一種遠(yuǎn)距離無線向量儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力參數(shù)測量技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，設(shè)及一種遠(yuǎn)距離無線向量儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力參數(shù)測量是保證輸電線路正常運(yùn)行的重要舉措，是新、改、擴(kuò)建發(fā)電廠和輸變 工程中必不可少的環(huán)節(jié)。其中，電壓、電流、頻率、功率、相位差是電力系統(tǒng)中重要監(jiān)測的參 數(shù)，在輸電線Ξ相并網(wǎng)中，對各相的電壓、頻率和相位有著嚴(yán)格的參數(shù)要求，并網(wǎng)前要準(zhǔn)確 測量，否則錯(cuò)誤并網(wǎng)可能造成電力系統(tǒng)的崩潰與擁痕。為了正確的并列，不但要一次側(cè)參數(shù) 符合要求，還要求二次側(cè)參數(shù)也在規(guī)定范圍之內(nèi)，否則也會(huì)發(fā)生非同期并列。
[0003] 在二次電力參數(shù)的實(shí)際測量中，有時(shí)需要同時(shí)測量兩個(gè)源的參數(shù)，將兩個(gè)源的測 量結(jié)果進(jìn)行對比，得出相位差等電力參數(shù)。但是，有的被測源之間的距離較遠(yuǎn)，其間夾雜著 變電站的墻壁或建筑，故測量時(shí)較為困難。常規(guī)的電力參數(shù)測量儀都是有線的，只能測量一 端的信號源，無法同時(shí)測量異端的遠(yuǎn)距離信號源，所W必須采用無線測量方式來解決問題。
[0004] 目前，市場上已具有性能較好的Ξ相向量儀，但其都是有線設(shè)計(jì)，無法滿足遠(yuǎn)端電 力參數(shù)的測量需求。除了有線向量儀W外，具備無線電力參數(shù)測量功能的儀器只有高壓無 線核相儀，但高壓無線核相儀只限用于一次側(cè)的電力參數(shù)測量，其量程一般較大，適用于 0.4-220kV范圍的測量。并且一般只能用于高壓核相，結(jié)果顯示為單一的同相或異相，無法 精確測量具體的電力參數(shù)，對二次側(cè)的核相誤差較大。高壓無線核相儀的無線通信距離也 只有幾十米，且為可視距離，更無法穿透厚的墻壁等物體，故不能滿足二次側(cè)遠(yuǎn)距離電力參 數(shù)的測量。
[000引為此，結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)和實(shí)際使用需求，研制一種?？谟糜诙蝹?cè)遠(yuǎn)距離電力參 數(shù)測量的儀器至關(guān)重要。運(yùn)將解決變電站二次側(cè)異端無法同時(shí)測量電力參數(shù)的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種遠(yuǎn)距離無線向量儀，適用于變 電站二次電力參數(shù)的遠(yuǎn)距離無線測量，W解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法同時(shí)測量異端電力參 數(shù)的問題。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一種遠(yuǎn)距離無線向量儀，其特征在于，包括結(jié)構(gòu)相同 的主機(jī)和從機(jī)；
[0008] 其中，所述的主機(jī)和從機(jī)均包括控制及運(yùn)算系統(tǒng)、時(shí)鐘同步系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集單元、 按鍵及顯示單元、無線通信單元、SD卡存儲(chǔ)單元、20Mhz恒溫晶振、GPS授時(shí)單元、I邸E1588時(shí) 鐘同步單元、RJ45網(wǎng)口；
[0009] 其中，在主機(jī)和從機(jī)各自的內(nèi)部，其數(shù)據(jù)采集單元、按鍵及顯示單元、無線通信單 元、SD卡存儲(chǔ)單元均與控制及運(yùn)算系統(tǒng)相連接;20Mhz恒溫晶振、GPS授時(shí)單元、IE邸1588時(shí) 鐘同步單元與時(shí)鐘同步系統(tǒng)相連接，20Mhz恒溫晶振為時(shí)鐘同步系統(tǒng)提供穩(wěn)定的時(shí)鐘源； GPS授時(shí)單元接收衛(wèi)星發(fā)出的授時(shí)信號送給時(shí)鐘同步系統(tǒng)；IEEE158別寸鐘同步單元負(fù)責(zé)收 發(fā)IE邸158別寸鐘同步協(xié)議報(bào)文并與RJ45網(wǎng)口相連接；
[0010] 在時(shí)鐘同步系統(tǒng)控制下，先保持主、從機(jī)內(nèi)的時(shí)鐘同步;遠(yuǎn)距離無線向量儀開始測 量時(shí)，先在主機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集單元中設(shè)置采集起始時(shí)刻和采集持續(xù)時(shí)間，并通過無線通信 單元將此時(shí)間設(shè)置下發(fā)給從機(jī)；
[0011] 主、從機(jī)內(nèi)的采集單元在IE邸158別寸鐘同步單元提供的本地時(shí)鐘到達(dá)采集起始時(shí) 刻時(shí)，開始同步采集被測信號，被測信號經(jīng)采樣電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號，再將電壓信號轉(zhuǎn)換成 符合AD采集的電壓信號，經(jīng)過濾波電路后送給AD采集器轉(zhuǎn)換成電壓信號的數(shù)字量瞬時(shí)值， 最后把該數(shù)字量瞬時(shí)值送入控制及運(yùn)算系統(tǒng)處理；
[0012] 主機(jī)和從機(jī)內(nèi)的控制及運(yùn)算系統(tǒng)對數(shù)字量瞬時(shí)值進(jìn)行處理，通過遞推傅里葉變換 逐點(diǎn)求出相應(yīng)時(shí)刻的電壓幅值、相角W及頻率，并打上本地的時(shí)間標(biāo)簽;主、從機(jī)將上述計(jì) 算出的參數(shù)結(jié)果通過按鍵及顯示單元進(jìn)行顯示處理，同時(shí)存儲(chǔ)在SD卡存儲(chǔ)單元中待用；
[0013]此外，主機(jī)的控制及運(yùn)算系統(tǒng)還可W通過無線通信單元召喚從機(jī)的計(jì)算結(jié)果，并 在主機(jī)的顯示模塊中同時(shí)顯示主、從機(jī)之間的比對結(jié)果，根據(jù)比對結(jié)果，利用主、從機(jī)配置 的語音通話功能，使主、從機(jī)之間人員進(jìn)行溝通，從而完成相應(yīng)測點(diǎn)進(jìn)行測量。
[0014]本發(fā)明的發(fā)明目的是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：
[0015]本發(fā)明一種遠(yuǎn)距離無線向量儀，由主機(jī)和從機(jī)兩個(gè)部分組成，主、從機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)完 全相同，只是程序上有所區(qū)別，主要由控制及運(yùn)算系統(tǒng)和時(shí)鐘同步系統(tǒng)兩大系統(tǒng)組成。其 中，控制及運(yùn)算系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集單元、按鍵及顯示單元、無線通信單元、SD卡存儲(chǔ)單元;時(shí)鐘同 步系統(tǒng)控制20Mhz恒溫晶振、GPS授時(shí)單元、IE邸1588時(shí)鐘同步單元;時(shí)鐘同步系統(tǒng)的功能是 保證主、從機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘同步，控制及運(yùn)算系統(tǒng)的功能是控制各功能單元并處理運(yùn)算數(shù)據(jù)。在 數(shù)據(jù)采集單元內(nèi)部分別配有電壓表筆和電流錯(cuò)，電壓表筆用于電壓信號的采集，電流錯(cuò)用 于電流信號的采集。
[0016]同時(shí)，本發(fā)明一種遠(yuǎn)距離無線向量儀還具有W下有益效果：
[0017] (1)、采用大功率的無線收發(fā)裝置，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離電力參數(shù)的測量，突破了傳統(tǒng)有 線向量儀無法異端測量的技術(shù)缺陷；
[0018] (2)、集成了對講機(jī)功能，使得遠(yuǎn)距離測量時(shí)不必再額外攜帶對講機(jī)，既減少了成 本，又減輕了負(fù)重；
[0019] (3)、采用了GP洞步技術(shù)，大大提高了測量相位差等電力參數(shù)差值的精度；
[0020] (4 )、采用了IE邸158別寸鐘同步和恒溫晶振自守時(shí)同步，彌補(bǔ)了室內(nèi)或陰天無法使 用GPS同步的缺點(diǎn)，利用IEEE1588有線同步一次就可高精度2小時(shí)自守時(shí)同步，使向量儀使 用起來方便許多；
[0021] (5)、采用了基于電磁感應(yīng)的錯(cuò)式電流探頭采集電流信號，不僅測量方便，又保障 了測量人員的安全；
[0022] (6)、全套設(shè)備的操作僅需兩人即可，減小了遠(yuǎn)距離測量的作業(yè)人員數(shù)量，提升了 電力參數(shù)測量的效率；
[0023] (7)、SD卡可存儲(chǔ)測量后的結(jié)果與數(shù)據(jù)，測量人員不必手工記錄數(shù)據(jù)，既節(jié)約了測 量時(shí)間，又避免了手工記錄時(shí)可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤。
【附圖說明】
[0024] 圖1是遠(yuǎn)距離無線向量儀的原理框圖；
[0025] 圖2是遠(yuǎn)距離無線向量儀的實(shí)物圖；
[0026] 圖3是遠(yuǎn)距離無線向量儀的實(shí)物圖；
[0027] 圖4是遠(yuǎn)距離無線向量儀的功能示意圖；
[002引圖5是主、從機(jī)時(shí)鐘同步不意圖；
[0029] 圖6是IE邸158別寸鐘同步單元的同步流程圖；
[0030] 圖7是無線通信單元的設(shè)計(jì)原理圖；
[0031 ]圖8是遠(yuǎn)距離無線向量儀聯(lián)機(jī)測量流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，W便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地 理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在W下的描述中，當(dāng)已知功能和設(shè)計(jì)的詳細(xì)描述也許 會(huì)淡化本發(fā)明的主要內(nèi)容時(shí)，運(yùn)些描述在運(yùn)里將被忽略。
[0033] 實(shí)施例
[0034] 圖1是遠(yuǎn)距離無線向量儀的原理框圖。
[003引在本實(shí)施例中，如圖1所示，本發(fā)明一種遠(yuǎn)距離無線向量儀，包括，主機(jī)和從機(jī)。
[0036] 其中，主機(jī)和從機(jī)均包括控制及運(yùn)算系統(tǒng)、時(shí)鐘同步系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集單元、按鍵及 顯示單元、無線通信單元、SD卡存儲(chǔ)單元、20Mhz恒溫晶振、GPS授時(shí)單元、IE邸1588時(shí)鐘同步 單元、RJ45網(wǎng)口；
[0037] 在主機(jī)和從機(jī)各自的內(nèi)部，其數(shù)據(jù)采集單元、按鍵及顯示單元、無線通信單元、SD 卡存儲(chǔ)單元均與控制及運(yùn)算系統(tǒng)相連接；
[003引20Mhz恒溫晶振、GPS授時(shí)單元、I趾E1588時(shí)鐘同步單元與時(shí)鐘同步系統(tǒng)相連接，20Mhz恒溫晶振為時(shí)鐘同步系統(tǒng)提供穩(wěn)定的時(shí)鐘源;GPS授時(shí)單元接收衛(wèi)星發(fā)出的授時(shí)信號 送給時(shí)鐘同步系統(tǒng)；I邸E158別寸鐘同步單元負(fù)責(zé)收