一种通过无线基准源设备实现同步采样和测量的系统技术方案

本实用新型专利技术适用于采样仪器技术领域，提供一种通过无线基准源设备实现同步采样和测量的系统，包括一台无线基准源设备以及多台采样仪器，每台采样仪器与一台被采样设备连接用于采样电压电流信号，所述无线基准源设备连接有基准电压相位信号源，所述无线基准源设备包括顺次连接的模数采样模块、处理模块和无线模块，所述采样仪器包括顺次连接的交流变换单元、模数转换单元、处理单元、驱动单元和显控单元，所述处理单元还连接有无线单元，所述无线模块和无线单元通过无线信号通讯连接。各采样仪器以同一无线基准源为参考进行采样，采样的时刻为同一时刻，保证了各设备的同步采样，方便扩展无限多的采样仪器。

System for realizing synchronous sampling and measurement by wireless reference source equipment

The utility model is suitable for sampling instrument technology field, provides a system of synchronous sampling and measurement is realized by wireless reference equipment, including a wireless device and a plurality of reference sampling instruments, each sampling instrument and a sampling device is connected to the sampling voltage and current signals, the wireless device is connected with a reference source the reference voltage phase signal source, the wireless device includes a reference sampling module, processing module and wireless module module are sequentially connected, the sampling instrument includes sequentially AC converting units connected, analog-to-digital conversion unit, a processing unit, a drive unit and a display control unit, the processing unit is also connected with the wireless unit. The wireless module and the wireless unit connected by wireless signal communication. The sampling instruments are sampled with the same wireless reference source, and the sampling time is the same time.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于采样仪器
，尤其涉及一种通过无线基准源设备实现同步采样和测量的系统。
技术介绍
电压互感器和电流互感器把高电压设备和母线的运行电压、大电流(即设备和母线的负荷或短路电流)按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下，电压互感器二次电压为几百伏，电流互感器二次电流为几安。通过电压互感器和电流互感器将高压设备和母线的电压、电流反馈到测试采样器，以便于工作人员及时发现异常，采取相应的急救措施。现有测试方案如图1所示，采用电压电流伏安相位表测试，其中一端连接至待核侧，另一端通过长线缆连接至参考侧，测试参考侧和待核侧的电压、电流，传统测试方法的弊端是不能实现长距离的核相测试，而且接线较复杂，特别是对于新建、改造变电站时经常会出现接错线的情况。而对于相距较远的多组接线，需要通过对比判断接线是否正确时，对多组接线的电压、电流同步采样变得尤其重要。目前的传统方案无法解决这个问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本技术的目的在于提供一种通过无线基准源设备实现同步采样和测量的系统，旨在解决现有方案无法对多处电压、电流同步采样的技术问题。本技术采用如下技术方案：所述通过无线基准源设备实现同步采样和测量的系统包括一台无线基准源设备以及多台采样仪器，每台采样仪器与一台被采样设备连接用于采样电压电流信号，所述无线基准源设备连接有基准电压相位信号源。所述无线基准源设备包括顺次连接的模数采样模块、处理模块和无线模块，所述采样仪器包括顺次连接的交流变换单元、模数转换单元、处理单元、驱动单元和显控单元，所述处理单元还连接有无线单元，所述无线模块和无线单元通过无线信号通讯连接。进一步的，所述处理模块还连接有延时器。进一步的，所述交流变换单元包括电压变换支路和电流变换支路，所述电压变换支路包括顺次连接的大电阻网络、电流电压转换单元和第一运算放大器，所述电流变换支路包括顺次连接的电流变换单元、精密电阻和第二运算放大器。进一步的，所述电流电压转换单元包括电流互感器和电阻，所述电流变换单元为钳形互感器。本技术的有益效果是：本技术中，基准电压相位信号源输出标准周期性交流电压，无线基准源设备对电压进行采样，每到零相位时刻通过无线模块广播同步采样命令，各采样设备接收到同步采样命令后进行电压电流采样，显示和记录采样结果；由于各采样仪器都以同一无线基准源为参考进行采样，采样的时刻为同一时刻，保证了各设备的同步采样，而且无线基准源设备只负责发送同步采样命令，不管采样仪器是否接收到此信号；采样仪器只接收信号，不用作指令回复，也方便扩展无限多的采样仪器。附图说明图1是现有电压电流测试系统原理图。图2本技术实施例提供的通过无线基准源设备实现同步采样和测量的系统的结构图；图3是交流变换单元的结构框图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。为了说明本技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。图2示出了本技术实施例提供的通过无线基准源设备实现同步采样和测量的系统的结构，为了便于说明仅示出了与本技术实施例相关的部分。如图2所示，本实施例提供的通过无线基准源设备实现同步采样和测量的系统包括一台无线基准源设备1以及多台采样仪器2，每台采样仪器2与一台被采样设备3连接用于采样电压电流信号，所述无线基准源设备1还连接有基准电压相位信号源4，所述无线基准源设备1包括顺次连接的模数采样模块11、处理模块12和无线模块13，所述采样仪器2包括顺次连接的交流变换单元21、模数转换单元22、处理单元23、驱动单元24和显控单元25，所述处理单元23还连接有无线单元26，所述无线模块13和无线单元26无线连接。所述显控单元一般为显示屏以及操作控制按键。所述处理模块和处理单元可以选择普通的单片机或者CPU等。所述无线模块和无线单元为400M无线通信模块，无线通信模块可实现3000m范围内的数据和同步信号通信，即可实现分布在3000m范围内的多处电压、电流的同步采样和测量。测量时，各采样仪器接入被采样设备的电压、电流信号输出端。基准电压相位信号源输出标准周期性交流电压信号，无线基准源设备对该交流电压信号进行采样，处理模块接收到模数转换后的电压后，在此交流电压信号的零相位时刻通过无线模块发射同步采样命令。这样无线基准源设备每隔一个固定的时间间隔就会发送一次同步采样命令。各采样仪器进入无线基准参考采样界面后，会侦听无线单元传过来的同步采样命令。一旦采样仪器侦听到同步采样信号后，立刻对所连接的被采样设备的输出电压电流采样，并计算采样电压、电流的幅值、相位等特征量，显示和记录采样结果。由于多个采样装置都是以同一个基准源设备发出的信号为参考的，所述采样的时刻为同一时刻，保证了各仪器的同步采样。而且无线基准源设备只负责发送同步采样命令，不管采样仪器是否接收到此信号；采样仪器只接收信号，不用作指令回复。这种同步采样方式最大的优点在于：只用一个无线基准源设备即可实现采样同步，方便扩展无限多的同步采样仪器。作为一种优选方式，所述处理模块12还连接有延时器14，当然所述延时器14也可以直接集成于所述处理模块12内。无线基准源设备首先对基准电压相位信号源输出的交流电压信号进行采样，为了保证精度，尽量在一个电压周波内多采点，本采样仪器每周波采样512个点。发送同步采样命令的时间间隔可设为200ms，则每隔200ms，无线基准源仪器采样512个点。每采样一个点，计算这个点与它前一个点是否为零相位两侧的两个点，如果是，延时器14开始工作，延时时间到后，处理模块发出同步采样命令。由于从处理模块经过串口将同步采样命令发送给无线模块，然后无线模块发出同步采样命令，这些过程是有时延的。设定的延时时间是实测后的经验值，只要设定的延时时间经验值加上命令传输的时延等于零相位周期，即可使得无线模块发出同步采样命令与当前采样点的下一个零相位时刻基本为同一时刻，以保证在基准电压相位信号源的零相位时刻无线模块发出同步采样命令。另外，正常情况下，各采样仪器之间有可能会有一些信号交互，为了防止无线基准源设备不停地发送同步采样命令导致采样仪器之间的无线通讯功能无法正常实现，无线基准源设备发出同步采样命令的频段需要与采样仪器之间的无线通讯频段错开。由于无线单元的通讯频率为一个范围，并且可以通过命令设置，所以在初始化时设置即可，不用更换无线单元。具体的，采样仪器进入以无线基准参考源设备为参考的采样界面后，采样仪器重新配置无线单元，使其与无线基准源设备的无线模块发出的信号在同一频段，然后进入侦听模式，不断侦听无线模块是否传入同步采样命令。如果侦听到同步采样命令，则立刻进行采样，并计算采样电压、电流的幅值、相位等特征量。由于各采样仪器都以同一基准源为参考进行采样，采样的时刻为同一时刻，保证了各仪器的同步采样。本实施例中，所述采样仪器的交流变换单元的作用是获取被采样设备的大电压大电流然后进行相应转换输出对应的压值信号，然后经过后续采样和处理。作为一种具体结构，如图3所示，所述交流变换单元21包括电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过无线基准源设备实现同步采样和测量的系统，其特征在于，包括一台无线基准源设备以及多台采样仪器，每台采样仪器与一台被采样设备连接，用于采样电压电流信号，所述无线基准源设备连接有基准电压相位信号源，所述无线基准源设备包括顺次连接的模数采样模块、处理模块和无线模块，所述采样仪器包括顺次连接的交流变换单元、模数转换单元、处理单元、驱动单元和显控单元，所述处理单元还连接有无线单元，所述无线模块和无线单元通过无线信号通讯连接。

【技术特征摘要】
1.一种通过无线基准源设备实现同步采样和测量的系统，其特征在于，包括一台无线基准源设备以及多台采样仪器，每台采样仪器与一台被采样设备连接，用于采样电压电流信号，所述无线基准源设备连接有基准电压相位信号源，所述无线基准源设备包括顺次连接的模数采样模块、处理模块和无线模块，所述采样仪器包括顺次连接的交流变换单元、模数转换单元、处理单元、驱动单元和显控单元，所述处理单元还连接有无线单元，所述无线模块和无线单元通过无线信号通讯连接。2.如权利要求1所述通过无线基准源设备实现同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈前臣，王添慧，李涛，
申请(专利权)人：武汉市豪迈电力自动化技术有限责任公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42