本实用新型专利技术涉及一种变电站接地网定位装置激励源，包括微控制器，与微控制器连接的信号调理模块，与信号调理模块连接的功率放大模块，功率放大模块与微控制器连接；微控制器与降压电路模块连接，降压电路模块分别与功率放大模块和信号调理模块连接，降压电路模块还与电源连接。本实用新型专利技术具有满足现场测量要求的带载能力，同时通过精密的功率电阻保证了的幅值为1A的交流恒流源输出。本实用新型专利技术满足测量要求，并且具有信噪比低、波形效果较好等优点。波形效果较好等优点。波形效果较好等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种变电站接地网定位装置激励源
[0001]本技术涉及一种激励源，尤其是一种变电站接地网定位装置激励源。
技术介绍
[0002]现有的变电站保有量基数十分庞大，且运行年限较长，故针对老旧变电站的接地网导体腐蚀诊断的研究显得尤为重要。传统的接地网抽样开挖检测不仅工作量繁重，同时其抽样检测的结果具有很大的盲目性和随机性。因此，针对接地网的腐蚀准确化、轻便化的诊断不仅效率高而且经济性好。
[0003]接地网故障诊断的方法基本基于以下原理：电网络原理，电磁场原理，瞬变电磁法原理，电化学分析法以及超声波检测方法等。其中基于电磁场原理方法所生产的变电站故障定位装置诊断结果直接，且无需停电开挖，对电力系统正常运行较小，因此应用较为广泛。但是这种方法对激励源要求非常高。
技术实现思路
[0004]为了解决上述技术问题，我们针对磁场法测量变电站接地网导体位置的需求，设计了一套正弦交流的系统作为感应磁场的激励源。
[0005]本技术的技术方案具体如下：
[0006]一种变电站接地网定位装置激励源，包括微控制器，与微控制器连接的信号调理模块，与信号调理模块连接的功率放大模块，功率放大模块与微控制器连接；微控制器与降压电路模块连接，降压电路模块分别与功率放大模块和信号调理模块连接，降压电路模块还与电源连接。
[0007]进一步地，微控制器还与上位机连接。
[0008]进一步地，微控制器包括STM32F373RC微控芯片，产生1kHz频率的交流信号。
[0009]进一步地，信号调理模块包括ADA4841-2YRZ运放芯片，ADA4841-2YRZ运放芯片的DAC OUT端与STM32F373RC微控芯片DAC引脚连接，VOUT端与功率放大模块连接。
[0010]进一步地，功率放大模块包括OPA548T功率放大芯片，OPA548T功率放大芯片输出端依次与功率电阻和基准电阻连接，输出幅值为1A、频率为1kHZ的恒流源。
[0011]进一步地，基准电阻与功率电阻为0.1Ω，基准电阻与功率放大模块输出端连接。
[0012]进一步地，功率放大模块输出恒流源通过A/D转换器输入微控制器。
[0013]与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0014]本技术利用功率放大电路将STM32F373RC芯片的DAC、DMA 以及定时器配合输出的1kHZ正弦信号进行功率放大输出，使得输出电压满足了功率放大器与接地网导体负载的阻抗匹配要求，具有满足现场测量要求的带载能力，同时通过精密的功率电阻保证了的幅值为1A 的交流恒流源输出。本技术满足测量要求，并且具有信噪比低、波形效果较好等优点。
附图说明
[0015]图1是本技术的激励源的系统框图；
[0016]图2是本技术的信号调理模块的电路原理图；
[0017]图3是本技术的功率放大模块的电路原理图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本技术实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是对本技术一部分实例，而不是全部的实例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0019]如图1所示，本实施例的变电站接地网定位装置激励源，包括微控制器，与微控制器连接的信号调理模块，与信号调理模块连接的功率放大模块，功率放大模块与微控制器连接；微控制器与降压电路模块连接，降压电路模块分别与功率放大模块和信号调理模块连接，降压电路模块还与电源连接。微控制器还通过RS485与上位机连接。功率放大模块输出恒流源通过A/D转换器输入微控制器。
[0020]正弦交流激励电流源是变电站接地网故障定位装置的核心部分之一。现场电磁环境的干扰强度在μT级别，而待测的磁场强度只有nT级别，二者强度大小相差了一个数量级，这对目标磁场的检测带来了很大的难度。因此为了更好的检测感应磁场信号，交流激励源的频率需要最大化的避开变电站的磁场噪声，即工频及其奇次谐波干扰，因此要求激励源的频率较高。同时又由于相同幅值的激励电源频率超过1kHZ后，其感应磁场的幅度会急剧下降，将会大大增加测量难度。综合上述分析，为了最好的增加信噪比，且便于硬件电路的实现，本实施例采用1kHZ作为交流激励源的频率，幅值为1A。
[0021]如图2所示，为了增加交流激励源的续航时间且便于设计，本实施例采用双电源供电方式，采用两路电压为14.4V，容量为3500mAh的通用型锂电池作为装置电源，两路电池并联运行，分别为装置提供正电压和负电压。通过将芯片引脚输出的正弦交流电压进行信号调理后，输入到功率放大电路，然后通过精密基准电阻输出特定频率的交流激励电流，使用软件开关与硬件开关结合的方式控制输出电流的输出以及数据采集工作。
[0022]本实施例的微控制器包括STM32F373RC微控芯片，产生1kHz频率的交流信号。激励源的正弦信号源来自于STM32F373RC微控芯片的DAC（Digital to analog converter，数模转换器）引脚，STM32F373RC是ARM公司生产基于Cortex-M4内核的微控制器，该芯片总线频率为72MHz，配备有3个12位的DAC引脚，同时还有17个不同位长的定时器。本实施例利用DAC引脚、DMA（Direct Memory Access，直接内存存取）以及定时器来产生1kHz频率的交流信号。在程序中，首先在芯片静态内存中存储526个可组成正弦波的数据，利用DMA通道可以在不占用芯片内核资源的前提下，快速的读取和使用相关内存的内容，然后直接将该数据传送到模块，通过数模转换，在输出引脚就能得到指定幅值的正弦波信号。由于其传输速度十分快，导致输出的模拟量变化很快，无法正常使用，因此需要利用Timer定时器。在DAC模块初始化的时候，配置DAC为定时器触发，即当定时器溢出时，DAC就会被触发产生模拟信号，此时可以通过改变定时器的设置产生指定的频率信号。上述作为常规电路模块，其能够生成1kHz频率的交流信号（含有杂质、谐波）等。
[0023]每个周期正弦波采用526个数据组成，合成信号频率为1kHz ，使用定时器控制DAC输出，分频为8，计数间隔为14，对应的芯片总线频率为72 MHz，因此定时器设置为：
[0024][0025]通过直接改变定时器的设置，可以方便的定制所需正弦信号的频率。
[0026]配置ADC (Analog to digital converter，模数转换器)引脚采集输出信号以及供电电源电压信号，设置一个周期采集456个点，计划采集6个周期共2736个数据，以1.25V为中心线求取测量信号的有效值，同时采集功率放大器的正负供电电压以及锂电池的电压信号。
[0027]如图2所示，信号调理模块包括ADA4841-2YRZ运放芯片，ADA4841-2YRZ运放芯片的DAC OUT端与STM本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种变电站接地网定位装置激励源，其特征在于：包括微控制器，与微控制器连接的信号调理模块，与信号调理模块连接的功率放大模块，功率放大模块与微控制器连接；微控制器与降压电路模块连接，降压电路模块分别与功率放大模块和信号调理模块连接，降压电路模块还与电源连接。2.根据权利要求1所述的变电站接地网定位装置激励源，其特征在于：微控制器还与上位机连接。3.根据权利要求1所述的变电站接地网定位装置激励源，其特征在于：微控制器包括STM32F373RC微控芯片，产生1kHz频率的交流信号。4.根据权利要求3所述的变电站接地网定位装置激励源，其特征在于：信号调理模块包括ADA4841-2YRZ运放芯片，...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵洪平，李学腾，王宁，马列中，陈亮，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司大理供电局，
类型：新型
国别省市：
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