一种合并单元采样与测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种合并单元采样与测试系统，系统包括合并单元包括CPU模件、IO模件、固有AC模件和可拆卸移植的标准AC模件；固有AC模件和标准AC模件的采样输出端连接CPU模件；CPU模件通过IO模件控制三相交流模拟信号源输出模拟信号源，三相交流模拟信号源的输出端分别连接标准AC模件和固有AC模件；上位机包括人机接口，人机接口上设有可供用户操作的合并单元工作模式选择按键；上位机从人机接口获取用户选择的合并单元工作模式数据，进而向合并单元的CPU模件发送控制指令；CPU模件根据接收到的控制指令控制IO模件、固有AC模件和标准AC模件的工作。利用本实用新型专利技术可实现合并单元采样、精度校准和暂态测试等多种功能，效率提高的同时降低了成本。

Merging unit sampling and testing system

The utility model discloses a combined unit of sampling and testing system, the system includes a merging unit including CPU module, IO module, AC module and the inherent removable transplantation standard AC module; AC module and output sampling inherent standard AC modules connected CPU module; CPU module through the IO mode the control of three-phase AC analog signal source output analog signal source output three-phase AC analog signal source terminals are respectively connected with the standard AC module and AC module PC inherent; including man-machine interface, the man-machine interface is arranged on the merging unit work mode selection for user operation; PC access mode merging unit data user selection from the man-machine interface, and then to the CPU mode of merging unit sending control instructions; CPU module according to the control commands received from the IO control module, AC module and the inherent standard AC module work. The utility model can realize the functions of merging unit sampling, precision calibration and transient testing, etc. the utility model has the advantages of high efficiency and low cost.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统保护与控制
，特别是一种具有合并单元采样与测试系统。
技术介绍
合并单元作为智能变电站的重要组成部分，是过程层的关键设备，其对来自二次转换器的电流或电压数据进行时间相关组合的物理单元。在进行电流、电压等数据的采样时，合并单元采样的准确性与保护、测控等环节密切相关，直接影响电力系统的安全可靠运行。目前，一般通过合并单元校验仪等设备对合并单元采样功能进行测试与校准，需要耗费大量的时间和精力，不便于工程调试与产品维护。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题为：对现有的合并单元进行改进，增加标准AC模件用于合并单元采样数据的校准，以及暂态测试时的采样数据基准，使得系统能够实现合并单元的校准和暂态测试，以满足工程实践的需求。本技术采取的技术方案具体为：一种合并单元采样与测试系统，包括合并单元、三相交流模拟信号源和上位机；合并单元包括CPU模件、IO模件、固有AC模件和可拆卸移植的标准AC模件；固有AC模件和标准AC模件的采样输出端连接CPU模件；CPU模件通过IO模件控制三相交流模拟信号源输出模拟信号源，三相交流模拟信号源的输出端分别连接标准AC模件和固有AC模件；上位机包括人机接口，人机接口上设有可供用户操作的合并单元工作模式选择按键；上位机从人机接口获取用户选择的合并单元工作模式数据，进而向合并单元的CPU模件发送控制指令；CPU模件根据接收到的控制指令控制IO模件、固有AC模件和标准AC模件的工作。本技术中，固有AC模件和标准AC模件皆采用现有的互感器，用于采集交流电压电流信号，其中固有AC模件采用普通的互感器，为现有技术中合并单元普遍使用的、精度要求不高的AC模件，适合合并单元的大规模使用，成本较低。标准AC模件采用高精度的标准互感器，其为现有产品，性能精度较高，成本也高，本技术将标准AC模件设置为可移植的模块，使得标准AC模件能够通用于多个合并单元的精度校准中，自然成本得到了控制。且综合来讲，大规模的固有AC模件和少量的用于精度校准AC模件，是能够大大降低总体成本的。优选的，本技术合并单元中，IO模件包括控制器和继电器，控制器连接CPU模件，继电器触点串接在三相交流模拟信号源的触发电路上；控制器控制继电器的工作从而控制继电器触点的闭合，使得触发电路导通，进而三相交流模拟信号源输出模拟信号源。所述三相交流模拟信号源的触发电路可为其供电电路，或其它开关电路，可决定三相交流模拟信号源是否能够正常输出的相关电路。进一步的，IO模件还包括光耦，IO模件中的控制器采用CPLD，控制器通过光耦控制继电器线圈的得电和失电，从而控制继电器触点的闭合或断开。通过光耦与继电器的组合可更好实现利用小电流驱动大电流的三相交流模拟信号源。更进一步的，人机接口上的合并单元工作模式选择按键包括采样模式按键、精度测试按键、精度校准按键和暂态测试按键，分别对应可使得上位机向合并单元的CPU模件发送采样指令、精度测试指令、精度校准指令和暂态测试指令；CPU根据接收到的上位机控制指令，控制合并单元中其它模件的工作。本技术的有益效果为：通过对现有合并单元进行改进，增加可移植的标准AC模件，作为精度校准和暂态测试过程中的基准，并辅以上位机、人机接口、CPU模件和三相交流模拟信号源，使得合并单元的测试与校准效率得到提高，且无需额外用到合并单元校验仪，成本降低。本技术系统能够适用于大规模合并单元的采样、精度校准和暂态测试，工程调试与产品维护更加方便快捷。附图说明图1所示为本技术系统结构示意图；图2所示为IO模件结构示意图；图3所示为本技术根据角差利用插值算法调整波形的示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例进一步描述。请参考图1，本技术的合并单元采样与测试系统，包括合并单元、三相交流模拟信号源和上位机；合并单元包括CPU模件、IO模件、固有AC模件和可拆卸移植的标准AC模件；固有AC模件和标准AC模件的采样输出端连接CPU模件；CPU模件通过IO模件控制三相交流模拟信号源输出模拟信号源，三相交流模拟信号源的输出端分别连接标准AC模件和固有AC模件；上位机包括人机接口，人机接口上设有可供用户操作的合并单元工作模式选择按键；上位机从人机接口获取用户选择的合并单元工作模式数据，进而向合并单元的CPU模件发送控制指令；CPU模件根据接收到的控制指令控制IO模件、固有AC模件和标准AC模件的工作。实施例本实施例中，固有AC模件采用普通的互感器加周边电路的形式，为现有技术中合并单元普遍使用的、精度要求不高的AC模件，适合合并单元的大规模使用，成本较低。标准AC模件采用高精度的标准互感器加周边电路的形式，标准AC模件为现有产品，其性能精度较高，成本也高，本技术将标准AC模件设置为可移植的模块，使得标准AC模件能够通用于多个合并单元的精度校准中，自然成本得到了控制。且综合来讲，大规模的固有AC模件和少量的用于精度校准AC模件，是能够大大降低总体成本的。人机接口可采用触摸显示屏，显示界面上设置合并单元工作模式选择按键，合并单元工作模式选择按键包括采样模式按键、精度校测试按键、精度校准按键和暂态测试按键，分别对应使得上位机向合并单元的CPU模件发送采样指令、精度测试指令、精度校准指令和暂态测试指令。CPU模件根据接收到的上位机控制指令，工作在相应模式下：采样模式下，合并单元通过固有AC模件获取采样数据；即作为一般合并单元正常使用；精度测试模式下，固有AC模件和标准AC模件的输入端连接相同的信号源进行采样，并将采样到的数据传输至CPU模件；CPU模件将固有AC模件的采样数据与标准AC模件的采样数据进行对比，计算采样数据幅值及相角的精度偏差；精度校准模式下，CPU模件根据上述精度偏差对固有AC模件输出的幅值和相角进行调节校准，并获取校准后的精度偏差；精度校准可采用现有技术，参考现有技术中利用其它校准仪器对合并单元进行精度校准的方法，如：首先计算采样数据幅值精度偏差α幅值及相角精度偏差α角差：α角差＝θ标准-θ普通(1)其中，θ标准、A普通为标准模件采样波形的相角及幅值，θ普通、A普通为普通模件采样波形的相角及幅值；然后将α角差作为角差调节系数，α幅值作为幅值调节系数，调整固有AC模件的波形输出：对于幅值，采样数据直接乘以幅值调节系数α幅值，以调整输出波形缩小或增大；对于相角，利用插值法，根据角差调节系数α角差，调整波形前移或滞后：根据α角差计算出待调整的时间差Δt，若α角差的单位为分，Δt的单位为秒，计算公式如下：参考图3，若采样周期为T，t1时刻的值为y1，t2时刻的值为y2，则插值调整后t2时刻输出的数值为：y=y1+T-ΔtT(y2-y1)---(4);]]>插值可以达到波形移动的效果。比如相位偏差折算的调节时间为0.001s，那么调整后的波形3s时刻的值应该对应调整前的波形2.999s时刻的值。我们根据调整前的波形，获取2.999s的值放到3s输出就可以实现波形移动了。如何获取2.999s的值呢？只能通过插值。因为它可能是未知的，只有采样节拍上的值是已知的。比如采样周期如果为0.002s的话，2.998s和3s的值是已知的，而2.999s是未知的，因此要根据已知本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合并单元采样与测试系统，其特征是，包括合并单元、三相交流模拟信号源和上位机；合并单元包括CPU模件、IO模件、固有AC模件和可拆卸移植的标准AC模件；固有AC模件和标准AC模件的采样输出端连接CPU模件；CPU模件通过IO模件控制三相交流模拟信号源输出模拟信号源，三相交流模拟信号源的输出端分别连接标准AC模件和固有AC模件；上位机包括人机接口，人机接口上设有可供用户操作的合并单元工作模式选择按键；上位机从人机接口获取用户选择的合并单元工作模式数据，进而向合并单元的CPU模件发送控制指令；CPU模件根据接收到的控制指令控制IO模件、固有AC模件和标准AC模件的工作。

【技术特征摘要】
1.一种合并单元采样与测试系统，其特征是，包括合并单元、三相交流模拟信号源和上位机；合并单元包括CPU模件、IO模件、固有AC模件和可拆卸移植的标准AC模件；固有AC模件和标准AC模件的采样输出端连接CPU模件；CPU模件通过IO模件控制三相交流模拟信号源输出模拟信号源，三相交流模拟信号源的输出端分别连接标准AC模件和固有AC模件；上位机包括人机接口，人机接口上设有可供用户操作的合并单元工作模式选择按键；上位机从人机接口获取用户选择的合并单元工作模式数据，进而向合并单元的CPU模件发送控制指令；CPU模件...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅，龚世敏，陈幅锋，赵谦，谢坤，程成，
申请(专利权)人：南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32