电子式互感器数字量输出校验系统

论文摘要

作为数字化变电站的主要电力设备之一，电子式互感器已经得到了广泛应用。电子式互感器根据输出方式分为模拟输出电子式互感器和数字输出电子式互感器。模拟输出是为了利用变电站现有的接口而采用的一种过渡形式，最终会被数字输出电子式互感器所取代。因此数字输出电子式互感器成为了各科研机构、企业研究的新热点。数字输出电子式互感器的广泛应用势必推进了相应校验系统的开发研究，校验系统的研究对数字输出电子式互感器的准确度和稳定性有重要意义。本文结合电子互感器数字输出特性和通讯方式，根据直接比较法校验原理，设计了一种校验精度高（准确度为0.05级），方便于现场校验的数字输出电子式互感器校验系统。校验系统采用美国NI公司的便携高精度（分辨率为24位）数据采集卡PCI4474作为标准采集单元，保证了校验系统的准确度；采用自行研制的PCI同步脉冲发生卡作为同步脉冲发生器，保证了校验系统两通道同步采样，确保了数据采样的同步性。本文研究了基于IEC61850-9-1通讯协议的采样值报文，数据帧结构；详细介绍了校验系统的软件设计，主要包括数据接收、同步采样点获取、误差计算的软件实现，分析了三角自卷积窗对频谱泄露的抑制作用，并介绍了校验系统的准确度试验；最后探讨了误差数据处理方法在校验系统测试数据分析中的应用，并对校验系统测试数据进行了误差分析和随机过程特征值估计，分析了校验系统的不确定度。本校验系统达到了设计要求，通过了国家高电压计量站的准确度试验，经检定准确度到达0.05级精度要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 电子式互感器数字输出校验系统的研究现状
• 1.3 本文的主要内容及章节安排
• 2 电子式互感器数字输出特性
• 2.1 电子式互感器的原理
• 2.2 电子式互感器数字输出和通讯方式
• 2.3 电子式互感器通讯数据帧
• 2.4 本章小结
• 3 电子式互感器数字输出校验系统方案
• 3.1 数字输出校验系统的原理
• 3.2 数字输出校验系统的构成
• 3.3 校验系统主要硬件参数
• 3.4 本章小结
• 4 电子式互感器数字输出校验系统的软件设计
• 4.1 基于虚拟仪器的校验系统平台设计
• 4.2 主要功能设计
• 4.3 校验系统的准确度试验
• 4.4 本章小结
• 5 校验系统误差数据处理算法
• 5.1 主要误差处理算法
• 5.2 校验系统的误差处理算法选择
• 5.3 随机过程动态数据特征值估计
• 5.4 校验系统的不确定度分析
• 5.5 基于 Labview 的误差数据处理
• 5.6 本章小结
• 6 全文总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 国家高压计量站校准证书