专利名称：继电保护差动向量自动化识别仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及仪器仪表领域，尤其是一种继电保护差动向量自动化识 别仪。
背景技术：
继电保护向量是检验差动保护回路接线以及电流互感器极性正确与否的 重要指标，差动向量的检验是变压器以及母线等设备投运前一项必不可少的 重要工作。如何适应从电磁保护向微机保护过渡差动保护接线及向量的变化， 如何提高继电保护向量测量的自动化水平、减轻专业人员现场工作的难度和 劳动强度，是工作人员所期望的。
目前在现场实际工作中，继电保护人员在做变压器差动保护或母线差动 保护向量时， 一般采用测量加手工计算相结合的方法。具体方法是使用普通 向量表接入一个电压作为基准电压，然后用卡钳表分别测量接入差动保护回 路各电流相对于参考电压的相位以及各路电流的幅值，然后通过画相量图和 计算的方法判断保护相量的正确性。此方法存在如下问题1.参考电压表面 上保持不变，但测量各路电流时参考电压的相位是时刻变化的，即由基准误 差造成测量误差；2.由于差动回路各路电流需要分别测量，各路电流潮流是 时刻变化的，测量时刻不一致必然造成测量误差；3.对于多巻变压器，由于 各侧电压等级不同并且还有角度的变化，在现场计算和判断存在难度。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有同步测量功 能、自动计算判断并且能够提高测量精度的继电保护差动向量自动化识别仪。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的 一种继电保护差动向量自动化识别仪，由机壳及其内部的控制电路构成， 在机壳上设有按键、液晶显示器，其特征在于机壳内的控制电路由单片机、 电源转换模块、 一个电压通道、三个电流通道、多路模数转换器、键盘电路、 存储器、液晶显示模块及通信模块构成，电源转换模块为控制电路供电，单 片机通过SPI接口与多路模数转换器的输出端相连接，多路模数转换器的输
入端分别与一个电压通道、三个电流通道相连接，单片机通过i/o接口分别与
键盘电路、液晶显示模块、存储器及通信模块相连接，电压通道、电流通道、 键盘电路、液晶显示模块及通信模块分别与机壳上的电压测试口、电流测试 口、按键、液晶显示器及串行通信口相连接。而且，所述的单片机为ATMEL89系列单片机，多路模数转换器为8通 道24位模数转换器ADS1216芯片，存储器为24CXX系列的E^ROM，显示 控制模块为MGLS12864模块。
本实用新型的优点和积极效果是
1. 本自动识别仪设置有三路电流输入口、三路电压输入口，其内部的控 制电路能够同时采集接入差动继电器的各路电流幅值和相位并自动记录，具 备了同时测量差动回路的各路电流的能力，保证了电压基准和各路电流采样 时刻一致性，避免了测量时刻的差异造成测量误差的问题，并且，能够按照 事先设置的参数自动把差动回路各路电流的幅值和相位换算到同一侧进行计 算，解决了在测量各路电流时测量基准量时刻变化，即由于基准误差造成测 量误差的问题。
2. 本自动识别仪在接入差动保护各回路电流换算的基础上，自动计算并 绘出差动回路各路电流的向量图，自动给出差动向量测量正确与否的结果， 具备了自动计算判别功能，实现自动计算和自动判断向量正确性功能，解决 了对于多巻变压器由于各侧电压等级不同并且接线组别不同，在现场计算和 判断复杂繁琐的问题。
3. 本自动识别仪设置有"YY""YA""YYA"三种测量模式，可以
将各侧测量的数据存入缓冲区，然后对存入缓冲区的数据进行计算、输出分 析结果并存入仪器存储区内，能够直观地显示个侧电流的大小以及相互之间 的向量关系。
4. 本自动识别仪设有串行通信口，可以将测试结果传输给计算机上以实 现自动输出测试报告的功能，在计算机上将包括测试数据、向量图、领'H式结 果、测试时间及人员等信息的差动向量测试报告进行打印或存储，实现计算 机化的管理，告别了过去现场手动记录及手写报告的历史。
5. 本实用新型具备了同步测量、自动计算判别和自动输出测试报告的功 能，告别了过去逐相测量、繁琐计算和手写报告的历史，实现了现场继电保 护差动向量测量工作的自动化，提高现场向量测量的准确性和工作质量，避 免向量错误造成安全事故的发生，减轻了现场继电保护人员劳动强度和工作 复杂程度，节省了大量的人力和物力，具有良好的安全效益和经济效益。
图1是本实用新型的外观示意图2是本实用新型的控制电路方框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述
本继电保护差动向量自动化识别仪由机壳及其内部的控制电路构成，其中，机壳的结构为在机壳的前面板7上设有液晶显示器2和一组按键，这
些按键包括功能键3、电源开关键6、数字符号键8、翻页及确认键9等，在 机壳的顶部设有三路电压测试口及三路电流测试口 1、接地口 4和串行通信口 5，三路电压测试口及接地口通过四芯电压套线与被测电路相连接，三路电流 测试口分别通过插入在其中的钳形电流互感器与被测电路相连接，该钳形电 流互感器为MG10型钳形电流互感器，串行通信口通过通信线缆与安装有自 动识别仪管理软件的计算机相连接。
机壳内的控制电路由单片机、电源转换模块、 一个电压通道、三个电流 通道、多路模数转换器、键盘电路、存储器、液晶显示模块及通信模块构成， 电源转换模块可以将外部提供的电源转换为控制电路所需要的电源，并为控 制电路供电，单片机通过SPI接口与多路模数转换器的输出端相连接，多路 模数转换器的输入端分别与一个电压通道、三个电流通道相连接， 一个电压 通道设置有精密电阻对输入电压进行分压并且接入的三路电压相互绝缘隔 离，三个电流通道分别使用钳形电流互感器方式输入。单片机通过i/o接口分 别与键盘电路、液晶显示模块、存储器及通信模块相连接，电压通道、电流 通道、键盘电路、液晶显示模块及通信模块分别与机壳上的三个电压测试口、 三个电流测试口、按键、液晶显示器及串行通信口相连接。上述单片机为 ATMEL 89系列单片机，多路模数转换器为8通道24位模数转换器ADS1216 芯片，存储器为24CXX系列的E^ROM，显示控制模块为MGLS12864模块。 本自动识别仪的工作原理为被测量的交流电压经电压通道内的精密电 阻分压后接入多路模数转换器，被测量的交流电流信号经钳型电流互感器转 换后的交流信号同时被接入多路模数转换器，多路模数转换器在单片机的控 制下，按4000次/秒的采样速率对上述模拟交流信号进行采样及模数转换并被 送入单片机内，这样，保证了各路电压、电流采样时刻一致性。单片机还可 以根据事先选择的"YY"、 "YA"、 "YYA"三种测量模式对接收的采样信号 进行数字分析、计算各种电参数量信息，计算的结果通过液晶显示器显示出 来，包括直观地显示各侧电流的大小以及相互之间的向量关系，还可以将测 量的数据或计算的结果存储EEPROM中并通过串行通信口与安装有自动识别 仪管理软件的计算机相连接，实现将测试结果传输给计算机上以及自动输出
测试报告的功能，在计算机上将包括测试数据、向量图、测试结果、测试时 间及人员等信息的差动向量测试报告进行打印或存储。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的， 因此本实用新型并不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术 人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型 保护的范围。
权利要求1. 一种继电保护差动向量自动化识别仪，由机壳及其内部的控制电路构成，在机壳上设有按键、液晶显示器，其特征在于机壳内的控制电路由单片机、电源转换模块、一个电压通道、三个电流通道、多路模数转换器、键盘电路、存储器、液晶显示模块及通信模块构成，电源转换模块为控制电路供电，单片机通过SPI接口与多路模数转换器的输出端相连接，多路模数转换器的输入端分别与一个电压通道、三个电流通道相连接，单片机通过I/O接口分别与键盘电路、液晶显示模块、存储器及通信模块相连接，电压通道、电流通道、键盘电路、液晶显示模块及通信模块分别与机壳上的电压测试口、电流测试口、按键、液晶显示器及串行通信口相连接。
2. 根据权利要求1所述的继电保护差动向量自动化识别仪，其特征在于所述的单片机为ATMEL 89系列单片机，多路模数转换器为8通道24位模数 转换器ADS1216芯片，存储器为24CXX系列的E2PROM，显示控制模块为 MGLS12864模块。
专利摘要本实用新型属于仪器仪表领域的继电保护差动向量自动化识别仪，由机壳及其内部的控制电路构成，控制电路由单片机、电源转换模块、一个电压通道、三个电流通道、多路模数转换器、键盘电路、存储器、液晶显示模块及通信模块构成，单片机通过SPI接口与多路模数转换器的输出端相连接，多路模数转换器的输入端分别与一个电压通道、三个电流通道相连接，单片机通过I/O接口分别与键盘电路、液晶显示模块、存储器及通信模块相连接。本实用新型具备了同步测量、自动计算判别和自动输出测试报告的功能，提高现场向量测量的准确性和工作质量，减轻了现场继电保护人员劳动强度和工作复杂程度，节省了大量的人力和物力，具有良好的安全效益和经济效益。
文档编号G01R25/00GK201247298SQ20082014162
公开日2009年5月27日 申请日期2008年8月18日 优先权日2008年8月18日
发明者罗喜群, 胡志刚 申请人:天津市电力公司