電力線路電壓相角的測試裝置的製作方法
2023-12-09 23:43:46 1
專利名稱：電力線路電壓相角的測試裝置的製作方法
技術領域：
電力線^各電壓相角的測試裝置
技術領域：
本實用新型涉及電力系統測量技術領域，特別是一種電力線路電壓相 角的測試裝置。背景技術：
隨著電力系統》見才莫的不斷擴大，大容量、超高壓、遠距離輸電日益增 多，電力系統的結構日趨複雜。從電力系統的穩定性及系統控制來看，相 角是其中最主要的狀態量，而電壓相角尤其反映電力系統的靜態穩定和暫 態穩定狀況。現有對電壓相角的測量裝置是先在電網上確定兩個採樣點， 對其進行同時採樣，然後將採集數據分別通過遠程通道傳送至調度中心，
該採集悽t據經過波形恢復和^:據分析後即求出電壓相角。該測試裝置之間 具有較高的時鐘同步精度，另外，採集數據的傳輸時間不同也會影響電壓 相角計算精度。這樣，對於50Hz工頻量的遠距離傳輸電網，lms的同步誤差 即可產生18。的相位誤差，要保證相位誤差小於1。，就必須要求同步誤差 不超過55us,現有技術很難達到。
如圖1所示， 一種利用GPS (Global Positioning System全球定位系統, 簡稱GPS)系統的現有電壓相角的測試裝置。其利用GPS系統提供一個共同 的時間基準，在測試裝置上設置一GPS接收機(包括01和02)來產生同步脈 衝信號，並同步觀測同一顆衛星來測定兩測試裝置時鐘的相對偏差。利用 GPS接收機進行時間信號的同步，常常會受到如下因素的影響而產生誤差 衛星時鐘相對GPS系統時的偏差(簡稱衛星鐘差)、GPS接收機時鐘與GPS系 統時鐘的偏差、衛星的軌道誤差、相對論效應、大氣層效應、電離層效應、 對流層延遲、接收機跟蹤環誤差、多徑與遮擋效應、衛星與接收機硬體偏 差等等。雖然，利用GPS系統對測試電壓相角的精度有所提高，但由於上述 影響時鐘源同步精度的因素太多，任何環節出現問題都會造成較大的測量 誤差而不能滿足測試要求。
發明內容
為了解決現有的技術問題，本實用新型提供電力線路電壓相角的測試 裝置，採用了計數單元對計數時鐘源進行累計計數，從而在降低裝置成本 的同時大大提高了時鐘源的同步性精度。
本實用新型解決現有的技術問題所釆用的技術方案是提供一種電力 線路電壓測試裝置，其包括處理單元1、與該處理單元1相連的輸入單元2、 顯示單元3、存儲單元4、 A/D轉換單元5及輸出埠 6,還包括計數時鐘 源7,該計數時鐘源7與計數單元8相連產生採樣脈沖傳輸至A/D轉換單 元5。
本實用新型更進一步的改進是，所述計數單元8包括相連的異步二進 制計數模塊81和歷時時間鎖存模塊82，該歷時時間鎖存模塊82經並串轉 換模塊83後傳輸至所述處理單元1。
本實用新型更進一步的改進是，所述計數單元8具有清零輸入埠 。 本實用新型更進一步的改進是，所述A/D轉換單元5為型號ADS7864 電路。
本實用新型更進一步的改進是，所述存儲單元4為型號AT45DB321D 32M Flash。
本實用新型更進一步的改進是，所述計數時鐘源7為25HZ晶振。 本實用新型更進一步的改進是，所述處理單元1為ATMEGA128L電路。 本實用新型更進一步的改進是，所述輸入單元2包括鍵盤或滑鼠。 相較於現有技術，本實用新型的有益效果是採用了計數單元對計數 時鐘源進行累計計數，考慮計數時鐘源本身的誤差，在減少GPS接收機使 用的狀態下，儘可能的提高時間同步精度和誤差精度，從而在更準確的時 間段上利用有效的採集數據計算出高精度的電壓相角。
圖1為現有的GPS測試電壓相角系統的示意圖； 圖2為本實用新型電力線路電壓相角的測試裝置的示意圖； 圖3為本實用新型測試裝置的原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖說明和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。 如圖2至圖3所示， 一種電力線路電壓測試裝置，其包括處理單元l、 與該處理單元l相連的輸入單元2、顯示單元3、存儲單元4、 A/D轉換單 元5及輸出埠 6,還包括計數時鐘源7，該A/D轉換單元5為型號ADS7864 電路，該存儲單元4為型號AT45DB321D 32M Flash，該計數時鐘源7為25HZ 晶振，該處理單元1為ATMEGA128L電路，該輸入單元2包括鍵盤或滑鼠， 該計數時鐘源7與計數單元8相連產生採樣脈衝傳輸至A/D轉換單元 5,計數單元8包括相連的異步二進位計數模塊81和歷時時間鎖存模塊82， 該歷時時間鎖存模塊82經並串轉換;漠塊83後傳輸至所述處理單元1,計 數單元8還具有一清零輸入埠，該清零輸入埠可輸入同步脈衝，從而 進行同步清零。
使用本實用新型電力線路電壓相角的測試裝置來測試電網中的電壓相 角，該方法包括以下步驟
A:測定多個計數時鐘源7之間的誤差，該多個計數時鐘源7選擇同一 型號、同一批次的恆溫25MHZ晶振，這樣可減小其系統誤差或一致性誤差； 確定影響計數時鐘源7穩定性和一致性偏差的因素，建立合理的誤差數學 模型，以確保及時對同步時鐘進行誤差補償；
B:將該多個計數時鐘源7分別置於多個電力線路電壓相角測試裝置 內，在50HZ工頻量的電力傳輸線路上， 一臺電力線路電壓相角測試裝置內 設置一計數時鐘源7,各計數時鐘源7之間存在關聯性；
C:將所述電力線路電壓相角測試裝置進行同步清零，同時啟動累計計 數，該電力線路電壓測試裝置是在同一地點使用同一同步脈衝進行清零；
D:所述電力線路電壓相角測試裝置在採樣周期內對電力線路的電壓進 行數據採樣，採樣數據存入存儲單元4中，採樣周期設為5分鐘；
E:將採樣數據傳入CVI (C For Virtual Instruments)開發平臺進行 分析計算出電壓相角，該CVI開發平臺可以選NI /CVI開發平臺(National Instruments美國國家儀器有限公司)。
上述方法中的步驟D還包括以下步驟
Dl:多臺所述電力線路電壓測試裝置統一啟動採樣命令，即在同一理 -淪啟動時間下開始採樣；
D2:多臺所述電力線路電壓測試裝置在釆樣周期內用A/D (analog to digital converter模數轉換器)轉換單元5進行電壓數據採集，該A/D 轉換單元5選用型號為ADS7864;該ADS7864是快速6通道全差分輸入的 雙12位A/D轉換器，能以500kHz的採樣率同時進行六通道信號採樣；
將釆樣數據傳入到存儲單元4中進行保存，該存儲單元4選用型 號為AT45DB321D 32M Flash。
上述方法中的步驟E還包括以下步驟
El:將存儲的採集數據傳入PC機；
E2:用PC (personal computer)才几上的CVI開發平臺比舉交各採.集數 據所對應的歷時時間，同時配合計數時鐘源7的誤差確定採集數據中在絕 對時間段的有效採樣數據段；
E3:對所述有效採樣數據段進行分析和波形恢復計算出電壓相角參數。
本實用新型的測試裝置採用了計數單元對計數時鐘源進行累計計數， 考慮計數時鐘源本身的誤差，在減少GPS接收機使用的狀態下，儘可能的 提高時間同步精度和誤差精度，從而在更準確的時間段上利用有效的採集 數據計算出高精度的電壓相角。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細 說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限於這些說明。對於本實用新 型所屬技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本實用新型構思的前提下， 還可以做出若干簡單推演或替換,都應當視為屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種電力線路電壓測試裝置，其包括處理單元(1)、與該處理單元(1)相連的輸入單元(2)、顯示單元(3)、存儲單元(4)、A/D轉換單元(5)及輸出埠(6)，其特徵在於還包括計數時鐘源(7)，該計數時鐘源(7)與計數單元(8)相連產生採樣脈衝傳輸至A/D轉換單元(5)。
2. 根據權利要求1所述的電力線路電壓測試裝置，其特徵在於所述 計數單元(8 )包括相連的異步二進位計數模塊(81)和歷時時間鎖存模塊(82 ),該歷時時間鎖存模塊(82 )經並串轉換模塊(83 )後傳輸至所述處 理單元(1 )。
3. 根據權利要求1或2任意一項所述的電力線路電壓測試裝置，其特 徵在於所述計數單元(8)具有清零輸入埠。
4. 根據權利要求1所述的電力線路電壓測試裝置，其特徵在於所述 A/D轉換單元(5 )為型號ADS7864電路。
5. 根據權利要求l所述的電力線路電壓測試裝置，其特徵在於所述 存儲單元(4)為型號AT45DB321D 32M Flash。
6. 根據權利要求1所述的電力線路電壓測試裝置，其特徵在於所述 計數時鐘源(7 )為25HZ晶振。
7. 根據權利要求1所述的電力線路電壓測試裝置，其特徵在於所述 處理單元(1)為ATMEGA128L電路。
8. 根據權利要求l所述的電力線路電壓測試裝置，其特徵在於所述 輸入單元(2)包括鍵盤或滑鼠。
專利摘要本實用新型提供一種電力線路電壓測試裝置，其包括處理單元1、與該處理單元1相連的輸入單元2、顯示單元3、存儲單元4、A/D轉換單元5及輸出埠6，還包括計數時鐘源7，該計數時鐘源7與計數單元8相連產生採樣脈衝傳輸至A/D轉換單元5。其有益效果是採用了計數單元對計數時鐘源進行累計計數，考慮計數時鐘源本身的誤差，在減少GPS接收機使用的狀態下，儘可能的提高時間同步精度和誤差精度，從而在更準確的時間段上利用有效的採集數據計算出高精度的電壓相角。
文檔編號G01R25/00GK201196664SQ200820093159
公開日2009年2月18日 申請日期2008年4月2日 優先權日2008年4月2日
發明者榮 宋, 湯旭慧 申請人:深圳職業技術學院