本发明专利技术公开了一种用于智能变电站测试系统的测试信号发生装置，包括控制模块，以及至少一路测试信号发生电路，每路测试信号发生电路包括：DDS，用于根据来自所述控制模块的控制信号输出频率、相位可调节的正弦信号；振荡电路，连接至DDS的一输入端子，用来提供所述DDS工作所需的时钟信号；滤波模块，连接至DDS，对DDS输出的正弦信号进行滤波处理，以滤除噪声或杂散信号；以及功率放大模块，连接至滤波模块，用来对滤波后的正弦信号进行功率放大。采用本发明专利技术的测试信号发生装置，可充分利用DDS低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，向智能变电站的各种测量装置和/或保护状态提供测试信号，以精确验证变电站设备测量和保护等动作是否正确。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种测试信号发生装置，具体涉及一种用于智能变电站测试系统的测试信号发生装置。属于智能变电站测试
技术介绍
随着通信网络技术、光电互感器技术、数字化保护技术的快速发展，多个制造厂家、科研单位在智能电网变电站技术上作了大量的创新研究工作，并取得了智能电网数字化变电站研究的经验和成果。简而言之，数字化变电站是建设统一坚强智能电网的重要组成部分，数字化变电站将变革传统变电站的一、二次设备，以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通讯平台为基础，对应每套一次设备的保护和测控装置均需运行于网络，二次设备所需的电流、电压和控制信号，以及保护和测控装置在运行中产生的所有数据，又都以统一的通讯规约与网络进行交换，通过对数字化信息进行标准化，实现信息共享和交互操作，并以网络数据为基础，实现数据测量监视、控制保护、信息管理等自动化功能的变电站。在智能数字化变电站技术不断发展的同时，对智能电网数字化变电站的测试手段的研究也在不断深入。作为测试手段研究的一个方面，智能变电站测试系统是检验智能变电站的各个电力设备是否正常工作的关键。与此同时，用于给测试系统提供测试信号的信号发生装置是实现上述检验功能的重要部分。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于智能变电站测试系统的测试信号发生装置。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案一种用于智能变电站测试系统的测试信号发生装置，包括控制模块，用于输出多个控制信号；以及至少一路测试信号发生电路，每路测试信号发生电路包括直接数字式频率合成器，用于根据来自所述控制模块的控制信号输出频率、相位可调节的正弦信号；振荡电路，连接至所述直接数字式频率合成器的一输入端子，用来提供所述直接数字式频率合成器工作所需的时钟信号；滤波模块，连接至所述直接数字式频率合成器,对直接数字式频率合成器输出的正弦信号进行滤波处理，以滤除噪声或杂散信号；以及功率放大模块,连接至所述滤波模块,用来对滤波后的正弦信号进行功率放大。所述控制模块为单片机。所述测试信号发生电路还包括电源模块，用来提供多路直流电压。所述多路直流电压包括9V、5V、3. 3V和1. 8V四个电压等级。所述功率放大模块包括电源输入模块，用于输出220V的交流电压；整流桥，连接至所述电源输入模块，用于将该220V交流电压整流为300V的直流电压；DC/DC变换器，连接至整流桥的输出端，用于将300V的直流电压转换为1V 150V的直流电压；以及DC/AC变换器，电连接至DC/DC变换器，用于将滤波后的正弦信号进行功率放大输出。所述DC/DC变换器为半桥变换器。所述功率放大模块还包括过压保护电路和过流保护电路，分别用以对半桥变换器输出电压和输出电流进行检测和保护。本专利技术的有益效果是，采用本专利技术的测试信号发生装置，可充分利用DDS低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，向智能变电站的各种测量装置和/或保护状态提供测试信号，以精确验证变电站设备测量和保护等动作是否正确。附图说明图1为本专利技术的结构组成示意图；图2为DDS芯片的电路连接示意图；图3为振汤电路不意图；图4为滤波模块的电路图；图5为电源模块的电路图；图6为功率放大模块的电路图；图7为DC/DC变换器的电路图；图8为DC/AC变换器的电路图；图9为对半桥输出电压进行采样隔离的光耦结构图；图10为采用图9的光耦对半桥输出电压进行采样隔离的电路原理图；图11为使用图10的半桥输出电压采样隔离电路时，以输入电压为横坐标且输出电压为纵坐标的拟合线性度曲线；图12为采用电流互感器法进行过电流检测和保护的电路图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本专利技术，并不对其内容进行限定。如图1所示，本专利技术的测试信号发生装置包括一单片机10 (MCU，MicroControlIerUnit)以及至少一路测试信号发生电路20。每一测试信号发生电路20具有DDS、振荡电路、滤波模块和功率放大模块。其中，振荡电路与DDS电性连接，用来提供DDS工作所需的时钟信号。滤波模块连接至DDS的输出端，对DDS的输出信号进行滤波处理，从而滤掉输出信号中的噪声。功率放大模块电性连接至滤波模块的输出端，用来对滤波后的DDS输出信号进行功率放大处理。单片机与每一测试信号发生电路中的DDS进行双向数据通信，用来对DDS进行参数设定，从而使DDS按照预设要求输出频率、相位可任意调节的正弦信号。本领域的技术人员应当理解，图1仅以单片机作为例子示意性地描述该测试信号发生电路的控制模块，然而，本专利技术并不只局限于此，在其它一些实施例，还可采用除单片机外的集成电路或集成芯片来对DDS进行参数设定，诸如ARM芯片、CPLD芯片等。以下，具体对测试信号发生电路的每一部分予以详细描述。DDS是直接数字式频率合成器，与传统的频率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，广泛使用在电力电子领域，是实现设备全数字化的一个关键技术。一般来说，DDS芯片大致包括频率控制寄存器、高速相位累加器和正弦计算器三部分，其中，频率控制寄存器可采用串行或并行的方式转载并寄存所输入的频率控制码；相位累加器根据频率控制码在每个时钟周期内进行相位累加，得到一个相位值；正弦计算器则对该相位值计算数字化正弦波幅度。在本申请中，以DDS芯片AD9951示意性地说明DDS的工作原理，本领域的技术人员应当理解，在其它的实施例中，还可采用其它的DDS芯片或集成电路，同样能够实现本专利技术的测试信号发生电路中DDS的功能。 图2示出图1的测试信号发生装置中的DDS芯片的电路连接示意图。参照图2，在AD9951芯片中，DGND的引脚接数字地，AGND的引脚接模拟地。DVDD的引脚接数字电压(3. 3V或1. 8V)，对于接数字电压的引脚而言，数字电压的具体数值取决于不同的引脚说明。第43引脚(DVDD-1/0)能够由1. 8V和3. 3V的数字电压供电，例如，图中的第43引脚用3. 3V数字电压，而第2引脚、第34引脚(DVDD)则用1. 8V的数字电压。第I引脚(I/O UPDATE):在该引脚的上升沿可把内部缓冲存储器中的内容送到I/O寄存器中。引脚电平的建立和保持与SYNC-CLK输出信号有关，该引脚也作为一根控制引线接到单片机P3. 3，由单片机的输出信号进行控制。第11引脚(CLKMODESELECT)为振荡模式选择控制端。当此引脚为高电平时，选择内部振荡源，并在REFCLK和REFCLKB (即，引脚8和9)接一个晶振，由引脚10 (CYRSTALOUT)输出。当此引脚为低电平时，选择外部振荡源，在不使用的引脚8串接O.1uF的电容和1. 8V的模拟电压，在第9引脚接外部振荡源，第10引脚(CYRSTAL0UT)不用悬空。对于本测试信号发生电路来说，采用外部振荡源，亦即，该第11引脚接至振荡电路。此外，第12引脚(LOOP FILTER)与AVDD间串联一个IkQ电阻和一个O.1uF电容接到1. 8V的模拟电压。第20引脚(/I0UT)为信号输出端，使用时应接一个电阻到AVDD，第21引脚(IOUT)为信号输出端，应接一个电阻到AVDD，并通过低通滤波后本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于智能变电站测试系统的测试信号发生装置，其特征在于，包括控制模块，用于输出多个控制信号；以及至少一路测试信号发生电路，每路测试信号发生电路包括：直接数字式频率合成器，用于根据来自所述控制模块的控制信号输出频率、相位可调节的正弦信号；振荡电路，连接至所述直接数字式频率合成器的一输入端子，用来提供所述直接数字式频率合成器工作所需的时钟信号；滤波模块，连接至所述直接数字式频率合成器，对直接数字式频率合成器输出的正弦信号进行滤波处理，以滤除噪声或杂散信号；以及功率放大模块，连接至所述滤波模块，用来对滤波后的正弦信号进行功率放大。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苗培青，孙运涛，刘延华，井雨刚，唐新建，王永波，
申请(专利权)人：山东电力集团公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：
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