無線二次壓降測試裝置的製作方法
2023-12-04 09:26:46 2
專利名稱：無線二次壓降測試裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電力系統二次壓降測試裝置。
背景技術：
安裝於變電站中的電壓互感器(PT)—般情況下與安裝有各類控制、測試儀表的控制室有一段較長的距離，這之間的導線稱之為二次導線，過長的二次導線導致了 ρτ 二次端電壓與表計端子上電壓幅值和相位的不一致，從而帶來了電能計量誤差。《電能計量裝置技術管理規程》DL/T448-2000中對此有明確的規定，I、II類用於貿易結算的電能計量裝置中電壓互感器二次迴路電壓降應不大於其額定二次電壓的0. 2% ；其它電能計量裝置中電壓互感器二次迴路電壓降應不大於其額定二次電壓的0. 5%。同時，也明確要求對運行中的電壓互感器二次迴路電壓降應定期進行檢測。因此，具有高精度、高可靠性、方便易用的二次壓降測試裝置對電力系統在現場對變壓器電壓互感器二次迴路的二次壓降測試提供了非常重要的測試手段。目前二次壓降的測量方法有直接測量法和間接測量法。直接測量法是在變壓器互感器器端和控制室端分別接上測試儀表，兩者之間用導線連接，對兩者之間的測試結果進行分析比較，得出相應的測試數據。顯而易見，直接測量法的不足之處是兩者之間要連接長距離的導線，操作非常不方便，時間長了，導線磨損也會對操作人員的安全造成威脅。間接測量法是安裝於變壓器互感器端的輔機和安裝與電能表端的主機組成，輔機將測量的數據通過無線傳輸的方式傳送給主機，主機進行對比分析計算，得出需要的測試數據。此方法的優點是不用鋪設臨時的二次導線，操作方便，安全性高。在無線傳輸方面， 目前市面上都是採用GPS來進行信號同步，而GPS同步模式無線二次壓降測量裝置的主要缺點為以下兩點
(1)在某些環境下及氣候條件下，無法接收到GPS的同步信號，這樣就會出現無法同步現象而導致不能完成測量任務。(2)在主機進行採樣信號比較計算時，採用的是數位訊號，這就要求輔機和主機同一時刻採集到的信號要嚴格保持一致，任一方採集信號出現漏點時都將導致兩個信號不能一一對應而出現誤判及錯誤計算，嚴重影響測量精度。針對目前市場上同類產品的不足之處，迫切需要研製一種新型的無線二次壓降測試裝置，以提供一種高精度、高可靠性、操作容易的測試設備。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種高精度、高可靠性、操作容易的測試設備，在複雜的測試環境下，測試成功率達到了百分之百，測試指標完全能達到相關國家標準。本發明所採用的技術方案是本發明涉及的無線二次壓降測試裝置包括設置於電能表側的主機和設置在電壓互感器輸出端的輔機，所述輔機包括採樣電路II，用於採集電壓互感器輸出端電壓的模擬信號；
A/D轉換電路II，將上述模擬信號進行模數轉換；
CPU II，對轉換後的數位訊號進行處理並協調輔機各部分電路的運行；
微波信號收發電路II，用以與所述主機通訊，將處理後的數位訊號發送至主機；
所述主機包括
採樣電路I，用於採集電能表側電壓的模擬信號；
微波信號收發電路I，與上述的微波信號收發電路II相對應，用於與所述輔機通訊； 整形電路，用於將接收到的數位訊號進行D/A-A/D-D/A三級信號轉換，對信號進行整形及修正處理；轉換後得到的是一個完整平滑的正弦曲線，不會影響計算精度；
A/D轉換電路I，將上述採樣電路I採集的模擬信號和經整形電路修正後的模擬信號轉換為數位訊號，並送入CPU I內；
CPU I，對A/D轉換後的信號進行比較運算，計算二次壓降，並對結果進行分析處理，以及協調主機各部分電路的運行。進一步，所述主機還包括同步信號產生及傳輸電路I，所述輔機還包括同步信號產生及傳輸電路II，所述同步信號產生及傳輸電路I和同步信號產生及傳輸電路II分別向 CPU I和CPU II輸出同步位時鐘和同步字時鐘，CPU I和CPU II在接收到同步位時鐘和同步字時鐘後開始輸出數位訊號。進一步，所述主機還包括與所述CPU I連接的輸出電路，用以對外界設備輸出測試數據。上述無線二次壓降測試裝置通過採集電壓互感器端的電壓及相位信號，還能夠測試電力系統二次迴路的比差、角差以及電力迴路中的U、I、P、Q、Φ、F等電工參數。本發明的有益效果如下
1.關於信號同步，在本發明的技術方案中，捨棄了傳統的利用GPS來進行信號同步的方式，利用可編程的無線傳輸晶片及相應的控制軟體，在系統運行開始後，主機和輔機會根據各自CPU發出的指令在兩者之間建立通訊連接，一旦連接成功，同步信號產生及傳輸電路I和同步信號產生及傳輸電路II就分別向主機和輔機的CPU輸出同步位時鐘和字時鐘， 並準備傳輸數據。這種方式不依賴GPS對時同步，同步精度高，成本低，測量過程簡單快速。2.關於信號的處理及計算，在主機進行採樣信號比較計算時，採用的是模擬信號經過前述的整形電路修正，也就是說即使採集到的信號在某一時刻出現漏點，但在主機和輔機信號比較及計算前，會對接收到的輔機採集信號進行了修正及整形處理，將得到的數位訊號進行D/A--A/D---D/A轉換，得到的是一個完整平滑的正弦曲線，所以不會影響計算精度。這種方式的好處是現場抗幹擾能力大大增強，比GPS同步的方式對角度差的測量精度提高10倍。3.在微波信號傳輸方面，為保證數據傳輸的成功率及可靠性，專門為此研製了可攜式高增益微波天線。在複雜的測試環境下，測試成功率達到了百分之百，測試指標完全達到了相關國家標準。
圖1是本發明的電路系統結構框圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明連接在變電站和控制室系統電路中，它包括位於電能表側的主機1和電壓互感器側的輔機2，所述主機1包括採樣電路I 11、整形電路13、CPU I 16、 同步信號產生及傳輸電路I 14、微波信號收發電路I 15、A/D轉換電路I 17和輸出電路 18。採樣電路I 11連接於電能表側，採集電壓模擬信號；微波信號接收電路15接收來自輔機的數位訊號，經過整形電路13轉化為修正的模擬信號，A/D轉換電路I 17將該修正的模擬信號同採樣電路I 11採集的模擬信號再轉換為數位訊號進入CPU I 16, CPU I 16對A/ D轉換後的信號進行比較運算，計算二次壓降，並對結果進行分析處理，並由輸出電路18對外界設備輸出測試結果。上述的整形電路13的轉換過程是採用常見的三級信號轉換電路， 即D/A--A/D---D/A信號轉換，對接收到的信號進行修正、整形，得到一個完整平滑的正弦曲線。所述輔機2包括採樣電路II 2UA/D轉換電路II 23,CPU II 24、同步信號產生及傳輸電路II 22、功率放大電路25、微波信號收發電路II 26，所述採樣電路II 21採集電壓互感器端的電壓及相位信號，經過A/D轉換電路II 23進行模數轉換並反饋至CPU II M進行編碼調製處理，處理後的信號依次經過功率放大電路25和微波信號收發電路II 26發送出去， 該微波信號收發電路II 26與上述微波信號收發電路I 15無線連接；所述同步信號產生及傳輸電路I 14和同步信號產生及傳輸電路II 22分別向CPU I 16和CPU II M輸出同步位時鐘和同步字時鐘，CPU I 16和CPU II M在接收到同步位時鐘和同步字時鐘後開始輸出數位訊號。本實施例上述各部分說明及實現原理如下
1》採樣電路(I、II)獲得現場被測信號，均為模擬信號。2》A/D轉換電路(KII)對採集到的信號進行前置放大並進行數模轉換。3)) CPU (KII)主控制電路，對數位訊號進行分析，然後採用一定的編碼規則進行編碼和調製。對A/D轉換後的信號進行比較運算，計算二次壓降值。對同步信號產生及傳輸電路I、II進行初始化配置，協調各部分電路及軟體的運行，在接收到同步字時鐘和同步位時鐘後開始輸出數位訊號。4》同步信號產生及傳輸電路(I、II)主機和輔機上電後，根據CPU發出的指令在兩者之間建立通訊連接，一旦連接成功，就分別向主機和輔機的CPU輸出同步位時鐘和字時鐘，並準備傳輸數據。5》整形電路採用三級信號轉換電路，即D/A--A/D---D/A信號轉換，對接收到的信號進行修正、整形。6》功率放大電路對需要傳輸的信號進行功率放大。7》微波信號收發電路(I、II)主機、輔機均採用高頻的微波傳輸模式進行無線發送和接收，以保證傳輸信號的實時性。為保證數據傳輸的成功率及可靠性，本發明在是實施時專門為此研製了可攜式高增益微波天線。8》輸出電路將測試數據傳輸至顯示器、印表機、通信埠等輸出設備。
權利要求
1.一種無線二次壓降測試裝置，包括設置於電能表側的主機和設置在電壓互感器輸出端的輔機，其特徵在於，所述輔機包括採樣電路II，用於採集電壓互感器輸出端電壓的模擬信號；A/D轉換電路II，將上述模擬信號進行模數轉換；CPU II，對轉換後的數位訊號進行處理並協調輔機各部分電路的運行；微波信號收發電路II，用以與所述主機通訊，將處理後的數位訊號發送至主機；所述主機包括採樣電路I，用於採集電能表側電壓的模擬信號；微波信號收發電路I，與上述的微波信號收發電路II相對應，用於與所述輔機通訊； 整形電路，用於將接收到的數位訊號進行D/A-A/D-D/A三級信號轉換，對信號進行採集及修正處理；A/D轉換電路I，將上述採樣電路I採集的模擬信號和經整形電路修正後的模擬信號轉換為數位訊號，並送入CPU I內；CPU I，對A/D轉換後的信號進行比較運算，計算二次壓降並對結果進行分析處理，以及協調主機各部分電路的運行。
2.根據權利要求1所述的無線二次壓降測試裝置，其特徵在於，所述主機還包括同步信號產生及傳輸電路I，所述輔機還包括同步信號產生及傳輸電路II，所述同步信號產生及傳輸電路I和同步信號產生及傳輸電路II分別向CPU I和CPU II輸出同步位時鐘和同步字時鐘，CPU I和CPU II在接收到同步位時鐘和同步字時鐘後開始輸出數位訊號。
3.根據權利要求1所述的無線二次壓降測試裝置，其特徵在於，所述主機還包括與所述CPU I連接的輸出電路，用以對外界設備輸出測試數據。
全文摘要
本發明公開了一種高精度、高可靠性、操作容易的無線二次壓降測試裝置。它包括無線通訊的主機和輔機，主機包括採樣電路Ⅰ、同步信號產生及傳輸電路Ⅰ、整形電路、CPUⅠ、微波信號收發電路Ⅰ，所述輔機包括採樣電路Ⅱ、A/D轉換電路Ⅱ、CPUⅡ、同步信號產生及傳輸電路Ⅱ、微波信號收發電路Ⅱ，所述CPUⅡ與變電站電壓互感器連接，所述CPUⅠ與控制室電能表連接，來自輔機採集的模擬信號經過整形電路的修正後與主機採集的電壓模擬信號經信號轉換後在CPUⅠ內對比計算得出二次壓降。本發明捨棄了傳統的利用GPS來進行信號同步的方式，利用裝置本身的同步信號產生及傳輸電路Ⅰ、Ⅱ為系統CPU提供高精度的同步信號，保證了儀器的測量精度。
文檔編號G01R19/25GK102262180SQ201110186000
公開日2011年11月30日 申請日期2011年7月5日 優先權日2011年7月5日
發明者朱亞軍 申請人:珠海市科薈電器有限公司