专利名称：高压串联阀型式试验用多物理量测量系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电力系统领域，具体涉及一种高压串联阀型式试验用多物理量测量系统。
背景技术：
随着电力电子技术在电力系统中应用的逐步推广，基于电力电子串联均压技术的高压阀成为各种大功率电力电子装置的核心部件。例如SVC、TCSC、HVDC等。而型式试验是关系到提高各种高压串联阀设计和制造水平，提高其可靠性的重要试验手段。多物理量测量系统是用于高压串联阀试验装置中对试品阀不同测点的电压、电流、温度等多物理量进行测量和监视的重要手段。目前适用于高压串联阀型式试验的多物理量测量系统在国内仍是空白。在现有的高压串联阀型式试验中必须准确实时监测试品阀中不同测点的电压、电流和温度，以保证试品阀的安全和试验的顺利进行。而试品阀的工作在交替产生高电压、大电流的联合全工况下，处于高电位，电磁环境恶劣，因此采用传统的测量方法难以满足要求。与传统测量方法相比，主要的技术难点如下1)阀体所处电磁环境比较恶劣，一方面试验中的大电流、高场强会对测量系统造成较大的电磁干扰，另一方面，电力电子器件的快速开关过程也会产生大量的强电磁干扰，因此必须解决测量系统的抗干扰设计问题和测量精度问题；2)由于阀位于高电位，不能由低电位直接供电，须解决接触式测量点的独立供电问题；3)必须解决测量系统与地电位设备间的通讯隔离问题。4)各个阀层的电位不同，需要对分布电位进行实时测量。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种高压串联阀型式试验用多物理量测量系统，可实现对高压串联阀多物理量的实时监测，并具有高精度、高可靠性，性能稳定、抗干扰能力强的优点。为实现上述目的，本发明提供一种高压串联阀型式试验用多物理量测量系统，其改进之处在于，所述系统包括测试单元、数据采集前端、光电测量装置、示波器和计算机;所述测试单元、所述数据采集前端和所述光电测量系统依次连接；所述光电测量系统分别与所述示波器和所述计算机进行通信。本发明提供的优选技术方案中，所述测试单元，包括并列设置的高压探头、电流传感器和温度传感器；所述高压探头、所述电流传感器和所述温度传感器分别将高压串联阀测点的数据传输至所述数据采集前端。本发明提供的第二优选技术方案中，所述数据采集前端，是数据采集箱。本发明提供的第三优选技术方案中，所述数据采集前端的测量频带为25MHz，采样率为 IOOMHz。本发明提供的第四优选技术方案中，所述光电测量装置，包括光电转换器和与其通过光纤连接的数据接收端；所述数据接收端分别与所述示波器和所述计算机进行通信。本发明提供的第五优选技术方案中，所述光电转换器，采用型号为SCALANCEX101-1 的芯片。本发明提供的第六优选技术方案中，所述数据接收端，包括电源箱、和设置在所述电源箱内部的数据接收单元、数据处理单元、逻辑控制单元和数据输出单元；所述数据接收单元、数据处理单元、逻辑控制单元和数据输出单元依次进行通信。本发明提供的第七优选技术方案中，所述数据接收单元，用于接收所述光电转换器的光信号，并转换为电信号；数据处理单元，用于信号的调理和存储；逻辑控制单元，用于对信号进行处理，并与所述示波器和所述计算机进行数据交互；数据输出单元，用于把信号分别传送给所述计算机和所述示波器。本发明提供的第八优选技术方案中，所述数据接收端与所述示波器通过同轴电缆连接。与现有技术比，本发明提供的一种高压串联阀型式试验用多物理量测量系统，采用独立的数据采集前端，实现对电压、电流、温度的实时监测，并通过数据处理得到du/dt、di/dt等计算数据的实时显示；采用光电隔离的数据采集前端；采集前端采用独立锂电池供电；数据采集量采用光纤传输，很好地隔离了高低电位，传输距离达800米，延时小于IOns ;多达16路的不同分布测点的实时在线测量。通过这些功能特点的有机结合，可实现对高压串联阀多物理量的实时监测，并具有高精度、高可靠性，性能稳定、抗干扰能力强的优点；而且，采用大容量、高性能、长寿命的独立锂电池供电，解决数据采集前端供电隔离问题，有效避免了高压引入市电产生危害；数据采集前端对地绝缘，系统就地将采集的模拟信号转化为数字信号，并将数字信号转化为光信号，然后通过光纤传输，能够承受特高压工程中所需的各种试验电压，避免电磁干扰的影响，解决高电位隔离问题以保护数据接收端的安全运行，避免了光信号传送过程中干扰问题；数据采集前端体积小，功率低，测量频带达到25MHz，采样率达IOOMHz，误差偏移小于O. 1%。可以同时对多个处于不同电位的阀层的物理量进行测量。
图1为高压串联阀型式试验用多物理量测量系统的结构示意图。图2为所述数据接收端的结构示意图。
具体实施例方式如图1所示，一种高压串联阀型式试验用多物理量测量系统，包括测试单元、数据采集前端、光电测量装置、示波器和计算机；所述测试单元、所述数据采集前端和所述光电测量系统依次连接；所述光电测量系统分别与所述示波器和所述计算机进行通信。所述测试单元，包括并列设置的高压探头、电流传感器和温度传感器；所述高压探头、所述电流传感器和所述温度传感器分别将高压串联阀测点的数据传输至所述数据采集iu端。所述数据采集前端，是数据采集箱。所述数据采集前端的测量频带为25MHz，采样率为 IOOMHz。
所述光电测量装置，包括光电转换器和与其通过光纤连接的数据接收端；所述数据接收端分别与所述示波器和所述计算机进行通信。所述光电转换器，采用型号为SCALANCE X101-1 的芯片。如图2所示，所述数据接收端，包括电源箱、和设置在所述电源箱内部的数据接收单元、数据处理单元、逻辑控制单元和数据输出单元；所述数据接收单元、数据处理单元、逻辑控制单元和数据输出单元依次进行通信。所述数据接收单元，用于接收所述光电转换器的光信号，并转换为电信号；数据处理单元，用于信号的调理和存储；逻辑控制单元，用于对信号进行处理，并与所述示波器和所述计算机进行数据交互；数据输出单元，用于把信号分别传送给所述计算机和所述示波器。所述数据接收端，用于将光信号变换为数字信号，实时读取各测点的物理值；并将光信号变换为模拟信号，通过BNC接口发送给示波器的同时，将信号传送到计算机进行数据处理和显示。所述数据接收端与所述示波器通过同轴电缆连接。通过以下实施例对高压串联阀型式试验用多物理量测量系统作进一步描述。附图1为多物理量测量系统原理框图。将高压串联阀测点通过高压探头、电流传感器、温度传感器输入至数据采集前端，数据采集前端将检测到的信号模拟值通过光电转换器转换为数字信号，通过光纤转换器将数字信号转换为光信号并通过光纤上传至数据接收端。在数据接收端端可以将光信号变换回为数字信号，通过监控软件实时读取各测点的物理值，也可以将光信号变换为模拟信号，通过BNC接口发送回示波器等测试设备。多物理量测量系统采用移动式设计，设有16路采集点，在试验过程中可以实时监测高压串联管阀各测点的电压、电流、温度量，并可进行实时波形显示和数据计算、对比、分析。需要声明的是，本发明内容及具体实施方式
意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。
权利要求
1.一种高压串联阀型式试验用多物理量测量系统，其特征在于，所述系统包括测试单元、数据采集前端、光电测量装置、示波器和计算机；所述测试单元、所述数据采集前端和所述光电测量系统依次连接；所述光电测量系统分别与所述示波器和所述计算机进行通 目。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测试单元，包括并列设置的高压探头、电流传感器和温度传感器；所述高压探头、所述电流传感器和所述温度传感器分别将高压串联阀测点的数据传输至所述数据采集前端。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据采集前端，是数据采集箱。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述数据采集前端的测量频带为25MHz， 采样率为IOOMHz。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光电测量装置，包括光电转换器和与其通过光纤连接的数据接收端；所述数据接收端分别与所述示波器和所述计算机进行通 目。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述光电转换器，采用型号为SCALANCE Χ101-1的芯片。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据接收端，包括电源箱、和设置在所述电源箱内部的数据接收单元、数据处理单元、逻辑控制单元和数据输出单元；所述数据接收单元、数据处理单元、逻辑控制单元和数据输出单元依次进行通信。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述数据接收单元，用于接收所述光电转换器的光信号，并转换为电信号；数据处理单元，用于信号的调理和存储；逻辑控制单元， 用于对信号进行处理，并与所述示波器和所述计算机进行数据交互；数据输出单元，用于把信号分别传送给所述计算机和所述示波器。
9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据接收端与所述示波器通过同轴电缆连接。
全文摘要
本发明提供了一种高压串联阀型式试验用多物理量测量系统，所述系统包括测试单元、数据采集前端、光电测量装置、示波器和计算机；所述测试单元、所述数据采集前端和所述光电测量系统依次连接；所述光电测量系统分别与所述示波器和所述计算机进行通信。本发明提供的高压串联阀型式试验用多物理量测量系统，可实现对高压串联阀多物理量的实时监测，并具有高精度、高可靠性，性能稳定、抗干扰能力强的优点。
文档编号G01R31/00GK103017826SQ201210520908
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者张堃, 王秀环, 李跃, 周军川, 王毅, 王红 申请人:国网智能电网研究院, 国家电网公司