一种多功能电子式互感器校验仪制造技术

一种多功能电子式互感器校验仪，包括模拟信号调理模块、高精度数据采集模块、网络接口模块、同步时钟模块、FPGA模块、数字信号处理及存储模块、显示及键盘模块和通用标准接口模块所组成，其中FPGA模块包括AD控制及存储模块、同步控制模块、网口控制及存储模块和数据控制中心模块。本发明专利技术采用DSP+FPGA的架构，实现了一种具有功率因素角测量功能和误码检测功能的电子式互感器校验设备，它可以采用电磁式互感器作为标准互感器也可以采用电子式互感器作为标准互感器，可以校验模拟式电子式互感器也可以校验数字式电子式互感器，体积小、操作简单便于现场校验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到电力系统中的电子式互感器校验
，特别是涉及到数字化变电站中一种多功能电子式互感器校准仪，它适合于变电站中对互感器的测量精度的校验，以及功率因数角的测量，同时还可以检测通信信道是否存在误差。
技术介绍
电力对一个国家的重要性不言而喻，作为电力的载体电力系统的稳定运行是必须保证的。电力互感器在电网中起着电能计量和继电保护的作用，这对保证电网的正常运行至关重大。互感器校验仪是用来测试互感器误差的专用精密仪器，因此高精度互感器校验仪的研制显得尤为重要。在电力系统数字化及网络化浪潮的推动下，现今处于电磁式互感器和电子式互感器的新旧交替之际。他们的输出主要区别在以下三个方面1)电磁式电力互感器根据测试对象的不同又可分为电磁式电压互感器和电磁式电流互感器，他们的二次侧输出的有效值分别为57. 7V和1A/5A，电子式互感器虽然也可以分为电子式电流互感器和电子式电压互感器，但是它们输出的标准值分别为1. 625V飞.5V和22. 5mV^4V,由此可看出两种互感器的输出信号的差别很大。2)电子式互感器可以具有数字信号输出接口，而传统的电磁式电力互感器则不具备数字接口。具有数字信号输出接口的电子式互感器称为数字式电子式互感器，具有模拟信号输出接口的电子式互感器称为模拟式电子式互感器。少数情况下电子式互感器既设置数字信号输出接口也设置模拟信号输出接口，可视实际使用哪种输出而相应处理。3)电磁式互感器和电子式互感器的测试原理不同，电磁式互感器基于电磁感应原理制造，但是存在一些致命的缺点，如体积庞大笨重、磁饱和、动态范围小和绝缘设计困难等，电子式互感器基于现代的传感技术和光电子技术，体积小巧，测试精度高，便于数字化组网安装。电子式互感器必将取代电磁式互感器是世界的共识。 由以上的分析可知，由于模拟式电子式互感器的模拟输出为弱电压信号，与电磁式互感器的输出差异巨大，并且数字式电子式互感器同时具有数字式信号输出，传统的互感器校验仪无法完成对电子式互感器的校验，同时电磁式互感器作为标准器，体积大，不易搬移。因此，研制一种既可以校验模拟式电子式互感器又可以校验数字式电子式互感器，既可以采用电磁式互感器作为标准器也可以采用电子式互感器作为标准器的校验设备是十分必要的。目前互感器校验装置采用的主流方法是直接法，即利用电子装置直接取得标准信号和待测信号的有效值和相位，标准信号一般采自电磁式互感器，然后再计算它们之间的比差和角差。这种电子设备的实现方式可以大体上分为两大类基于计算机的虚拟仪器和基于数字微处理芯片的便携式电子设备。虚拟仪器虽然功能强大，但是成本高昂，且不便于外出携带，工作环境要求苛刻。而采用高性能微处理器设计的便携式校验设备不仅价格低廉，环境耐受性强，而且测试精度丝毫不亚于基于工控机的虚拟仪器，正在成为电子式互感器校验设备的主流。虽然市场上互感器校验仪种类丰富，技术成熟，但是纵观市场，兼容模拟式电子式互感器和数字式电子式互感器校验，并可以采用电子式互感器作为标准器的多功能小型校验系统还是凤毛麟角。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要克服现有技术的缺点，提供一种多功能电子式互感器校验仪。本专利技术的目的是这样实现的，一种多功能电子式互感器校验仪，包括模拟信号调理模块、校验电路模块、高精度数据采集模块、同步时钟模块、FPGA模块、数字信号处理及存储模块、显示及键盘模块、网络接口模块和通用标准接口模块所组成； 所述FPGA模块包括AD控制及存储模块、同步控制模块、网口控制及存储模块和数据控制中心I吴块； 信号源输出端所提供模拟信号输入到模拟信号调理模块，经模拟信号调理模块调理转换后输出到校验电路模块，该输出经校验电路模块进行倍率转换后，所得交流电压信号输出到高精度数据采集模块；该交流电压信号在高精度数据采集模块内部转换成差分信号后再进行模数转换，所得数字信号输入FPGA模块中的AD控制及存储模块； 数字式电子式电压互感器或数字式电子式电流互感器所提供数字信号通过网络接口模块，送入FPGA模块中的网口控制及存储模块； 同步时钟模块和FPGA模块中的同步控制模块之间建立传送控制信号的连接； 显示及键盘模块的键盘部份连接到FPGA模块的数据控制中心模块，操作人员操作键盘部份输入的键盘值送入数据控制中心模块； 所述的FPGA模块中，同步控制模块和AD控制及存储模块之间建立传送时钟信号的连接；数据控制中心模块与数字信号处理及存储模块建立通信连接，通过该通信连接进行三种信息传递(1)当操作人员操作键盘部份输入的键盘值送入数据控制中心模块时，数据控制中心模块向数字信号处理及存储模块发送中断，把键盘值送到数字信号处理及存储模块；(2)数字信号处理及存储模块输出控制信号到数据控制中心模块，经数据控制中心模块分别相应输出，包括输出到模拟信号调理模块、输出到校验电路模块、经AD控制及存储模块输出到高精度数据采集模块、经网口控制及存储模块输出到网络接口模块，以及经同步控制模块输出到同步时钟模块；(3) AD控制及存储模块和网口控制及存储模块存储的数据信号，经数据控制中心模块输出到数字信号处理及存储模块； 数字信号处理及存储模块包括DSP数字信号处理器，DSP数字信号处理器处理由FPGA模块的数据控制中心模块输入的键盘值，所产生的控制信号向数据控制中心模块输出；DSPP数字信号处理器处理由AD控制及存储模块和网口控制及存储模块输入的数字信号，所得最终运算结果送到显示及键盘模块中的显示部份，并通过通用标准接口模块向外输出。所述模拟信号调理模块包括标准侧电压信号接入电路、标准侧电流信号接入电路、待测信号接口电路及调理控制单元，所述信号源输出端包括标准电磁式电压互感器、标准电磁式电流互感器、模拟式电子式电压互感器和模拟式电子式电流互感器； 标准电磁式电压互感器所提供交流电压信号输入到标准侧电压信号接入电路，经标准侧电压信号接入电路转换为电压信号SVl ； 标准电磁式电流互感器所提供交流电流信号输入到标准侧电流信号接入电路，经标准侧电流信号接入电路转换为电压信号SIl ； 模拟式电子式电压互感器所提供模拟电压信号，通过待测信号接口电路接入，该模拟电压信号标不为电压信号EVl ； 模拟式电子式电流互感器所提供模拟电压信号，通过待测信号接口电路接入，该模拟电压信号标不为电压信号EIl ； 电压信号SV1、SIU EVU EIl接入调理控制单元，FPGA模块中的数据控制中心模块发送控制信号到调理控制单元，调理控制单元根据控制信号从电压信号SVl和SIl中选择一路作为校验用标准信号STl输出，从电压信号EVl和EIl中选择一路作为校验用待测信号SEl输出。所述的校验电路模块包括校验保护电路、模拟滤波电路、自动倍率切换电路和校验控制单元， 校验用标准信号STl和校验用待测信号SEl同时输入到校验保护电路和模拟滤波电路，校验用标准信号STl经模拟滤波电路后输出，记为标准信号ST2 ;校验用待测信号SEl经模拟滤波电路的输出，再经自动倍率切换电路进行放大调整后输出，记为待测信号SE2 ；标准信号ST2和待测信号SE2送入高精度数据采集模块。FPGA模块中的数据控制中心模块发送控制信号到校验控制单元，经校验控制单元将校验用标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能电子式互感器校验仪，包括模拟信号调理模块、校验电路模块、高精度数据采集模块所组成，其特征在于：信号源输出端所提供模拟信号输入到模拟信号调理模块，经模拟信号调理模块调理转换后输出到校验电路模块，该输出经校验电路模块进行倍率转换后，所得交流电压信号输出到高精度数据采集模块；该交流电压信号在高精度数据采集模块内部转换成差分信号后再进行模数转换，所得数字信号输入FPGA模块中的AD控制及存储模块；所述FPGA模块包括AD控制及存储模块、同步控制模块、网口控制及存储模块和数据控制中心模块；数字式电子式电压互感器或数字式电子式电流互感器所提供数字信号通过网络接口模块，送入FPGA模块中的网口控制及存储模块；同步时钟模块和FPGA模块中的同步控制模块之间建立传送控制信号的连接；显示及键盘模块的键盘部份连接到FPGA模块的数据控制中心模块，键盘部份输入的键盘值送入数据控制中心模块；所述FPGA模块中，同步控制模块和AD控制及存储模块之间建立传送时钟信号的连接；数据控制中心模块与数字信号处理及存储模块建立通信连接，通过该通信连接进行三种信息传递：1)当操作人员操作键盘部份输入的键盘值送入数据控制中心模块时，数据控制中心模块向数字信号处理及存储模块发送中断，把键盘值送到数字信号处理及存储模块；2)数字信号处理及存储模块输出控制信号到数据控制中心模块，经数据控制中心模块分别相应输出，包括输出到模拟信号调理模块、输出到校验电路模块、经AD控制及存储模块输出到高精度数据采集模块、经网口控制及存储模块输出到网络接口模块，以及经同步控制模块输出到同步时钟模块；3)AD控制及存储模块和网口控制及存储模块存储的数据，经数据控制中心模块输出到数字信号处理及存储模块；所述的数字信号处理及存储模块包括DSPP数字信号处理器，DSPP数字信号处理器处理由FPGA模块的数据控制中心模块输入的键盘值，所产生的控制信号向数据控制中心模块输出；DSPP数字信号处理器处理由AD控制及存储模块和网口控制及存储模块输入的数字信号，所得最终运算结果送到显示及键盘模块中的显示部份，并通过通用标准接口模块向外输出。...

【技术特征摘要】
1.一种多功能电子式互感器校验仪，包括模拟信号调理模块、校验电路模块、高精度数据采集模块所组成，其特征在于信号源输出端所提供模拟信号输入到模拟信号调理模块，经模拟信号调理模块调理转换后输出到校验电路模块，该输出经校验电路模块进行倍率转换后，所得交流电压信号输出到高精度数据采集模块；该交流电压信号在高精度数据采集模块内部转换成差分信号后再进行模数转换，所得数字信号输入FPGA模块中的AD控制及存储模块；所述FPGA模块包括AD控制及存储模块、同步控制模块、网口控制及存储模块和数据控制中心模块；数字式电子式电压互感器或数字式电子式电流互感器所提供数字信号通过网络接口模块，送入FPGA模块中的网口控制及存储模块；同步时钟模块和FPGA模块中的同步控制模块之间建立传送控制信号的连接；显示及键盘模块的键盘部份连接到FPGA模块的数据控制中心模块，键盘部份输入的键盘值送入数据控制中心模块；所述FPGA模块中，同步控制模块和AD控制及存储模块之间建立传送时钟信号的连接；数据控制中心模块与数字信号处理及存储模块建立通信连接，通过该通信连接进行三种信息传递1)当操作人员操作键盘部份输入的键盘值送入数据控制中心模块时，数据控制中心模块向数字信号处理及存储模块发送中断，把键盘值送到数字信号处理及存储模块；2)数字信号处理及存储模块输出控制信号到数据控制中心模块，经数据控制中心模块分别相应输出，包括输出到模拟信号调理模块、输出到校验电路模块、经AD控制及存储模块输出到高精度数据采集模块、经网口控制及存储模块输出到网络接口模块，以及经同步控制模块输出到同步时钟模块；3)AD控制及存储模块和网口控制及存储模块存储的数据，经数据控制中心模块输出到数字信号处理及存储模块； 所述的数字信号处理及存储模块包括DSPP数字信号处理器，DSPP数字信号处理器处理由FPGA模块的数据控制中心模块输入的键盘值，所产生的控制信号向数据控制中心模块输出；DSPP数字信号处理器处理由AD控制及存储模块和网口控制及存储模块输入的数字信号，所得最终运算结果送到显示及键盘模块中的显示部份，并通过通用标准接口模块向外输出。2.根据权利要求1所述的一种多功能电子式互感器校验仪，其特征在于所述模拟信号调理模块包括标准侧电压信号接入电路、标准侧电流信号接入电路、待测信号接口电路及调理控制单元；所述网络接口模块包括标准侧电压信号输入，标准侧电流信号输入，待测电压信号输入，待测电流信号输入；所述信号源输出端包括标准电磁式电压互感器、标准电磁式电流互感器、模拟式电子式电压互感器、模拟式电子式电流互感器、数字式电子式电压互感器和数字式电子式电流互感器； 所述的标准电磁式电压互感器或标准模拟式电子式电压互感器所提供交流电压信号输入到标准侧电压信号接入电路，经标准侧电压信号接入电路转换为电压信号SVl ； 所述的标准电磁式电流互感器或标准模拟式电子式电流互感器所提供交流电流信号输入到标准侧电流信号接入电路，经标准侧电流信号接入电路转换为电压信号SIl ； 所述的待测模拟式电子式电压互感器所提供模拟电压信号，通过待测信号接口电路接入，该模拟电压信号标不为电压信号EVl ； 所述的待测模拟式电子式电流互感器所提供模拟电流信号，通过待测信号接口电路接入，该模拟电压信号标不为电压信号EIl ； 所述的标准数字式电子式电压互感器所提供数字电压信号，通过标准网络接...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆汉兵，易本顺，于杰，
申请(专利权)人：熊江咏，
类型：发明
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