CN108459292A - 电子式互感器校验仪的控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子式互感器校验仪的控制***，属于互感器校验技术领域；所述信号切换采集模块与DSP相互连接；所述光纤接口模块与DSP相互连接；所述以太网模块通过EMIF与DSP相互连接；所述DSP与ARM及DSP处理单元连接；所述ARM及DSP处理单元与保护单元连接；所述光对时接口模块、电对时接口模块分别与DSP相互连接；所述光\电网络接口模块与FPGA连接；所述FPGA与以太网接口模块、USB接口模块相互连接；所述A\D采集模块与FPGA连接；可实现对电子式互感器进行精度校准和量值溯源；适应性、扩展性强，可以很容易地满足未来数字化变电站技术升级的需要。

Description

电子式互感器校验仪的控制***
技术领域
本发明涉及电子式互感器校验仪的控制***，属于互感器校验技术领域。
背景技术
互感器校验仪采用最新的虚拟仪器的设计思想，用户只需通过鼠标和键盘操作计算机屏幕上的虚拟仪器界面，输入互感器类型、量程、准确度等级、容量、功率因数等参数，即可完成对电流互感器和电压互感器的全自动测试，及对测试结果进行分析、计算和数据库管理，并可按用户的需求打印各种记录和证书。此装置是电力***和其它从事互感器检定单位的理想设备。
电流互感器的基本结构较为简单,主要是由一次绕组、二次绕组、铁心、构架、机壳和接线端子等结构组成。电流互感器的基本工作原理是与变压器相类似的,将一次绕组串联在电源线路中,将二次绕组串联在输出回路中,通过一次绕组和二次绕组的线圈匝数比,形成对一次绕组的线圈电流的放大(因为一般都是一次绕组的线圈匝数比二次绕组的线圈匝数要少)；二次绕组通过电磁感应原理得到了放大之后的电流,从而输出到后向闭合回路实现电流、电压、电阻抗等电力参数的检测。
互感器校验仪的主要用途，是对现场应用的或者在实验室应用的电压互感器和电流互感器进行技术性能的检定。为了实现这一目的，互感器校验仪必须与相关设备构成一套完整的全自动互感器校验装置。
数字(光电)互感器作为模拟世界到数字世界的桥梁，在数字化变电站中占有举足轻重的地位，可以认为数字(光电)互感器是数字化变电站的基石，所有的数字量都是来源它。因此数字(光电)互感器的精度和性能非常重要。我国计量法规定所有的计量器具都必须得到量传，也就是所有的计量器具都必须能够实现量值朔源。因此在实际应用中需要对数字(光电)互感器进行量传，在现场安装后也需要对其进行校验，验证其测量精度和稳定性。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的电子式互感器校验仪的控制***。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包含电源模块、DSP、FPGA、信号切换采集模块、光纤接口模块、以太网模块、ARM及DSP处理单元、保护单元、光对时接口模块、电对时接口模块、光\电网络接口模块、以太网接口模块、USB接口模块、A\D采集模块、显示模块；所述电源模块与DSP连接；所述DSP与FPGA相互连接；所述信号切换采集模块与DSP相互连接；所述光纤接口模块与DSP相互连接；所述以太网模块通过EMIF与DSP相互连接；所述DSP与ARM及DSP处理单元连接；所述ARM及DSP处理单元与保护单元连接；所述光对时接口模块、电对时接口模块分别与DSP相互连接；所述光\电网络接口模块与FPGA连接；所述FPGA与以太网接口模块、USB接口模块相互连接；所述A\D采集模块与FPGA连接；所述显示模块与FPGA相互连接。
作为优选，所述DSP、FPGA之间通过RS232连接。
作为优选，所述DSP通过RS232与TEST-COM连接。
作为优选，本发明通过检测该信号的高低电平差值就可以间接获得当前相位差值，从而根据前面所述理论获得对应电流大小，该信号周期与方波周期一致。
作为优选，所述FPGA通过内部时序控制单元控制A/D转换器在每个方波周期内对该信号高电平和低电平分别进行多次采样求平均后相减，获得该信号的解调信息即相位信息。
作为优选，本发明利用FPGA来实现精密时序控制的同时，实现非常复杂的信号处理算法，并以FPGA为核心器件完成光纤电流互感器信号检测和控制电路设计。
作为优选，所述信号切换采集模块所输出的频率可以由外部进行控制(有外部控制接口)，外部控制频率变化的电压是0-5V，控制电流小于1mA；当外部控制电压在0-5V变化时，低频信号发生器可以输出可以在100HZ到20KHZ之间变化。
作为优选，所述ARM及DSP处理单元将处理后的数字信号变为连续时间信号，这种信号的特点是一段一段的直线相连。
本发明中遇到的随机过程多是平稳随机过程而且是各态历经的，因而它的样本函数集平均可以根据某一个样本函数的时间平均来确定。平稳随机信号本身虽仍是不确定的，但它的相关函数却是确定的。在均值为零时,它的相关函数的傅里叶变换或Z变换恰恰可以表示为随机信号的功率谱密度函数，一般简称为功率谱。这一特性十分重要，这样就可以利用快速变换算法进行计算和处理。
采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的电子式互感器校验仪的控制***，可进行通信故障仿真测试，如帧丢失、通信延迟、通道异常等，全面考核电子式互感器的通信功能和容错能力；实现对电子式互感器的角差和比差的校验；可实现对电子式互感器进行精度校准和量值溯源；适应性、扩展性强，可以很容易地满足未来数字化变电站技术升级的需要。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图；
附图标记说明：
电源模块1、DSP 2、FPGA 3、信号切换采集模块4、光纤接口模块5、以太网模块6、ARM及DSP处理单元7、保护单元8、光对时接口模块9、电对时接口模块10、光\电网络接口模块11、以太网接口模块12、USB接口模块13、A\D采集模块14、显示模块15。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
参看如图1所示，本具体实施方式包含电源模块1、DSP 2、FPGA 3、信号切换采集模块4、光纤接口模块5、以太网模块6、ARM及DSP处理单元7、保护单元8、光对时接口模块9、电对时接口模块10、光\电网络接口模块11、以太网接口模块12、USB接口模块13、A\D采集模块14、显示模块15；所述电源模块1与DSP 2连接；所述DSP 2与FPGA 3相互连接；所述信号切换采集模块4与DSP 2相互连接；所述光纤接口模块5与DSP 2相互连接；所述以太网模块6通过EMIF与DSP 2相互连接；所述DSP 2与ARM及DSP处理单元7连接；所述ARM及DSP处理单元7与保护单元8连接；所述光对时接口模块9、电对时接口模块10分别与DSP 2相互连接；所述光\电网络接口模块11与FPGA 3连接；所述FPGA 3与以太网接口模块12、USB接口模块13相互连接；所述A\D采集模块14与FPGA 3连接；所述显示模块15与FPGA 3相互连接。
其中，所述DSP 2、FPGA 3之间通过RS232连接；所述DSP 2通过RS232与TEST-COM连接；本发明通过检测该信号的高低电平差值就可以间接获得当前相位差值，从而根据前面所述理论获得对应电流大小，该信号周期与方波周期一致；所述FPGA 3通过内部时序控制单元控制A/D转换器在每个方波周期内对该信号高电平和低电平分别进行多次采样求平均后相减，获得该信号的解调信息即相位信息；本发明利用FPGA来实现精密时序控制的同时，实现非常复杂的信号处理算法，并以FPGA为核心器件完成光纤电流互感器信号检测和控制电路设计；所述信号切换采集模块4所输出的频率可以由外部进行控制(有外部控制接口)，外部控制频率变化的电压是0-5V，控制电流小于1mA；当外部控制电压在0-5V变化时，低频信号发生器可以输出可以在100HZ到20KHZ之间变化；所述ARM及DSP处理单元7将处理后的数字信号变为连续时间信号，这种信号的特点是一段一段的直线相连。
本具体实施方式中遇到的随机过程多是平稳随机过程而且是各态历经的，因而它的样本函数集平均可以根据某一个样本函数的时间平均来确定。平稳随机信号本身虽仍是不确定的，但它的相关函数却是确定的。在均值为零时,它的相关函数的傅里叶变换或Z变换恰恰可以表示为随机信号的功率谱密度函数，一般简称为功率谱。这一特性十分重要，这样就可以利用快速变换算法进行计算和处理。
采用上述结构后，本具体实施方式有益效果为：本具体实施方式所述的电子式互感器校验仪的控制***，可进行通信故障仿真测试，如帧丢失、通信延迟、通道异常等，全面考核电子式互感器的通信功能和容错能力；实现对电子式互感器的角差和比差的校验；可实现对电子式互感器进行精度校准和量值溯源；适应性、扩展性强，可以很容易地满足未来数字化变电站技术升级的需要。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.电子式互感器校验仪的控制***，其特征在于：它包含电源模块、DSP、FPGA、信号切换采集模块、光纤接口模块、以太网模块、ARM及DSP处理单元、保护单元、光对时接口模块、电对时接口模块、光\电网络接口模块、以太网接口模块、USB接口模块、A\D采集模块、显示模块；所述电源模块与DSP连接；所述DSP与FPGA相互连接；所述信号切换采集模块与DSP相互连接；所述光纤接口模块与DSP相互连接；所述以太网模块通过EMIF与DSP相互连接；所述DSP与ARM及DSP处理单元连接；所述ARM及DSP处理单元与保护单元连接；所述光对时接口模块、电对时接口模块分别与DSP相互连接；所述光\电网络接口模块与FPGA连接；所述FPGA与以太网接口模块、USB接口模块相互连接；所述A\D采集模块与FPGA连接；所述显示模块与FPGA相互连接。
2.根据权利要求1所述的电子式互感器校验仪的控制***，其特征在于：所述DSP、FPGA之间通过RS232连接。
3.根据权利要求1所述的电子式互感器校验仪的控制***，其特征在于：所述DSP通过RS232与TEST-COM连接。
4.根据权利要求1所述的电子式互感器校验仪的控制***，其特征在于：它通过检测该信号的高低电平差值就可以间接获得当前相位差值，从而根据前面所述理论获得对应电流大小，该信号周期与方波周期一致。
5.根据权利要求1所述的电子式互感器校验仪的控制***，其特征在于：所述FPGA通过内部时序控制单元控制A/D转换器在每个方波周期内对该信号高电平和低电平分别进行多次采样求平均后相减，获得该信号的解调信息即相位信息。
6.根据权利要求1所述的电子式互感器校验仪的控制***，其特征在于：它利用FPGA来实现精密时序控制的同时，实现非常复杂的信号处理算法，并以FPGA为核心器件完成光纤电流互感器信号检测和控制电路设计。
7.根据权利要求1所述的电子式互感器校验仪的控制***，其特征在于：所述信号切换采集模块所输出的频率可以由外部进行控制，外部控制频率变化的电压是0-5V，控制电流小于1mA；当外部控制电压在0-5V变化时，低频信号发生器可以输出可以在100HZ到20KHZ之间变化。
8.根据权利要求1所述的电子式互感器校验仪的控制***，其特征在于：所述ARM及DSP处理单元将处理后的数字信号变为连续时间信号，这种信号的特点是一段一段的直线相连。
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