一种应用于轨道电力系统的同步测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种应用于轨道电力系统的同步测量装置，其特征在于：包括由第一处理器构成的数据处理单元及由第二处理器构成的通信单元，数据处理单元与通信单元相连，数据处理单元及通信单元均连接GPS同步时钟，数据处理单元通过采样模块采集来自轨道电力系统的交流信号、直流信号及开关量信号，通信单元接入网络。本实用新型专利技术的优点在于：1、提高了装置的数据处理能力，保证了数据的实时性，同时也减轻了网络中的通信负载；2、采用多种电力信号测量电路模块，能同时进行交流电压、交流电流、直流电压、开关量等电力信号的信息处理；3、在交流相量测量方面，采用相位校正电路设计，消除电路中的相角误差，提高数据测量的精度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
—种应用于轨道电力系统的同步测量装置
本技术涉及一种应用于轨道电力系统的同步测量装置，属于电力系统信息化与自动化
。
技术介绍
随着人类对环境问题的认识日益深刻，电力能源在人类生活中的应用也日渐广泛，伴随着区域电力系统互联的发展，电力系统的规模也日趋庞大，电网中的突发事件对整个电网的干扰影响也越大越难以检测及维修。因此需要对电网进行实时动态监控，采集高精度、实时动态的电力系统数据，精确的分析电网的负荷状态，对电网电力进行统一调配，对各个变电站运行故障进行预警，分析。在整个电网系统的组成中，不仅包括高压交流的降压变电装置，还有可能包括各种交-直变电等系列的电源变换装置，因此若要对整个电网的安全运行进行评估及分析，那就必须对电网的每个关键电源部分均要进行电源监控及分析。而传统上一般采用相量测量单元(PMU,Phasor Measurement Unit)对整个电网中位于不同地理位置的交流信号进行采集分析，因此往往忽略了电网系统中同样相当重要的直流部分。但是若要研发一款专用的直流监测设备，则可能出现在系统监测过程中需要多种监测设备的情况，例如交-直变电站的测量，前级电路需要进行交流量测量，后级电路需要进行直流量测量，因此这样就会造成监测系统的采购成本增大，甚至有可能出现监测系统与多种监测设备间相互通信混乱等兼容性问题。因此本系统装置采用交流相量测量、直流测量、开关量测量相结合的方式，基于GPS同步时钟实现交流相量、直流量以及开关量的测量，并将数掘信息同时上传到数据中心，避免了多设备通信兼容等问题，实时监测电网系统，为整个系统的实时监测、诊断评估、应急处置、综合调度提供必要的高精度数掘。专利号为200520046578.7的技术，介绍了一种便携式PMU动态性能测量仪。此技术所述的测量仪只进行交流电压、交流电流、开关量的检测，忽略了对在轨道交通电力系统中占据重要地位的直流部分的检测；同时其在交流相量测量中也忽略了电路中的互感器等器件对相量相角造成的误差。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种应用于轨道电力系统同步测量装置，为电力系统的状态监控提供必要的数据信息。为了达到上述目的，本技术的技术方案是提供了一种应用于轨道电力系统的同步测量装置，其特征在于:包括由第一处理器构成的数据处理单元及由第二处理器构成的通信单元，数据处理单元与通信单元相连，数据处理单元及通信单元均连接GPS同步时钟，数据处理单元通过采样模块采集来自轨道电力系统的交流信号、直流信号及开关量信号，通信单元接入网络。优选地，所述数据处理单元与所述通信单元之间通过SPI接口进行内部数据交互。优选地，所述采样模块包括相位校正电路、互感器电路、两路隔离电路，所述交流信号分别输入相位校正电路及互感器电路，相位校正电路通过整形电路与所述数据处理单元相连，互感器电路通过采样芯片连接所述数据处理单元，采样芯片的输入端还连接一路隔离电路的输出端，该路隔离电路接收所述直流信号，另一路隔离电路的输入端输入所述开关量信号，其输出端直接连接所述数据处理单元。本技术基于GPS同步时钟对电力系统进行交流、直流、开关量等信息数据的测量，实现对电网中各关键电力信号信息的高精度、高速动态监测，为电力系统的状态监控提供必要的数据信息。本技术的优点在于:1、采用两块处理芯片(MCU)相结合的方式，两块MCU分别进行数据处理和数据通信，并且采用工业以太网Ethernet/IP协议进行数据通信，提高了装置的数据处理能力，保证了数据的实时性，同时也减轻了网络中的通信负载；2、采用多种电力信号测量电路模块，能同时进行交流电压、交流电流、直流电压、开关量等电力信号的信息处理；3、在交流相量测量方面，采用相位校正电路设计，消除电路中的相角误差，提高数据测量的精度。【附图说明】图1为本实施例中的一种应用于轨道电力系统的同步测量装置的系统框图；图2为采样模块的结构框图。【具体实施方式】为使本技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。如图1所示，本技术提供了一种应用于轨道电力系统的同步测量装置，包括由第一处理器MCUl (本技术中的型号为TMS320F28335)构成的数据处理单元及由第二处理器构成的通信单元。采用双MCU方式，两块MCU分别进行数据处理和通信，这样既保证了大数据量的实时、高效处理，同时也满足了大数据量通信的实时性要求，保证了系统的可靠性。数据处理单元与通信单元之间通过SPI接口电路进行内部数据交互，提高了数据的实时交互性能。数据处理单元及通信单元均连接GPS同步时钟，数据处理单元通过采样模块采集来自轨道电力系统的交流信号、直流信号及开关量信号，通信单元接入网络。整个装置采用24V电源供电，再通过电源模块转换成5V、3.3V、1.8V各芯片所需电源，为测量模块以及通信板提供所需电源。如图2所示，采样模块包括相位校正电路、互感器电路、两路隔离电路，所述交流信号分别输入相位校正电路及互感器电路，相位校正电路通过整形电路与所述数据处理单元相连，互感器电路通过采样芯片连接所述数据处理单元，采样芯片的输入端还连接一路隔离电路的输出端，该路隔离电路接收所述直流信号，另一路隔离电路的输入端输入所述开关量信号，其输出端直接连接所述数据处理单元。本技术采用直流通道电路、交流通道电路、开关量通道电路等外围测量电路模块，同时采用信号隔离电路以及整形电路等功能电路模块，对采样信号进行功能分析，实现了该装置同时进行交流、直流、开关量等电力信号的实时测量。在相量信号测量中，采用了相位校正电路的设计，并在校正电路中以阻抗性元器件代替容抗性元器件；消除电路中的相角误差，提高了相量数掘的精度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于轨道电力系统的同步测量装置，其特征在于：包括由第一处理器构成的数据处理单元及由第二处理器构成的通信单元，数据处理单元与通信单元相连，数据处理单元及通信单元均连接GPS同步时钟，数据处理单元通过采样模块采集来自轨道电力系统的交流信号、直流信号及开关量信号，通信单元接入网络。

【技术特征摘要】
1.一种应用于轨道电力系统的同步测量装置，其特征在于:包括由第一处理器构成的数据处理单元及由第二处理器构成的通信单元，数据处理单元与通信单元相连，数据处理单元及通信单元均连接GPS同步时钟，数据处理单元通过采样模块采集来自轨道电力系统的交流信号、直流信号及开关量信号，通信单元接入网络。2.如权利要求1所述的一种应用于轨道电力系统的同步测量装置，其特征在于:所述数据处理单元与所述通信单元之间通过SPI接口进行内部数据交...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈平，薛吉，侯金华，李强，阮於东，
申请(专利权)人：上海电器科学研究院，上海电器科学研究所集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：