一种电子式互感器评估系统及方法技术领域
本发明涉及电力设备测试技术领域，特别是涉及一种电子式互感器评估系统及方
法。
背景技术
随着智能变电站大量投入运行，电子式互感器得到了广泛应用。电子式互感器包括
电子式电压互感器和电子式电流互感器，根据工作原理的不同，所述电子式电压互感器
又分为光学PT(PotentialTransformer，电压互感器)和电学PT，所述电子式电流互
感器又分为光学CT(CurrentTransformer，光学传感器)和电学CT。电子式互感器能
够有效提高变电站测量系统的准确性，减少电能计量系统的综合误差。
为了保证变电站的正常工作，在电子式互感器装配使用前，技术人员均须在装配现
场对所述电子式互感器进行检测和评估，以保证功能完好和精度符合标准；然而现场检
测合格的电子式互感器，经过一段时间的运行之后，由于本身隐藏的质量缺陷或者元件
老化等原因而出现精度下降甚至无法正常工作，严重时导致变电站工作故障。因此，如
何准确评估电子式互感器的性能是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例中提供了一种电子式互感器评估系统及方法，以解决现有技术中的电
子式互感器性能评估准确度差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
本发明实施例提供了一种电子式互感器评估系统，包括第一三相工频电压源、第二
三相工频电压源、移相器、调压器、升流器、标准电压互感器、标准电流互感器、感应
分压器、多通道电子式互感器校验仪、同步源装置、合并单元、交换机、温湿度测试仪、
振动测试仪以及上位机，其中：
所述第一三相工频电压源与所述移相器的输入端电连接，所述移相器的输出端与所
述标准电压互感器一端以及待测电压互感器的一端均电连接，所述标准电压互感器的另
一端通过感应分压器与所述多通道电子式互感器检验仪相连接，所述合并单元的输入端
与所述待测电压互感器的另一端电连接；
所述第二三相工频电压源与调压器的输入端电连接，所述调压器的输出端与所述升
流器的输入端电连接，所述升流器的输出端与所述标准电流互感器的一端以及待测电流
互感器的一端均电连接；所述标准电流互感器的另一端与所述多通道电子式互感器检验
仪电连接，所述合并单元的输入端与所述待测电流互感器的另一端电连接；
所述多通道电子式互感器检验仪以及所述合并单元均通过交换机连接至上位机；
所述同步源装置与所述多通道电子式互感器检验仪和所述合并单元均相连接；
所述温湿度测试仪和所述振动测试仪设置于待测电压互感器和/或待测电流互感器
的相应位置、并与上位机相连接。
优选地，所述电子式互感器评估系统还包括第一合并单元和第二合并单元；其中，
所述第一合并单元的输入端与待测电学PT的一端和待测电学CT的一端均电连接，所述
第二合并单元的输入端与待测光学PT的一端和待测光学CT的一端均电连接；所述第一
合并单元和所述第二合并单元相互独立，且所述第一合并单元和所述第二合并单元均依
据IEC61850-9-2规约通过交换机与上位机通信连接；所述同步源装置与所述第一合并单
元以及所述第二合并单元均相连接。
优选地，所述温湿度测试仪和所述振动测试仪设置于待测光学PT和/或待测光学CT
的相应位置。
优选地，所述移相器包括3个电压相输出端口，所述电压相输出端口与标准电压互
感器以及待测电压互感器均相连接。
优选地，所述电子式互感器评估系统包括3组调压器和升流器，每组所述调压器和
所述升流器相互匹配；所述第二三相工频电压源包括3个电压相端口，且第二三相工频
电压源的电压相端口分别与相应的调压器相连接，所述升流器分别连接相应的标准电流
互感器和待测电流互感器。
优选地，所述温湿度测试仪和所述振动测试仪均通过串行通信接口与所述上位机相
连接。
本发明实施例还提供了一种电子式互感器评估方法，包括以下步骤：
根据待测电子式互感器的额定参数，设置移相器、调压器以及升流器的初始工作参
数；
根据待测电子式互感器的工作电压范围和工作电流范围，调整所述移相器、调压器
以及所述升流器的工作参数；
根据待测电子式互感器的工作温度、湿度以及振动情况，设定温湿度测试仪的测试
湿度、测试温度以及振动测试仪的测试振动频率和幅值；
上位机采集来自多通道电子式互感器检验仪、合并单元、温湿度测试仪以及振动测
试仪的测试数据，并根据所述测试数据得出评估结果。
由以上技术方案可见，本发明实施例提供的电子式互感器评估系统及方法，通过调
整移相器、调压器和升流器，来模拟电子式互感器的实际工作电压、工作电流以及工作
功率状况；同时，使用温湿度测试仪、振动测试仪，综合考察环境因素对电子式互感器
精度的影响程度；而且，同步源装置将标准电子式互感器和待测电子式互感器的采样数
据进行同步比对，有效提高的对比的精确度。通过上述评估系统，真实模拟电子式互感
器现场复杂运行环境工况，从而定性定量分析各个环境因素对电子式互感器计量的影响
度，并可以考察电子式互感器长期运行下测量准确性，从而保证电子式互感器性能评估
的准确性；另外，该评估系统还能够对由电子式互感器本体、合并单元组成的复杂系统
进行评估，综合考虑系统的复杂度，从而提高评估准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有
技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而
言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电子式互感器评估系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种电子式互感器评估系统的结构示意图；
图1-2的符号表示为：
1-第一三相工频电压源，2-第二三相工频电压源，3-移相器，4-调压器，5-升流器，
6-标准电压互感器，7-标准电流互感器，8-感应分压器，9-多通道电子式互感器校验仪，
10-同步源装置，11-合并单元，111-第一合并单元，112-第二合并单元，12-交换机，13-
温湿度测试仪，14-振动测试仪，15-上位机，16-待测电压互感器，161-待测电学PT，
162-待测光学PT，17-待测电流互感器，171-待测电学CT，172-待测光学CT。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施
例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实
施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领
域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本
发明保护的范围。
实施例一
参见图1，为本发明实施例提供的一种电子式互感器评估系统的结构示意图，所述
评估系统包括第一三相工频电压源1、第二三相工频电压源2、移相器3、调压器4、升
流器5、标准电压互感器6、标准电流互感器7、感应分压器8、多通道电子式互感器校
验仪9、同步源装置10、合并单元11、交换机12、温湿度测试仪13、振动测试仪14以
及上位机15。
其中，所述第一三相工频电压源1与所述移相器3的输入端电连接，所述移相器3
的输出端与所述标准电压互感器6一端以及待测电压互感器16的一端均电连接，所述标
准电压互感器6的另一端通过感应分压器8与所述多通道电子式互感器检验仪9相连接，
所述合并单元11的输入端与所述待测电压互感器16的另一端电连接。在本发明实施例
中，所述移相器3为单相移相器，当然在具体实施时，所述移相器3可以为多相移相器
例如三相一体移相器等。
所述第二三相工频电压源2与调压器4的输入端电连接，所述调压器4的输出端与
所述升流器5的输入端电连接，所述升流器5的输出端与所述标准电流互感器7的一端
以及待测电流互感器17的一端均电连接；所述标准电流互感器7的另一端与所述多通道
电子式互感器检验仪9电连接，所述合并单元11的输入端与所述待测电流互感器17的
另一端电连接。在本发明实施例中，由于电流回路的功率很大，因此设置了相互独立的
第一三相工频电压源1和第二三相工频电压源2，在实际测试过程中，如果一个回路例
如电压回路或电流回路发生短路等故障，而不会影响另外一个回路的正常工作。
所述多通道电子式互感器检验仪9以及所述合并单元11均通过交换机12连接至上
位机。在本发明实施例中，设置有两台交换机12，所述合并单元11将采集到的待测电
压互感器16和待测电流互感器17的数据，合并整理成符合IEC61850-9-2规约的数据形
式发送至一台交换机12，所述一台交换机12与另一台交换机12通过数据线缆相连接，
所述多通道电子式互感器校验仪9将标准电压互感器6和标准电流互感器7的数据发送
至所述另一台交换机12，并通过所述另一台交换机12将来自所述合并单元11以及所述
多通道电子式互感器校验仪9的数据发送至上位机15。当然，实际网络架构可以使用一
台交换机12，所述合并单元11和所述多通道电子式互感器校验仪9可以均连接至一台
交换机12，以与所述上位机15进行通信。
所述同步源装置10与所述多通道电子式互感器校验仪9和所述合并单元11均相连
接，所述同步源装置10向所述多通道电子式互感器校验仪9以及所述合并单元11发送
同步脉冲，对所述多通道电子式互感器校验仪9及所述合并单元11的采集信号进行统一
时间标定，以实现同步对比，进而保证评估比对精度。
所述温湿度测试仪13和所述振动测试仪14设置于待测电压互感器16和/或待测电
流互感器17的相应位置、并与上位机15相连接。为了评估待测电压互感器16或待测电
流互感器17在不同工况下，例如不同温度、湿度以及振动情况下的工作性能，本发明实
施例在需要进行湿度、温度以及振动测试的待测电压互感器16以及待测电流互感器17
的相应位置设置所述温湿度测试仪13和所述振动测试仪14，以模拟待测电压互感器16
和待测电流互感器17的实际工作场景。所述温湿度测试仪13和所述振动测试仪14通过
串行通信接口与所述上位机15相连接、通信，将测试温度、湿度以及振动频率幅值等测
试数据发送至上位机15，以方便技术人员进行数据分析和判断。当然，为了方便实施和
减少布线，所述温湿度测试仪13和所述振动测试仪14也可以以蓝牙或WIFI等无线方式
与所述上位机15相互连接。
在实际测试评估过程中，所述移相器3将来自第一三相工频电压源1的电压信号进
行升压和调相后，发送至标准电压互感器6，所述标准电压互感器6将互感后的电压信
号经过感应分压器8，发送至多通道电子式互感器校验仪9，所述多通道电子式互感器校
验仪9中包括的高精度数据采集模块对互感后的电压信号进行高精度转换并采样，并将
采样后的电压数据作为电压互感器标准数据通过交换机12发送至上位机15；所述移相
器3的输出端还与待测电压互感器16相连接，向待测电压互感器16发送电压信号，所
述待测电压互感器16将互感后的电压信号发送至合并单元11，所述合并单元11对待测
电压互感器16输出的数字量电压信号进行处理和调制，使其延时控制在一定范围内，并
将调制后的数字量电压信号生成报文以IEC61850-9-2规约发送至交换机12，以此作为
电压互感器测试数据通过交换机12发送至上位机15。同样，对于待测电流互感器的性
能检测，第二三相工频电压源2将电压送至调压器4的输入端，所述调压器4对输入的
电压进行调制，并将调制后的电压送至升流器5的输入端，所述升流器5产生电流，并
将电流输送至标准电流互感器7和待测电流互感器17，所述标准电流互感器7对输入电
流进行互感，将互感后的电流发送至多通道电子式互感器校验仪9，所述多通道电子式
互感器校验仪9中的高精度双路数据采集模块采集互感后的电流生成电流互感器标准数
据，通过交换机12发送至上位机15；作为测试对象的待测电流互感器17将互感后的数
字量电流信号发送至合并单元11，经过所述合并单元11的调制采样以报文的形式遵循
IEC61850-9-2规约发送至交换机12，以此作为电流互感器测试数据最后通过所述交换机
12发送至上位机15。另外，温湿度测试仪13采集待测电压互感器16或待测电流互感器
17测试环境的温度、湿度等试验数据，所述振动测试仪14采集待测电压互感器或待测
电流互感器17测试环境的振动频率、幅值等试验数据，所述温湿度测试仪13和所述振
动测试仪14将试验数据发送至上位机15。所述上位机15同步比对经过同步源装置作用
的电压互感器标准数据和电压互感器测试数据，以及电流互感器标准数据和电流互感器
测试数据，以完成对待测电压互感器6和待测电流互感器7的评估；具体地，所述上位
机15通过所述电压互感器标准数据和所述电压互感器测试数据，计算标准电压互感器6
的比值误差和相位误差，以及待测电压互感器16的比值误差和相位误差，通过比对上述
比值误差和相位误差，确定待测电压互感器16的精度；同样，所述上位机15通过所述
电流互感器标准数据和所述电流互感器测试数据，计算标准电流互感器7的比值误差和
相位误差，以及待测电流互感器17的比值误差和相位误差，通过比对上述比值误差和相
位误差，确定待测电流互感器17的精确度。在实际评估测试过程中，技术人员可以根据
电子式互感器的实际工作电压和工作电流，调节移相器3的升压程度，以及电流和电压
之间的相角，以调节功率因数，从而模拟待测电压互感器16实际工作电压环境；还可以
通过调节调压器4和升压器5，来调整待测电流互感器17的测试电流，以模拟待测电流
互感器17的实际工作电流环境；而且，通过温度测试仪13和振动测试仪14模拟实际工
况的温度、湿度和振动情况，所述上位机15还可以通过分析不同工作环境对待测电压互
感器和待测电流互感器的性能影响。另外，为了测试待测电压互感器6和待测电流互感
器7的可靠性，所述电子式互感器评估系统可以根据测试需求，设定测试时间，通过长
期加电进行连续测试，获得的各类测试工况下的电子式互感器的测试数据。通过所述电
子式互感器评估系统，可以将不同工况例如不同电压、电流、功率因数、温度、湿度以
及振动情况下的电子式互感器测试数据整理到数据库，从而方便技术人员进行统计，定
性定量分析各个环境因素对电子式互感器计量的影响度。通过上述实施例的描述，本发
明实施例中的电子式互感器评估系统，能够有效评估电子式互感器的性能，评估准确度
高。
实施例二
参见图2，为本发明实施例提供的另一种电子式互感器评估系统的结构示意图，本
发明实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例中的移相器3为三相一体式移相器包
括3个电压相输出端口，所述移相器3将第一三相工频电压源1的电压分为电压A相、
电压B相和电压C相，所述电压A相、电压B相和电压C相分别通过所述电压相输出端
口输出，所述电压相输出端口与标准电压互感器6和待测电压互感器均相连接，本发明
实施例包括3个标准电压互感器、并分别连接至所述电压相输出端口；本发明实施例中
的电子式互感器评估系统还包括3组调压器4和升流器5，每组所述调压器5和所述升
流器5相互匹配；所述第二三相工频电压源2包括3个电压相端口，且第二三相工频电
压源2的电压相输入端口分别与相应的调压器4相连接，所述升流器5分别与相应的标
准电流互感器7和待测电流互感器相连接，所述3组调压器4和升流器5生成3相电流
即电流A相、电流B相和电流C相，本发明实施例包括3个标准电流互感器7、且分别
连接至相应的升流器5。所述待测电压互感器包括3个待测电学PT161和3个待测光学
PT162，所述待测电学PT161分别连接至电压A相、电压B相和电压C相对应的电压相输
出端口，所述待测光学PT162也分别连接至电压A相、电压B相和电压C相对应的电压
相输出端口；所述待测电流互感器包括3个待测电学CT171和3个待测光学CT172，所
述待测电学CT171分别连接至电流A相、电流B相和电流C相对应的升流器5，所述待
测光学CT172也分别连接至流A相、电流B相和电流C相对应的升流器5；而且，本发
明实施例中的合并单元11包括第一合并单元111和第二合并单元112；所述第一合并单
元111的输入端与待测电学PT161的一端和待测电学CT171的一端均电连接，所述第二
合并单元112的输入端与待测光学PT162的一端和待测光学CT172的一端均电连接；所
述第一合并单元111和所述第二合并单元112相互独立，且所述第一合并单元111和所
述第二合并单元112均依据IEC61850-9-2规约通过交换机12与上位机16通信连接；所
述同步源装置10与所述第一合并单元111和所述第二合并单元112均相连接。由于所述
温度、湿度以及振动对光学电子式互感器的影响比较大，而对电学电子式互感器的影响
比较小，因此将湿度测试仪13和所述振动测试仪14设置于需要测试的待测光学PT162
和/或待测光学CT172的相应位置。当然，在具体实施时，本领域技术人员也可以将所述
温湿度测试仪13和所述振动测试仪14设置于待测电学PT161和/或待测电学CT171的相
应位置，以评估电学电子式互感器的性能。本发明实施例与实施例一的相同之处，可参
看实施例一，在此不再赘述。
在发明实施例中，移相器3能够提供3相电压，3组调压器4和升流器5能够提供
3相电流，每相电压或电流可以分别连接相应的标准电压互感器6和标准电流互感器7，
由此构成的所述电子式互感器评估系统能够同时进行多个待测电压互感器和待测电流互
感器同时测试，并且通过设置多个合并单元11，待测电压互感器和待测电流互感器可以
搭建更复杂的电子式互感器系统，从而评估电子式互感器系统的准确性和可靠性。
上述实施例仅是所述电子式互感器评估系统的部分实施例，需要说明的是，所述互
感器评估系统中通过设置移相器、调压器和升流器将电压和电流分为任意多相例如2相
电压和2相电流等，从而增加电子式互感器的测试评估的灵活性。
与本发明提供的电子式互感器评估系统实施例相对应，本发明还提供了一种电子式
互感器评估方法。
所述电子式互感器评估方法，包括以下步骤：
步骤S101：根据待测电子式互感器的额定参数，设置移相器、调压器以及升流器的
初始工作参数。在具体评估时，根据待测电压互感器的额定功率、额定电压等，调整移
相器的升压值以及相位角，进而调节移相器的输出测试电压和测试相位角，保证待测电
压互感器的正常工作；根据待测电流互感器的额定功率，调整调压器和升流器，进而调
节升流器输出的测试电流，使待测电流互感器的工作功率和工作电流与额定参数相吻合，
保证电流互感器的正常工作。
步骤S102：根据待测电子式互感器的工作电压范围、工作电流范围以及工作功率范
围，调整所述移相器、所述调压器以及所述升流器的工作参数。为了更加吻合电子式互
感器的实际工况，例如为了模拟电压、电流抖动，通过阶跃调节移相器、调压器和升流
器的测试电压、测试相位角以及测试电流的方式实现；或者通过渐进式增加所述测试电
压及测试电流的方式，模拟电子式互感器不同的电压或电流工作场景；而且可以通过调
整移相器、调压器和升流器，设置待测电压互感器和待测电流互感器的功率频率在额定
功率的120％，进行极限性能测试；另外，可以调整施加测试电压、测试相位角和测试电
流的时间，对待测电压互感器和待测电流互感器进行长时间监控，分析性能时域变化。
需要说明的是，对所述移相器、调压器以及升流器的工作参数调节需要满足所述电压互
感器和所述电流互感器的工作功率在相应额定功率的1％-120％范围内，优选地，在实际
测试过程中，所述工作功率一般处于额定功率的80％-120％范围内。
步骤S103：根据待测电子式互感器的工作温度、湿度以及振动情况，设定温湿度测
试仪的测试湿度、测试温度以及振动测试仪的测试振动频率和幅值；由于电子式互感器
尤其是光学PT和光学CT对环境的温度、湿度以及振动情况敏感度高，可以通过统计电
子式互感器常用工作温度、湿度以及振动频率和幅值等信息，设定所述温湿度测试仪的
测试温度、测试湿度，以及所述振动测试仪的测试振动频率和幅值；同时，为了更精确
的模拟工作环境的温湿度变化以及振动变化等，根据电子式互感器安装地理区域的温湿
度信息、以及安装地周边的振动和变电站其他配件的振动情况，设置测试温度、测试湿
度以及测试振动频率和幅值的变化速率，从而模拟并评估实际工况下环境因素对电子式
互感器性能的影响。
步骤S104：上位机接收来自多通道电子式互感器检验仪、合并单元、温湿度测试仪
以及振动测试仪的数据，并根据所述数据得出评估结果。上位机接收来自多通道电子式
互感器检验仪的电压互感器标准数据和电流互感器标准数据、来自合并单元的电压互感
器测试数据和电流互感器测试数据、来自温湿度测试仪的温度测试数据以及来自振动测
试仪的振动频率、振幅等振动测试数据，并将上述数据保存；通过所述电压互感器标准
数据计算标准电压互感器的比值误差和相位误差，根据所述电压互感器测试数据计算待
测电压互感器的比值误差和相位误差，通过比对所述比值误差和相位误差，判断待测电
压互感器的精度；通过同样的方式，判断待测电流互感器的精度；同时，根据上述测试
数据，计算不同工况下的电子式互感器的准确性变化，从而定性定量分析各个环境因素
对电子式互感器计量的影响度
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将
一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操
作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何
其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者
设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过
程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一
个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在
另外的相同要素。
以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。
对这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
般原理可以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这些实施例，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。