專利名稱：具有通用性的模擬量輸入合并單元測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種智能電網(wǎng)合并單元的測(cè)試，尤其涉及ー種具有通用性的模擬量輸入合并單元測(cè)試系統(tǒng)，屬于智能電網(wǎng)的測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著智能電網(wǎng)建設(shè)從規(guī)劃設(shè)點(diǎn)階段走向全面建設(shè)階段，作為電子式互感器的接ロ設(shè)備——合并單元(MU)的應(yīng)用隨之全面鋪開。目前，MU的應(yīng)用具有多種方案，其中，MU與具有模擬量輸出的傳統(tǒng)互感器配合，已經(jīng)是一個(gè)被業(yè)內(nèi)接受并得到應(yīng)用的方案。MU作為ー
個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的自動(dòng)化裝置而出現(xiàn)，負(fù)責(zé)完成互感器輸出的模擬量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、ー個(gè)間隔或多個(gè)間隔內(nèi)多支互感器的數(shù)據(jù)同步、采樣數(shù)據(jù)的處理和發(fā)送以及其他必要的數(shù)字量采集、自檢等等功能。MU作為過程層的接ロ設(shè)備，對(duì)于所有間隔層設(shè)備和整個(gè)站控層系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，起著至關(guān)重要的作用。目前國(guó)內(nèi)外還沒有一套專門的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)合并單元(MU)這ー運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行単獨(dú)的功能和性能檢測(cè)，這給間隔層的保護(hù)設(shè)備、計(jì)量設(shè)備、監(jiān)測(cè)和控制設(shè)備、故障錄波設(shè)備等造成了極大的安全隱患，與目前智能電網(wǎng)發(fā)展需求極不相符，急需開發(fā)出有針對(duì)性的、通用的檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)滿足工程建設(shè)的需要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展，針對(duì)目前廣泛使用的模擬量輸入合并單元裝置，研制出具有自適應(yīng)接ロ的、具有通用性和廣泛適用性的合并單元測(cè)試系統(tǒng)，以滿足智能電網(wǎng)發(fā)展迫切之需。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供ー種具有通用性的模擬量輸入合并單元測(cè)試系統(tǒng)，其特征是，包含一接收被測(cè)的合并單元及ー模擬信號(hào)源輸出的信號(hào)的測(cè)試儀，運(yùn)行后臺(tái)分析系統(tǒng)的上位機(jī)，所述上位機(jī)通過接ロ與所述測(cè)試儀連接通訊。所述測(cè)試儀中包含模擬量采集模塊、同步模塊和數(shù)字量采集模塊。所述測(cè)試儀中的模擬量采集模塊接收所述模擬信號(hào)源產(chǎn)生的模擬信號(hào)，并進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。所述測(cè)試儀的數(shù)字量采集模塊接收被測(cè)合并単元的以太網(wǎng)輸出或串行輸出。所述接ロ包含USB ロ、以太網(wǎng)ロ。模擬信號(hào)源產(chǎn)生的模擬量輸出信號(hào)為額定100V電壓，或額定5A電流，或額定IA電流，或峰值IOV以內(nèi)的電壓信號(hào)。所述模擬量采集模塊采用同歩數(shù)據(jù)采集卡。本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果I、采用獨(dú)立的高精度采集模塊。該模塊采集MU的模擬輸入量，作為測(cè)試系統(tǒng)的參考基準(zhǔn)源，同時(shí)同步接收合并単元的輸出作為被測(cè)信號(hào)。數(shù)字化后的基準(zhǔn)源和試品信號(hào)便于后續(xù)進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)處理和分析。2、采用寬量程、高兼容、自適應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，保證測(cè)試系統(tǒng)具有較高的通用性，能與不同廠家的合并單元零障礙互聯(lián)對(duì)接。3、可以與目前MU的所有協(xié)議類型進(jìn)行自適應(yīng)接ロ IEC61850-9_1，IEC61850-9-2LE，國(guó)網(wǎng)版 IEC61850-9-2LE，IEC61850-9-2，IEC60044-8 版 FT3，國(guó)網(wǎng)版 FT3，系統(tǒng)能按規(guī)則對(duì)各種協(xié)議進(jìn)行正確性分析，具有很強(qiáng)的通用性。4、高精度基準(zhǔn)源模擬信號(hào)采集結(jié)合完善的算法，可以滿足對(duì)合并単元的保護(hù)電流，測(cè)量電流，電壓的比差、角差、頻差、復(fù)合誤差、延時(shí)、同步特性等指標(biāo)的檢測(cè)。5、分層式便攜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，很好的解決了測(cè)試儀器的電磁兼容、散熱和運(yùn)輸攜帶等問題。6、完善的自檢措施與信息提示，保證儀器在運(yùn)行過程中可靠無(wú)誤。7、基于虛擬儀器技術(shù)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)，清晰明了，自適應(yīng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了用戶使用中的配置，減少出錯(cuò)幾率。

圖I是本實(shí)用新型的測(cè)試系統(tǒng)連接通訊示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。如圖I所示，本實(shí)用新型的測(cè)試系統(tǒng)主要包括測(cè)試儀I、上位機(jī)2和待測(cè)試的合并単元MU。合并單元MU為模擬量輸入類型的合并單元，即為本測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試對(duì)象。測(cè)試儀I為ー種對(duì)合并単元MU進(jìn)行測(cè)試的設(shè)備。測(cè)試儀I中包含模擬量采集模塊11、同步模塊12和數(shù)字量采集模塊13。上位機(jī)2為本測(cè)試系統(tǒng)中運(yùn)行后臺(tái)分析系統(tǒng)軟件的配套筆記本電腦。上位機(jī)2中的后臺(tái)分析系統(tǒng)采用完善的濾波和高精度算法及頻率跟蹤處理，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)算采樣值的頻率、相位、幅值，同時(shí)完成波形繪制、諧波分析、數(shù)據(jù)錄波、報(bào)告生成等功能。測(cè)試儀I和上位機(jī)2通過USB ロ 4和以太網(wǎng)ロ 5的通訊方式連接，相對(duì)于其他總線接ロ方式，具有極大的通用性和便攜性。在測(cè)試吋，由外部提供一個(gè)模擬信號(hào)源3，或者由被測(cè)試對(duì)象自帶一可提供模擬量信號(hào)的模擬信號(hào)源3。模擬信號(hào)源3提供的模擬信號(hào)可以是額定100V電壓，或額定5A電流，或額定IA電流，或峰值IOV以內(nèi)小電壓信號(hào)。其中峰值IOV以內(nèi)的小電壓信號(hào)可以是LPCT電子式電流互感器的輸出，也可以是羅氏線圈的微分電壓輸出；100V電壓或5A、1A電流可以是傳統(tǒng)電壓互感器PT、電流互感器CT的輸出，這幾類涵蓋了目前模擬量輸出的互感器的各個(gè)類型。測(cè)試儀I中的各模塊采用獨(dú)立的高精度模塊，具有更好的通用性、互換性。其中，較佳地，模擬量采集模塊11采用美國(guó)NI公司的高精度同步數(shù)據(jù)采集卡完成模擬量的采集，該采集卡具有24位AD，高精密、低噪聲、低溫度系數(shù)的采樣回路，準(zhǔn)確度高達(dá)O. 02%,多通道同步誤差小于O. 5微秒。同步模塊12采用Xilinx公司的FPGA為主處理器，結(jié)合高精度溫補(bǔ)晶振，完成光纖秒脈沖對(duì)時(shí)功能，保證整秒時(shí)間的準(zhǔn)確性。數(shù)字量采集模塊13采用飛思卡爾公司的PowerPC與Xilinx公司的FPGA作為主處理器，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司(NS)的DP83640作為以太網(wǎng)收發(fā)器件，結(jié)合存儲(chǔ)電路、電源調(diào)理等回路完成對(duì)被測(cè)試合并単元MU的數(shù)字量接收。測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試過程為模擬信號(hào)源3產(chǎn)生的模擬信號(hào)同時(shí)進(jìn)入合并單元MU和測(cè)試儀1，測(cè)試儀I中的模擬量采集模塊11進(jìn)行高精度AD轉(zhuǎn)換，該采樣值是合并單元MU準(zhǔn)確度測(cè)試、諧波測(cè)試、延時(shí)測(cè)試等功能的參考基準(zhǔn)。同吋，測(cè)試儀I的數(shù)字量采集模塊13接收被測(cè)合并單元MU的以太網(wǎng)輸出或串行FT3輸出，同步光秒脈沖信號(hào)的連接，根據(jù)合并単元MU的應(yīng)用情況選擇是否連接。測(cè)試儀I通過USB ロ 4和以太網(wǎng)ロ 5將所獲取的所有數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)2。上位機(jī)2中后臺(tái)分析系統(tǒng)軟件以50K采樣率的多周波數(shù)據(jù)窗進(jìn)行濾波和傅氏變換，使精度校驗(yàn)結(jié)果不受系統(tǒng)一次側(cè)電量頻率波動(dòng)的影響，分析得出比差、相差、頻差、絕對(duì)延時(shí)時(shí)間、合并 単元報(bào)文離散性等指標(biāo)，并對(duì)該指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和評(píng)定。軟件同時(shí)能完成采樣值的波形繪制，增強(qiáng)直觀性。能夠采用C0MTRADE格式對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，井能夠?qū)υ摂?shù)據(jù)文件進(jìn)行事后回放。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.ー種具有通用性的模擬量輸入合并單元測(cè)試系統(tǒng)，其特征是，包含 一接收被測(cè)的合并單元及ー模擬信號(hào)源輸出的信號(hào)的測(cè)試儀， 運(yùn)行后臺(tái)分析系統(tǒng)的上位機(jī)，所述上位機(jī)通過接ロ與所述測(cè)試儀連接通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有通用性的模擬量輸入合并單元測(cè)試系統(tǒng)，其特征是，所述測(cè)試儀中包含模擬量采集模塊、同步模塊和數(shù)字量采集模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有通用性的模擬量輸入合并單元測(cè)試系統(tǒng)，其特征是，所述測(cè)試儀中的模擬量采集模塊接收所述模擬信號(hào)源產(chǎn)生的模擬信號(hào)，并進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有通用性的模擬量輸入合并單元測(cè)試系統(tǒng)，其特征是，所述測(cè)試儀的數(shù)字量采集模塊接收被測(cè)合并単元的以太網(wǎng)輸出或串行輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有通用性的模擬量輸入合并單元測(cè)試系統(tǒng)，其特征是，所述接ロ包含USB ロ、以太網(wǎng)ロ。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有通用性的模擬量輸入合并單元測(cè)試系統(tǒng)，其特征是，模擬信號(hào)源產(chǎn)生的模擬量輸出信號(hào)為額定IOOV電壓，或額定5A電流，或額定IA電流，或峰值IOV以內(nèi)的電壓信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的具有通用性的模擬量輸入合并單元測(cè)試系統(tǒng)，其特征是，所述模擬量采集模塊采用同歩數(shù)據(jù)采集卡。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有通用性的模擬量輸入合并單元測(cè)試系統(tǒng)，包含一接收被測(cè)的合并單元及一模擬信號(hào)源輸出的信號(hào)的測(cè)試儀，運(yùn)行后臺(tái)分析系統(tǒng)的上位機(jī)，所述上位機(jī)通過接口與所述測(cè)試儀連接通訊。本實(shí)用新型的合并單元測(cè)試系統(tǒng)采用獨(dú)立的高精度采集模塊，保證測(cè)試系統(tǒng)具有較高的通用性，能與不同廠家的合并單元零障礙互聯(lián)對(duì)接，具有很強(qiáng)的通用性和廣泛適用性，分層式便攜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，很好的解決了測(cè)試儀器的電磁兼容、散熱和運(yùn)輸攜帶等問題，可以滿足智能電網(wǎng)發(fā)展的迫切之需。
文檔編號(hào)G01R31/00GK202443082SQ20122006080
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者周東頂, 張煒, 張耀宇, 湯漢松, 羅強(qiáng), 莫漢宗 申請(qǐng)人:江蘇凌創(chuàng)電氣自動(dòng)化股份有限公司