专利名称：矢量变换标准装置的制作方法
技术领域：
矢量变换标准装置技术领域：
本实用新型涉及计量检测领域，具体是一种矢量变换标准装置。背景技术：
大型变电站的接地网在保证电力设备的稳定运行和人身安全方 面起着决定性的作用，因此需要经常对接地网进行检测。目前通常采用试验电流为3A 20A的异频电流法测试大型接地装置的工频特性 参数，预计未来几年会有更多的异频大电流接地电阻测试仪器进入电 力系统。而现有的计量手段只能检测0.5A以下的接地电阻测试仪器， 不能对测试仪器的全部量程进行检测。此外，现有的计量标准只能进 行纯电阻的检测，对于测试仪器的电抗测量部分不能捡测，无法保证 量值传递的准确和可靠性。电容电感测试仪是电力系统新出现的一种测试仪器，目前尚无相 应的检定装置。
实用新型内容为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供一种矢量 变换标准装置，以全程检测电阻测量仪器，保证检测的准确与可靠性， 并实现对电容电感测试仪的检定。为此，本实用新型采用以下技术方案矢量变换标准装置，其特 征在于它包括控制器和与控制器相连的电流检测模块、电压输出模 块、电压检测模块和电流输出模块，所述的电流检测模块和电压输出 模块形成阻抗通道，而电压检测模块和电流输出模块则形成导纳通 道。控制器用以控制其他器件的运作和信号处理。阻抗通道用以检测 电阻测量仪器，通过检测被检接地电阻测试仪的输出电流，根据接地 网的物理模型，控制器采用数值计算的方法模拟出测量电流和干扰接 地电流流过接地阻抗两端的电压，作为标准测试信号提供给被检仪器进行测试，从而实现对接地电阻测试仪的检定测试；而导纳通道用以检测电容电感测试仪器，通过检测被检电容电感测试仪的输出电压， 控制器采用数值计算的方法模拟出测量电压加在电容、电感两端产生 的电流，作为标准测试信号提供给被检仪器进行测试，从而实现对电 容电感测试仪的检定测试。检测电阻测试仪时，根据不同的工作需要，控制器可控制采用四种电压输出模式一、 参数模式用串联电路模型中RLC的参数值由如下公式直接合成出输出电压。m = 十Mf = + 丄i + 丄f/<if二、 阻抗模式通过测量输入电流的基波角频率"，按照X^"L和 Xc-1/"C用串联电路模型中R XlXc的数値由如下公式合成出 输出电压。w = w及+ w丄+ wc = +*^ + 6iA^ f/A三、 相移模式以输入电流的基波周期T为参照，对输入电流/ =《0按照z = V^2 + (A - ic)2和P =《—i^S^ ，如下公式用 移相的方法输出电压。四、 参考电压模式不计输入电流信号，直接用谐波合成的方法由如下公式输出电压；<formula>formula see original document page 5</formula>为了检测被检仪器的抗干扰能力，在上面模式一、二、三的输出 电压基础上还可以迭加模式四产生与输入电流无关的干扰电压。检测电容电感测试仪时，根据不同的工作需要，控制器则可控制 采用四种电压输出模式一、 参数模式用并联电路模型中RLC的参数值由如下公式直接合成出输出电流。<formula>formula see original document page 5</formula>二、 导纳模式通过测量输入电压的基波角频率"，按照BC="C和 B^1/"L用并联电路模型中G BcB^的数值由如下公式合成出 输出电压。三、 相移模式以输入电压的基波周期T为参照，对输入电压按照<formula>formula see original document page 5</formula>，如下公式用移相的方法输出电流。四、 参考电流模式不计输入电压信号，直接用谐波合成的方法由如下公式输 出电流；为了检测被检仪器的抗干扰能力，在上面模式一、二、三的输出 电流的基础上还可以迭加模式四产生与输入电压无关的干扰电流。
本实用新型可全量程检测异频大电流接地电阻测试仪，保证了计 量传递的准确可靠；装置用矢量法和移相法产生各种类型的可调虚拟 阻抗，对现场实际工作中出现的接地电阻测试仪中的电抗测量部分可 以进行准确计量，解决了以往电抗分量不能检测的问题；在异频大电 流接地电阻测试仪的检测过程中，采用模拟工频及谐波干扰法，可以 定量检测大电流接地电阻测试仪的抗干扰性能；装置用矢量法和移相 法产生各种类型的电容、电感值，实现了对电容电感测试仪的检测。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型采取如下 技术措施
所述的电流检测模块包括电流输入放大器和模拟一数字转换器， 电压输出模块则包括模拟—数字转换器和电压输出放大器。电流输入 放大器用以连接电阻测试仪并通过模拟一数字转换器将电流信号转 换成数字量提供给控制器进行处理，控制器处理完毕后发出控制信 号，模拟一数字转换器将其转换成模拟信号，经电压输出放大器放大 后向电阻测试仪提供电压。
所述的电压检测模块包括电压输入放大器和模拟一数字转换器， 电流输出模块则包括模拟_数字转换器和电流输出放大器。电压输入 放大器用以连接电容电感测试仪并通过模拟 一 数字转换器将电压信 号转换成数字量提供给控制器进行处理，控制器处理完毕后发出控制 信号，模拟一数字转换器将其转换成模拟信号，经电流输出放大器放 大后向电容电感测试仪提供电流。
所述的矢量变换标准装置设有USB接口 ，该UBS接口与控制器、 电压输入放大器以及电流输入放大器相连。USB接口用以连接计算机，便于在计算机上用控制软件来控制装置运行，更加方便。
所述的控制器为FPGA控制器，FPGA可以针对所需的应用或功 能要求进行编程，十分方便。
所述的控制器连接有复位按钮，进行新的检测前，可先将装置复位。
有益效果本实用新型通过采用控制器进行矢量计算并模拟输 出，能全量程检测异频大电流接地电阻测试仪，保证了计量传递的准 确可靠，并可检测电抗分量和抗干扰性能，同时可实现对电容电感测 试仪的检测。
图1为本实用新型的结构原理框图。
图2为本实用新型的面板示意图。
具体实施方式
如图1、 2所示的矢量变换标准装置，FPGA控制器分别连接有 USB接口以及两个ADC (模拟一数字转换器)和两个DAC (数字一 模拟转换器)。这四个转换器分别连接电流输入放大器、电压输入放 大器、电压输出放大器和电流输出放大器，电流输入放大器、电压输 入放大器还与USB接口相连。
其中，电流输入放大器、一ADC、 一DAC和电压输出放大器形 成阻抗通道，电压输入放大器、一ADC、 一DAC和电流输出放大器 形成导纳通道。装置还设有复位按钮，与控制器相连。
使用时，将USB接口连接计算机，根据检测对象的不同，将仪 器接入阻抗通道或导纳通道，然后选择需要的控制器模式便可实现对 仪器的检验。
权利要求1、矢量变换标准装置，其特征在于它包括控制器和与控制器相连的电流检测模块、电压输出模块、电压检测模块和电流输出模块，所述的电流检测模块和电压输出模块形成阻抗通道，而电压检测模块和电流输出模块则形成导纳通道。
2、 根据权利要求1所述的矢量变换标准装置，其特征在于所 述的电流检测模块包括电流输入放大器和模拟—数字转换器，电压输 出模块则包括模拟—数字转换器和电压输出放大器。
3、 根据权利要求1所述的矢量变换标准装置，其特征在于所 述的电压检测模块包括电压输入放大器和模拟 一 数字转换器，电流输 出模块则包括模拟 一 数字转换器和电流输出放大器。
4、 根据权利要求1至3任一项所述的矢量变换标准装置，其特 征在于所述的矢量变换标准装置设有USB接口，该UBS接口与控 制器、电压输入放大器以及电流输入放大器相连。
5、 根据权利要求4所述的矢量变换标准装置，其特征在于所述的控制器为FPGA控制器。
6、 根据权利要求4所述的矢量变换标准装置，其特征在于所述的控制器连接有复位按钮。
专利摘要矢量变换标准装置，涉及计量检测领域。现有技术存在不能全程检测、电抗测量部分不能检测、无法保证量值传递的准确和可靠性、无法检测电容电感测试仪的缺陷，本实用新型包括控制器和与控制器相连的电流检测模块、电压输出模块、电压检测模块和电流输出模块，所述的电流检测模块和电压输出模块形成阻抗通道，而电压检测模块和电流输出模块则形成导纳通道。通过采用控制器进行矢量计算并模拟输出，能全量程检测异频大电流接地电阻测试仪，保证了计量传递的准确可靠，并可检测电抗分量和抗干扰性能，同时可实现对电容电感测试仪的检测。
文档编号G01R31/00GK201173968SQ20082008314
公开日2008年12月31日 申请日期2008年2月1日 优先权日2008年2月1日
发明者吴江萍, 斯征宇, 范东明 申请人:浙江省电力试验研究院