基于OMAP-L138的电子式互感器校验仪设计

电子式互感器校验仪的AD采集电路的精度要求较高，按照精度高两个等级的原则，电路精度需要保证在0.02%，采用22位A/D。可以校准0.1 级及以下准确级的电子式互感器。

电子式互感器的相位差与传统的电磁式互感器的相位差不同，原因是电子式互感器的数字数据输出量是经过处理的数据，在处理数据和传输数据时将产生一个相当大的延时，这一延时对相位差的影响会很大，把它当成相位差是不恰当的，电子式互感器的相位差和相位误差不能等同。电子式电流/电压互感器的数字输出相位差是一次侧某电流/电压出现时刻与二次侧对应的数字化数据启动传输的时刻的时间差。电子式互感器的相位误差(φw)则等于相位差(φ)减去由于额定相位差(φe：电子式互感器因选用的技术产生的额定相位差)和额定延时时间(tdr：数字数据处理和传输所需时间的额定值)所引起的偏移量。

数学表达式为：φw=φ-φe-2πftdr

由于数字输出要求与时钟脉冲同步，相位误差是时钟脉冲与数字传输值对应的一次电流采样瞬时值时间差。

电子式电流/电压互感器输出的数字信号是一系列的数值序列，是模拟信号的等距采样，电子式电流互感器的数字量输出表述式为：

Is(n)= √2Issc*sin(2πftn+φs)+isdc(n)+isres(n)

n=1,2…,N

其中，is(n)为合并单元输出的数字输出量，代表一次电流的瞬时值;Issc为合并单元输出的基波有效值;isdc(n)指数字部分的二次直流输出;isres(n)包括谐波和次谐波分量的二次剩余电流输出;n为数据组计数器的计数,即采样次数;tn为一次电流第n次数据组的抽样时刻;f为基频频率;φs为二次相位移。

同理，可以推出电子式电压互感器的数字输出表述式为[17]：

us(n)= Us*√2*sin(2πftn+ψs)+Usdc(n)+usres(n)

n=1,2…,N

电流误差(比差ε%)是电子式电流互感器引入到电流的测量中由于实际变比不等于额定变比所引起的误差。

ε%=(Krd*Is-Ip)/Ip*100%

其中：Krd是额定变比;Ip是isres(n)=0时的实际一次电流的有效值;Is是当isdc(n)+ isres(n)=0时的数字输出二次电流的有效值。

同理可以定义电子式电压互感器的比差。

ε%=(Krd*Us-Up)/Up*100%

本文描述基于德州仪器OMAP-L138双核芯片的电子式互感器校验仪系统，通过采集标准和待测信号后，实现了对信号的采集、数据处理和分析等，利用校准算法可计算出各信号的基波分量，进而得到待测电子式互感器的精度指标，其基本工作过程对其他情况下电子式互感器的校准同样适用。通过现场测试使用，本校验仪具有方便、快速、稳定等特点，非常适合实验室及现场使用。

参考文献

1.IEC60044-7，Instrument Transformers-part 7:Electronic Voltage Transducer.

2.IEC60044-8，InstrumentTransformers-part 8:Electronic Current Transformers.

3.GB/T 20840.7—2007 互感器第七部分：电子式电压互感器.

4.GB/T 20840.8—2007 互感器第八部分：电子式电流互感器.

5.余春雨.电子式互感器数字输出校准系统[D].武汉：华中科技大学电气与电子工程学院，2004.

6.钱政，李童杰，张翔.电子式互感器校验方法的设计与实现[J].北京航空航天大学学报，2006，23(11)：1316—1319.

7. 张蓬鹤,何俊佳，陆以彪，王保盛.电子式互感器误差校验装置的研究. 电测与仪表,2009年第01期

8.曹团结,尹项根,张哲,等.电子式互感器数据同步的研究[J].电力系统及其自动化学报,2007,49(2): 108-113.