基于OMAP-L138的電子式互感器校驗儀設計

電子式互感器校驗儀的AD采集電路的精度要求較高，按照精度高兩個等級的原則，電路精度需要保證在0.02%，采用22位A/D。可以校準0.1 級及以下準確級的電子式互感器。

電子式互感器的相位差與傳統的電磁式互感器的相位差不同，原因是電子式互感器的數字數據輸出量是經過處理的數據，在處理數據和傳輸數據時將產生一個相當大的延時，這一延時對相位差的影響會很大，把它當成相位差是不恰當的，電子式互感器的相位差和相位誤差不能等同。電子式電流/電壓互感器的數字輸出相位差是一次側某電流/電壓出現時刻與二次側對應的數字化數據啟動傳輸的時刻的時間差。電子式互感器的相位誤差(φw)則等于相位差(φ)減去由于額定相位差(φe：電子式互感器因選用的技術產生的額定相位差)和額定延時時間(tdr：數字數據處理和傳輸所需時間的額定值)所引起的偏移量。

數學表達式為：φw­=φ-φe-2πftdr

由于數字輸出要求與時鐘脈沖同步，相位誤差是時鐘脈沖與數字傳輸值對應的一次電流采樣瞬時值時間差。

電子式電流/電壓互感器輸出的數字信號是一系列的數值序列，是模擬信號的等距采樣，電子式電流互感器的數字量輸出表述式為：

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

n=1,2…,N

其中，is(n)為合并單元輸出的數字輸出量，代表一次電流的瞬時值;Issc為合并單元輸出的基波有效值;isdc(n)指數字部分的二次直流輸出;isres(n)包括諧波和次諧波分量的二次剩余電流輸出;n為數據組計數器的計數,即采樣次數;tn為一次電流第n次數據組的抽樣時刻;f為基頻頻率;φs為二次相位移。

同理，可以推出電子式電壓互感器的數字輸出表述式為[17]：

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

n=1,2…,N

電流誤差(比差ε%)是電子式電流互感器引入到電流的測量中由于實際變比不等于額定變比所引起的誤差。

ε%=(Krd*Is-Ip)/Ip*100%

其中：Krd是額定變比;Ip是isres(n)=0時的實際一次電流的有效值;Is是當isdc(n)+ isres(n)=0時的數字輸出二次電流的有效值。

同理可以定義電子式電壓互感器的比差。

ε%=(Krd*Us-Up)/Up*100%

本文描述基于德州儀器OMAP-L138雙核芯片的電子式互感器校驗儀系統，通過采集標準和待測信號后，實現了對信號的采集、數據處理和分析等，利用校準算法可計算出各信號的基波分量，進而得到待測電子式互感器的精度指標，其基本工作過程對其他情況下電子式互感器的校準同樣適用。通過現場測試使用，本校驗儀具有方便、快速、穩(wěn)定等特點，非常適合實驗室及現場使用。

參考文獻

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