基于LabVIEW的电子式互感器校验系统

　　1.前言

　　随着数字化变电站和智能电网建设步伐的加快，电子式互感器得到了迅速的发展。

　　电子式互感器包括电子式电流互感器和电子式电压互感器两种。为了保证电子式互感器的准确度，确保系统安全、稳定，需要对互感器进行校验。电子式互感器校验系统用来对电子式互感器的比差和角差进行校验。

　　与传统互感器相比，电子式互感器在测量原理、结构和输出信号的方式上发生了根本的变化，其校验原理和方法与传统互感器校验原理和方法完全不同，因此传统互感器的校验方法不能应用到电子式互感器的校验中。

　　LabVIEW 是一种图形化的编程语言（G语言），区别于传统的文本式的编程语言，它将各种功能封装成函数模块，能够快速建立系统的图形用户界面，具有开发效率高，开发周期短的特点，在测试测量、信号处理中的应用非常广泛。利用LabVIEW开发环境编写的程序称为虚拟仪器程序（VirtualInstrument program），简称VI。

　　本文基于NI公司PCI-4474数据采集板卡以及LabVIEW开发环境建立了电子式互感器的校验系统，结合同步信号卡和数字信号处理实现对互感器的检验。对于校验10~500kV电压等级的电子式电压互感器和额定电流为5~5000A的电子式电流互感器能够达到万分之五的精度，具有精度高、性能稳定可靠的特点，满足对电子式互感器比差和角差校验的要求。现场测试表明了本文所建立的校验系统的有效性。

　　2.系统组成

　　校验系统由硬件和软件两部分组成，系统硬件主要包括以下部分：

　　（1）标准电压、电流（电磁式）互感器（包括升压、升流器）。使用标准互感器的目的是为校验系统提供标准输出信号，且必须可溯源。互感器精度选取0.01级，目的是为了提高系统测量精确度。

　　（2）PCI-4474数据采集板卡。该板卡是从事高精度动态和瞬态测量的动态信号采集卡，具有4路同步采样模拟输入通道，输入信号为-10~10VDC.另外，它具有24位分辨率，最高采样速率达102.4kS/s.

　　（3）取样电阻。选取阻值为80Ω，额定电流为0.05A的取样电阻，精度为100ppm.

　　（4）电压互感器100V（100/√3V）/4V，精度0.01级;电流互感器5A/0.05A，精度0.01级。

　　（5）同步卡：用来同步被试互感器合并单元及标准回路采集卡。

　　（6）合并单元：合并单元的主要功能是同步接收12路电子式互感器输出的数字信号（12路信号按照IEC60044-8标准规定的DATASET数据通道定义），并按照IEC60044-8标准规定帧格式并发送给继电保护，测量及控制设备。

　　合并单元一般提供共12路电流和电压信号（全部光纤传输），包括7路电流信号和5路电压信号，它们按照一定的规则打包并通过以太网输出。合并单元一般由用户提供，遵循GBT-20840-7/8和IEC61580-9标准。

　　合并单元与校验系统的连接主要包括两个部分：一是同步脉冲信号连接，二是以太网的连接。合并单元与校验系统连接框图如图1所示：

　　（7）工控机。工控机通过通信规约为IEEE488.2的PCI-GPIB卡与标准A/D转换器相连。

　　（8）调压器。