无线带负荷向量测试仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种无线带负荷向量测试仪。包括一个电压基准和一个测量主机，两者之间采用无线通信。电压基准和测量主机各带有电源，利用同步指令，实现不同测量点基于与电压基准间的电压、电流的频率、幅值、相位等电参数的同步测量计算。测量主机不但能独立工作，完成三相电压、三相电流信号各项电参数的测量计算；还可以以电压基准为参考，进行多次分开测量，保存数据，将所有输入测量结果以电压基准合成计算后，统一在一个向量图中在显示器上直接显示，从而进行PT核相和带负荷向量测试。是一种方便快捷的适用于智能变电站、能够测量多个不同地点之间的信号的幅值和相位、进行带负荷向量测试、直接显示六角图的手持式仪表。

Wireless Load Vector Tester

The utility model relates to a wireless load vector tester. It includes a voltage reference and a measuring host, and the wireless communication is used between the two. Voltage reference and measurement host each have power supply. Using synchronous instruction, synchronous measurement and calculation of voltage, current frequency, amplitude, phase and other electrical parameters between different measurement points and voltage reference can be realized. The measuring host can not only work independently to complete the measurement and calculation of the electrical parameters of three-phase voltage and three-phase current signals, but also take the voltage reference as a reference to measure separately several times and save the data. After all the input measurement results are combined with the voltage reference, they are displayed directly on the display in a vector diagram, thus PT core phase and load vector testing can be carried out. \u3002 It is a convenient and fast hand-held instrument for intelligent substation, which can measure the amplitude and phase of signals between different locations, carry out load vector test and display hexagonal diagram directly.

【技术实现步骤摘要】
无线带负荷向量测试仪
本技术涉及一种用于电力测量领域的无线带负荷向量测试仪。
技术介绍
变电站新设备投运或者电流二次回路改动过的设备恢复送电时，需要进行带负荷向量测试，即测量三相负荷电流的有效值和相对于基准电压的相位并判断相序，以检测二次电流、电压回路的正确性，进而保证保护正确动作。在常规变电站的测试中，电压、电流模拟量都位于同一保护装置屏后，通过三相相位伏安表能够轻松完成，但是在智能变电站中，保护屏后不再有电压、电流的模拟量输入，电压的模拟量位于母线电压合并单元上，电流的模拟量位于各间隔合并单元上，两者相距数米甚至数十米，因此，带负荷向量的测试就是个相对有些难度的问题。在常规主变差动保护中也需要分别以高压电压为基准，同时测量高中低三侧电流的幅值和相位，从而对二次回路接线进行判别。目前，国内主流数字相位伏安表均采用一个主机、多个输入的方式，仅适用于电压、电流模拟量同屏的传统变电站。对于远距离测相技术的研究要么是采用GPS信号同步，要么是采用专用同步脉冲线。采用GPS信号同步，硬件复杂，成本高；采用专用同步脉冲线要铺设专用电缆，不方便使用。因此国内尚无一种方便快捷的适用于智能变电站、能够测量多个不同地点之间的信号的幅值和相位、进行带负荷向量测试、直接显示六角图的手持式仪表。
技术实现思路
为解决上述现状，本技术提供了一种无线带负荷向量测试仪。无线带负荷向量测试仪包括一个电压基准和一个测量主机，两者之间采用无线通信。电压基准和测量主机各带有电源，利用同步指令，实现不同测量点基于与电压基准间的电压、电流的频率、幅值、相位等电参数的同步测量计算。测量主机不但能独立工作，完成三相电压、三相电流信号各项电参数的测量计算；还可以以电压基准为参考，进行多次分开测量，保存数据，将所有输入测量结果以电压基准合成计算后，统一在一个向量图中在显示器上直接显示，从而进行PT核相和带负荷向量测试。所述电压基准包括电压测量线路、显示器、处理器、时钟模块、串行无线通信模块和电源电路。电压信号通过输入端口接入电压测量线路进行滤波、整形、放大等处理；电压测量线路的输出信号与处理器连接；处理器连接至显示器，用于将测量信息显示；时钟模块提供系统时钟，连接至处理器，用于处理器控制每次测量信号的启动；串行无线通信模块与处理器连接，用于电压基准同测量主机之间的通信。所述测量主机包括电压测量线路、电流测量线路、显示器、处理器、存储器、时钟模块、串行无线通信模块和电源电路。电压、电流信号通过输入端口接入对应测量线路进行滤波、整形、放大等处理；测量线路的输出信号与处理器连接；处理器连接至显示器，用于将测量信息显示；存储器用于保存每次单独的测量结果；时钟模块提供系统时钟，连接至处理器，用于处理器控制每次测量信号的启动；串行无线通信模块与处理器连接，用于测量主机同电压基准之间的通信。本技术测试仪测量时：测量主机启动测量前先通过串行无线收发模块发送同步命令给电压基准，并记录测量主机时钟发出时刻，电压基准收到同步命令时，也记录电压基准时钟时刻，电压基准接收完成后，向测量主机回复同步响应命令，带有电压基准的接收和发送时钟，测量主机接收到同步响应命令时，记录测量主机接收时钟时刻，利用这四个时钟时刻，可以计算出测量主机和电压基准的时钟偏移和传输延迟。根据时钟偏移调整测量主机的时钟与电压基准的时钟同步，根据传输延迟，设定下一次测量启动时刻，测量主机向电压基准发出启动测量指令，测量主机和电压基准在启动时刻同步启动测量。测量完成后测量主机通过串行无线通信模块读取电压基准测量结果，并计算电压基准与测量主机间各通道的幅值、相位等电参数或信号间的关系，并将结果输出至显示器显示。并可以将每次测量结果保存在存储器中，多次结果以电压基准合成计算后，统一在一个向量图中在显示器上直接显示。附图说明以下结合附图及实施例进一步阐明本技术的具体内容：图1：本实施例的整体结构示意图；图2：本实施例电压基准结构示意图；图3：本实施例测量主机结构示意图；图4：本实施例测量同步示意图。具体实施方式参照图1，本实施例包括电压基准1、测量主机6；其中电压基准包括电压输入端3、显示器2、收发天线4及电源开关5；其中测量主机包括电压输入端8、电流输入端9、显示器7及收发天线10及电源开关11。参照图2，为所述电压基准结构图，电压输入端3接入电压测量线路12；12的输出信号连接至处理器13，处理器连接显示器2，用于显示测量结果，时钟模块14位于处理器内部，串行无线通信模块19连接至处理器，无线收发天线4接19，电源模块20提供工作用电源。参照图3，为所述测量主机结构图，三路电压输入端8接入电压测量线路21；三路电流输入端9接入电流测量线路22；21、22的输出信号连接至处理器23，处理器连接显示器7，用于显示测量结果，时钟模块24位于处理器内部，存储器26连接至处理器，串行无线通信模块25连接至处理器，无线收发天线10接25，电源模块27提供工作用电源。在具体实施时，处理器可选择带有片内AD的任意种类单片机，如stm32系列单片机或者MSP430系列单片机；电压电流测量线路为常用交流采样放大滤波电路；显示器2可选择单色点阵LCD，与处理器可选择SPI串行接口，显示器7可选择带触摸功能的TFT显示屏，可以根据自己的需要选择不同的屏幕分辨率；串行无线通信模块根据通信距离可选择2.4G或433MHz不同功率模块，存储器可选择外部FLASH芯片如W25Q128；电源电路可选择可充电锂电池及DCDC电路。参照图4，为本实例测量同步示意图，时间轴28为电压基准时钟，时间轴29为测量主机时钟，测量主机于35时刻t1发送同步命令32给电压基准，电压基准收到同步命令时，也记录36电压基准时钟时刻t2，电压基准接收完成后，于37电压基准时钟时刻t3向测量主机回复发送同步响应命令，命令中带有t2和t3，测量主机接收到同步响应命令时，记录38测量主机接收时钟时刻t4，利用这四个时钟时刻，可以计算出测量主机和电压基准的Offset时钟偏移30和Delay传输延迟31。t2-t1＝Delay+Offsett4-t3＝Delay-Offset因此：Delay＝((t2-t1)+(t4-t3))/2Offset＝((t2-t1)-(t4-t3))/2根据时钟偏移调整测量主机的时钟与电压基准的时钟同步，根据传输延迟，设定下一次测量启动时刻39，测量主机向电压基准发出启动测量指令34，测量指令带有启动时刻，测量主机和电压基准在启动时刻同步启动测量。测量完成后测量主机通过串行无线通信模块读取电压基准测量结果，并计算电压基准与测量主机间各通道的幅值、相位等电参数或信号间的关系，并将结果输出至显示器显示。并可以将每次测量结果保存在存储器中，多次结果以电压基准合成计算后，统一在一个向量图中在显示器上直接显示。由于无线通信从发送到接收存在一定的延迟，具体延迟受环境及空中速率以及数据包的大小影响，但同样的条件下延迟时间是固定的。经计算和实测，此方法为稳定可靠的同步测量方法，测量结果精度可满足测量要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线带负荷向量测试仪，其特征在于，包括：一个电压基准和一个测量主机，电压基准和测量主机之间采用无线通信，所有输入多次测量结果以电压基准统一在一个向量图中在显示器上直接显示；所述电压基准包括一路电压输入，测量线路、显示器、处理器、时钟模块、串行无线通信模块和电源电路；电压信号通过输入端口接入电压测量线路进行滤波、整形、放大处理；电压测量线路的输出信号与处理器连接；处理器连接至显示器；串行无线通信模块与处理器连接，用于电压基准同测量主机之间的通信；所述测量主机包括三路电压输入、三路电流输入、电压测量线路、电流测量线路、显示器、处理器、存储器、时钟模块、串行无线通信模块和电源电路；电压、电流信号通过输入端口接入对应测量线路进行滤波、整形、放大处理；测量线路的输出信号与处理器连接；处理器连接至显示器；时钟模块连接至处理器；串行无线通信模块与处理器连接，用于测量主机同电压基准之间的通信。

【技术特征摘要】
1.一种无线带负荷向量测试仪，其特征在于，包括：一个电压基准和一个测量主机，电压基准和测量主机之间采用无线通信，所有输入多次测量结果以电压基准统一在一个向量图中在显示器上直接显示；所述电压基准包括一路电压输入，测量线路、显示器、处理器、时钟模块、串行无线通信模块和电源电路；电压信号通过输入端口接入电压测量线路进行滤波、整形、放大处理；电压测量线路的输出信号与处理器连接；处理器连接至显示器；串行无线通信模块与处理器连接，用于电压基准同测量主机之间的通信；所述测量主机包括三路电压输入、三路电流输入、电压测量线路、电流测量线路、显示器、处理器、存储器、时钟模块、串行无线通信模块和电源电路；电压、电流信号通过输入端口接入对应测量线路进行滤波、整形、放大处理；测量线路的输出信号与处理器连接；处理器连接至显示器；时钟模块连接至处理器；串行无线通信模块与处理器连接，用于测量主机同电压基准之间的通信。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小晖，高继宏，庞伟生，史建成，杨俊俊，孙永发，王海滨，王一博，董慧芳，姬文泽，张晶晶，李振兴，樊晓苹，刘小凡，王荣业，赵中奇，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司海北供电公司，西安双英科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：青海,63