 出信号，并对所述数字输出信号直接进行频率、幅值和相位的比对。不同于差值法，本方法 直接对模拟信号进行数字化采样，无需将数字信号转换成模拟信号再进行比对，校验的准 确性高，实时性强，不存在延时现象。因此，本发明可W解决现有技术中校验的效果差、准确 性低的技术问题。
[0058] 请参考图2,所示为本发明实施例中提供的步骤S02的流程图。
[0059] 由图2可知，所述改进数字滤波算法包括:建立一个容纳N个数据的队列;将所述采 样数据输入所述队列，并判断所述队列是否已满；若所述队列未满，则将所述采样数据输 出，并重复判断所述队列是否已满的步骤;若所述队列已满，则去除所述队列中的最大值和 最小值，并求取剩余N-2个数据的算术平均值，将所述算术平均值输出，并重复判断所述队 列是否已满的步骤。
[0060] 请参考图3,所示为本发明实施例中提供的步骤S204的流程图。
[0061] 由图3可知，所述改进数字滤波算法还包括:对所述采样数据按照冒泡排序法排 序;存储所述队列中最大值和最小值。
[0062] 本发明采用改进数字滤波算法对采样数据进行数字滤波处理，改进后的数字滤波 算法的主要内容是先建立一个队列，W便能够实现实时输出，也就是说每进来一个数据就 会马上输出一个数据，运样可W保证数据的实时性和快速性，避免在纯粹的算术平均值法 当中出现的要采集多次数据才能滤波输出一个数据的情况。当队列满后，热祀溫度不断上 升，每次进来一个新数据的同时也会丢弃一个最"老"的数据，使得整个队列始终保持固定 的长度，在每进来一个数据之后判断运个数据是否为最大值或者最小值，在进行滤波算法 的时候首先除去最大值和最小值。我们默认运两个值为干扰值，然后剩下的数据采用算术 平均法和中值滤波算法复合滤波，通过计算后就能输出一个经过滤波后的数据。
[0063] 请参考图4,所示为本发明实施例中提供的另一种0.05级电子式互感器校验方法 的流程图。
[0064] 由图4可知，所述0.05级电子式互感器校验方法还包括：构造 Blackman-Harris窗 函数;根据Blackman-Harris窗函数处理所述数字滤波处理数据，获取修正数据。
[00 65] Blackman-化rris窗实质上是一种四项系数的余弦窗，其时域表达式如下：
[0066]
[0067] 式中 n = 〇，l,.........N-1。
[0068] 频率修正公式为：
[0069] f〇 = k〇Af=(a+kl+0.5) Af
[0070] 幅值修正公式为：
[0071 ] A〇= (yi+y2) X (3.06539676+0.965559979日2+〇. 163556日4+〇. Ι985α6)/Ν
[0072] 相位修正公式为：
[0073]
[0074] 其中，α = ko-k 广0.5(a[e-0.5,0.5])
[0075] ko为峰值频点，在峰值频点ko附近抽样得到的幅值最大和次最大谱分别为ki和k2。
[0076] yi = X(ki Δ f)和y2=X(k2 A f)，〇 < k〇-ki。
[0077] 用窗函数w(n)对信号x(n)进行处理，可得到加窗后修正信号的离散傅里叶变换的 表达式：
[007引
[0079] 式中，w(f)是WBh(n)的连续频谱。
[0080] x(n)是W采样频率fs均匀采样的的离散时间信号：
[0081]
[0082] 进一步，所述0.05级电子式互感器校验方法还包括:根据香农定理设置采样点数 量。
[0083] 采样点指的是被采样的瞬时电压或瞬时电流，采样点数指的是每秒信号采样个 数。采样频率理论上要满足香农定理，工程上要根据信号是快变还是慢变来确定，电流、电 压都是快变信号，因此采样频率要高，一般为4k左右。
[0084] 请参考图5,所示为本发明实施例中提供的一种0.05级电子式互感器校验系统的 结构不意图。
[0085] 由图5可知，所述0.05级电子式互感器校验系统包括：
[0086] 采样数据获取模块，所述采样数据获取模块用于同步获取待测电子式互感器和模 拟量转数字量系统的采样数据；
[0087] 数字滤波处理模块，所述数字滤波处理模块用于采用改进数字滤波算法对所述采 样数据进行数字滤波处理；
[0088] 基频分量提取模块，所述基频分量提取模块用于采用过零点检测法分别提取所述 采样数据的基频分量；
[0089] 频率、相位和幅值获取模块，所述频率、相位和幅值获取模块用于根据相位差法分 别获取所述采样数据的频率、相位和幅值；
[0090] 相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度计算模块，所述相位误差、电流误 差、电压误差和A类不确定度计算模块用于根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电 子式互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。
[0091] 请参考图6,所示为本发明实施例中提供的数字滤波处理模块的结构示意图。
[0092] 由图6可知，所述数字滤波处理模块包括：
[0093] 队列建立子子模块，所述队列建立子模块用于建立一个容纳N个数据的队列；
[0094] 队列输入子模块，所述队列输入子模块用于将所述采样数据输入所述队列，并判 断所述队列是否已满；
[0095] 采样数据输出子模块，所述采样数据输出子模块用于当所述队列未满时，将所述 采样数据输出，并重复判断所述队列是否已满的步骤；
[0096] 算术平均值输出子模块，所述算术平均值输出子模块用于当所述队列已满时，去 除所述队列中的最大值和最小值，并求取剩余N-2个数据的算术平均值，将所述算术平均值 输出，并重复判断所述队列是否已满的步骤。
[0097] 请参考图7,所示为本发明实施例中提供的算术平均值输出子模块的结构示意图。
[0098] 由图7可知，采样数据排序子模块，所述采样数据排序模块用于对所述采样数据按 照冒泡排序法排序；
[0099] 存储子模块，所述存储子模块用于存储所述队列中最大值和最小值。
[0100] 请参考图8,所示为本发明实施例中提供的另一种0.05级电子式互感器校验系统 的结构示意图。
[0101] 由图8可知，所述0.05级电子式互感器校验系统还包括：
[0102] Blackman-Harris窗函数构造模块，所述Blackman-Harris窗函数构造模块用于构 造 B lackman-化rr i S窗函数；
[0103] 修正数据获取模块，所述修正数据获取模块用于根据Blackman-化rris窗函数处 理所述数字滤波处理数据，获取修正数据。
[0104] 进一步，所述0.05级电子式互感器校验系统还包括:采样点数量设置模块，所述采 样点数量设置模块用于根据香农定理设置采样点数量。
[0105] 请参考图9,所示为本发明实施例中提供的第Ξ种0.05级电子式互感器校验系统 的结构示意图。
[0106] 由图9可知，所述0.05级电子式互感器校验系统包括:校验标准源101，模拟量转数 字量系统102、待测电子式互感器103、电子式互感器校验仪104,其中，
[0107] 所述待测电子式互感器103的一端电连接所述校验标准源101，所述待测电子式互 感器103的另一端电连接所述电子式互感器校验仪104;
[0108] 所述模拟量转数字量系统102的一端电连接所述校验标准源101，所述模拟量转数 字量系统102的另一端电连接所述电子式互感器校验仪104;
[0109] 所述电子式互感器校验仪104还包括:误差处理系统105,所述误差处理系统105分 别电连接所述模拟量转数字量系统102和所述待测电子式互感器103。
[0110] 本实施例中校验标准源101为罗氏线圈的标准源;模拟量转数字量系统102通过w 太网与电子式互感器校验仪104传输数字信号；误差处理系统105用于利用本发明提供的 0.05级电子式互感器校验方法处理采样数据。
[0111] W上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明 的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0112] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
[0113] 为了描述的方便，描述W上装置时W功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本 发明时可W把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
[0114] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或 系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所W描述得比较简单，相关之处参见方法 实施例的部分说明即可。W上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为 分离部件说明的单元可W是或者也可W不是物理上分开的，作为单元显示的部件可W是或 者也可W不是物理单元，即可W位于一个地方，或者也可W分布到多个网络单元上。可W根 据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术 人员在不付出创造性劳动的情况下，即可W理解并实施。
[0115] 可W理解的是，本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如:个 人计算机、服务 器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理 器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括W上任 何系统或设备的分布式计算环境等等。
[0116] 本发明可W在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序 模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组 件、数据结构等等。也可W在分布式计算环境中实践本发明，在运些分布式计算环境中，由 通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可W 位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
[0117] W上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明 的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0118] W上所述仅是本发明的【具体实施方式】，使本领域技术人员能够理解或实现本发 明。对运些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可W在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的运些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种0.05级电子式互感器校验方法，其特征在于，所述Ο. 05级电子式互感器校验方 法包括： 同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据； 采用改进数字滤波算法对所述采样数据进行数字滤波处理，并输出所述数字滤波处理 数据； 采用过零点检测法分别提取所述采样数据的基频分量； 根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相位和幅值； 根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误差、电 压误差和A类不确定度。2. 根据权利要求1所述的0.05级电子式互感器校验方法，其特征在于，所述改进数字滤 波算法包括： 建立一个容纳N个数据的队列； 将所述采样数据输入所述队列，并判断所述队列是否已满； 若所述队列未满，则将所述采样数据输出，并重复判断所述队列是否已满的步骤； 若所述队列已满，则去除所述队列中的最大值和最小值，并求取剩余N-2个数据的算术 平均值，将所述算术平均值输出，并重复判断所述队列是否已满的步骤。3. 根据权利要求2所述的0.05级电子式互感器校验方法，其特征在于，所述改进数字滤 波算法还包括： 对所述采样数据按照冒泡排序法排序； 存储所述队列中最大值和最小值。4. 根据权利要求1所述的0.05级电子式互感器校验方法，其特征在于，所述0.05级电子 式互感器校验方法还包括： 构造B1ackman-Harris窗函数； 根据Blackman-Harris窗函数处理所述数字滤波处理数据，获取修正数据。5. 根据权利要求4所述的0.05级电子式互感器校验方法，其特征在于，所述0.05级电子 式互感器校验方法还包括:根据香农定理设置采样点数量。6. -种0.05级电子式互感器校验系统，其特征在于，所述0.05级电子式互感器校验系 统包括： 采样数据获取模块，所述采样数据获取模块用于同步获取待测电子式互感器和模拟量 转数字量系统的采样数据； 数字滤波处理模块，所述数字滤波处理模块用于采用改进数字滤波算法对所述采样数 据进行数字滤波处理； 基频分量提取模块，所述基频分量提取模块用于采用过零点检测法分别提取所述采样 数据的基频分量； 频率、相位和幅值获取模块，所述频率、相位和幅值获取模块用于根据相位差法分别获 取所述采样数据的频率、相位和幅值； 相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度计算模块，所述相位误差、电流误差、电 压误差和A类不确定度计算模块用于根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式 互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。7. 根据权利要求6所述的0.05级电子式互感器校验系统，其特征在于，所述数字滤波处 理模块包括： 队列建立子子模块，所述队列建立子模块用于建立一个容纳N个数据的队列； 队列输入子模块，所述队列输入子模块用于将所述采样数据输入所述队列，并判断所 述队列是否已满； 采样数据输出子模块，所述采样数据输出子模块用于当所述队列未满时，将所述采样 数据输出，并重复判断所述队列是否已满的步骤； 算术平均值输出子模块，所述算术平均值输出子模块用于当所述队列已满时，去除所 述队列中的最大值和最小值，并求取剩余N-2个数据的算术平均值，将所述算术平均值输 出，并重复判断所述队列是否已满的步骤。8. 根据权利要求7所述的0.05级电子式互感器校验系统，其特征在于，所述算术平均值 输出子模块还包括： 采样数据排序子模块，所述采样数据排序模块用于对所述采样数据按照冒泡排序法排 序； 存储子模块，所述存储子模块用于存储所述队列中最大值和最小值。9. 根据权利要求6所述的0.05级电子式互感器校验系统，其特征在于，所述0.05级电子 式互感器校验系统还包括： Blackman-Harris窗函数构造模块，所述Blackman-Harris窗函数构造模块用于构造Blackman-Harris窗函数； 修正数据获取模块，所述修正数据获取模块用于根据Blackman-Harris窗函数处理所 述数字滤波处理数据，获取修正数据。10. 根据权利要求8所述的0.05级电子式互感器校验系统，其特征在于，所述0.05级电 子式互感器校验系统还包括:采样点数量设置模块，所述采样点数量设置模块用于根据香 农定理设置采样点数量。11. 一种0.05级电子式互感器校验系统，其特征在于，所述0.05级电子式互感器校验系 统包括:校验标准源（101)，模拟量转数字量系统（102)、待测电子式互感器（103)、电子式互 感器校验仪(104)，其中， 所述待测电子式互感器（103)的一端电连接所述校验标准源（101)，所述待测电子式互 感器(103)的另一端电连接所述电子式互感器校验仪(104); 所述模拟量转数字量系统（102)的一端电连接所述校验标准源（101)，所述模拟量转数 字量系统（102)的另一端电连接所述电子式互感器校验仪(104); 所述电子式互感器校验仪（104)还包括:误差处理系统（105)，所述误差处理系统（105) 分别电连接所述模拟量转数字量系统（102)和所述待测电子式互感器(103)。
【专利摘要】本发明提供一种0.05级电子式互感器校验方法及系统，方法包括：同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据；采用改进数字滤波算法对所述采样数据进行数字滤波处理；采用过零点检测法分别提取所述采样数据的基频分量；根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相位和幅值；根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。本发明基于绝对测量法，在同一时刻，分别获取模拟量转数字量系统和待测电了式互感器的数字输出信号，并对所述数字输出信号直接进行频率、幅值和相位的比对，校验的准确性高，不存在延时现象，可以解决现有技术中校验的效果差、准确性低的技术问题。
【IPC分类】G01R35/02, G01R35/00
【公开号】CN105487034
【申请号】CN201610046678
【发明人】李波, 曹敏, 刘清蝉, 林聪 , 林中爱
【申请人】云南电网有限责任公司电力科学研究院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月25日
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