基于光纤和便携式计算机的输电线路工频参数测试装置的制造方法

文档序号:8281258
基于光纤和便携式计算机的输电线路工频参数测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种输电线路工频参数测试装置,尤其是涉及一种基于光纤和便携式计算机的输电线路工频参数测试装置。
【背景技术】
[0002]工频参数测试仪是检定输电线路特性的最常用的一种仪器,在整个电力电缆维修过程中占据着重要位置。国内的各类参数测试仪的功能在DL/T 1119-2010中有详细的规定。
[0003]在市场上,目前应用的数字式的参数测试仪几乎全是一体化的嵌入式的功能箱,虽然其具备了接线、采集、显示、打印等功能,覆盖了所有的功能测试,但基本都是采用将信号采集、处理和显示集中在一起的结构形式,往往导致功耗大(部分供电需要外接电)、体积大(便携性差)、数据交换(与PC)不方便、安全风险较高的问题。

【发明内容】

[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于光纤和便携式计算机的输电线路工频参数测试装置。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种基于光纤和便携式计算机的输电线路工频参数测试装置,其特征在于,包括依次连接的远端采集模块、光纤传输模块、近端接收模块及计算机,所述的远端采集模块与待测输电线路连接;
[0007]所述的远端采集模块采集待测输电线路的电压和电流信号,进行程控放大处理后,进行本地存储,并通过光纤传输模块发送给近端接收模块,近端接收模块通过解析后,进行本地存储,并进一步传输给计算机,计算机对接收的信号进行相位差计算后,实时显示测试的电压、电流和相位差信号。
[0008]所述的远端采集模块包括依次连接的电压电流调理板和信息处理底板,所述的电压电流调理板与待测输电线路连接,所述的信息处理底板与光纤传输模块连接。
[0009]所述的电压电流调理板包括电压信号采集电路和电流信号采集电路;
[0010]所述的电压信号采集电路包括依次连接的电压互感器、第一放大器和第一可编程增益放大器,所述的电流信号采集电路包括依次连接的外部大电流互感器、电流互感器、第二放大器和第二可编程增益放大器。
[0011]所述的电压互感器为精密交流电压互感器TV1115-1M,提供小于0.1%非线性度及小于5’相移,并提供高隔离度,保证测试装置的安全型。
[0012]所述的外部大电流互感器采用0.2%级的200:5的电流互感器,所述的电流互感器采用精密交流电流互感器TA0913-1M;提供小于0.1%非线性度及小于5’相移,并提供高隔离度,保证测试装置的安全型。
[0013]所述的信息处理底板包括第一 FPGA、AD转换器、第一 SRAM和光纤收发器,所述的第一 FPGA分别与AD转换器、第一 SRAM、可编程增益放大器和第一光纤收发器连接;
[0014]所述的第一 FPGA对AD转换器的采样时序进行控制;
[0015]所述的第一 FPGA对第一 SRAM控制,进行数据的保存;
[0016]所述的第一 FPGA对可编程增益放大器的控制;
[0017]所述的第一 FPGA对第一光纤收发器的收发时序控制。
[0018]所述的近端接收模块包括第二 FPGA、第二 SRAM、第二光纤收发器、USB控制器和USB接口,所述的第二 FPGA分别与第二 SRAM、第二光纤收发器、USB控制器连接,所述的USB控制器与USB接口连接;
[0019]第二 FPGA将光纤收发信号通过解析后,存入第二 SRAM,然后通知USB控制器读取数据,将数据通过USB接口发送给计算机。
[0020]所述的计算机采用基于NI LabVIEff的开发平台,包括相位差模块、程控增益控制模块、数据库模块和显示模块,所述的显示模块包括测试界面和波形显示界面。
[0021]与现有技术相比,本发明由于采集和处理显示分开,使得采集装置更小巧,功耗更低、更具便捷性;而数据处理及结果显示更丰富,不仅仅能够提供参数测试的结果,而且提供了波形显示等可扩展为电能质量分析之用。两者之间,通过光纤互联,保证了在特殊环境下的仪器操作人员的安全性。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的结构示意图;
[0023]图2为本发明远端采集模块的示意图;
[0024]图3为本发明电压电流调理板的示意图;
[0025]图4为本发明信息处理底板的示意图;
[0026]图5为本发明近端接收的示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0028]本发明提供了一种基于光纤和便携式计算机处理平台的线路参数测试仪,其核心设计是将信号采集与处理显示分开,由远端采集装置和便携式计算机各自承担,并通过光纤互联;中,远端采集模块采用电池供电并使体积最小化以增加便携性,而处理与显示部分则采用便携式计算机平台,利用计算机强大功能使得数据处理更精确,显示更多样化,人机交互更友好。而且,通过光纤互连的方式,使得操作更具安全性,避免了操作过程中的安全隐患。
[0029]I)总体由远端采集模块、光纤传输模块、近端接收模块及计算机组成,如图1所示;
[0030]2)远端采集模块的主要组成部分如图2所示
[0031]相关器件选用低功耗系列,使得供电更长久,以增强便捷性;
[0032]电压电流调理板的主要组成如图3所示
[0033]电压调理采用精密交流电压互感器TV1115-1M,其主要特性是提供小于0.1%非线性度及小于5’相移,并提供高隔离度,保证采集装置的安全型。电流采集的时候,外部采用0.2%级的200:5的电流互感器,调理成5A电流信号后,再接入内部精密交流电流互感器TA0913-1M,其主要提供小于0.1%非线性度及小于5’相移,并提供高隔离度,保证采集装置的安全型。
[0034]工频参数测试的时候,既涉及到小电压大电流的测量、大电压大电流测量以及大电压小电流测量,测量的动态范围比较大,故在后端处理时候采用了程控放大器器件以进行必要的信号放大处理。
[0035]信息处理底板的主要组成如图4所示
[0036]FPGA实现对AD7606采样时序控制;
[0037]FPGA实现对SRAM的控制,进行数据的保存;
[0038]FPGA实现对程控放大器PGA103的控制;
[0039]FPGA实现对光纤收发时序控制。
[0040]3)近端接收装置的主要组成部分如图5所示
[0041]控制的核心是FPGA,将光纤收发信号通过解析后,存入SRAM,然后通知CY7C68013A读取数据,将数据通过USB发送给计算机。
[0042]4)计算机处理软件
[0043]核心是使用NI LabVIEW提供的开发平台,采用了如下技术
[0044]谱分析计算相位差(数字信号处理);
[0045]程控增益控制算法;
[0046]数据库技术使得数据记录更完善;
[0047]提供丰富的测试界面和波形信息。
【主权项】
1.一种基于光纤和便携式计算机的输电线路工频参数测试装置,其特征在于,包括依次连接的远端采集模块、光纤传输模块、近端接收模块及计算机,所述的远端采集模块与待测输电线路连接; 所述的远端采集模块采集待测输电线路的电压和电流信号,进行程控放大处理后,进行本地存储,并通过光纤传输模块发送给近端接收模块,近端接收模块通过解析后,进行本地存储,并进一步传输给计算机,计算机对接收的信号进行相位差计算后,实时显示测试的电压、电流和相位差信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤和便携式计算机的输电线路工频参数测试装置,其特征在于,所述的远端采集模块包括依次连接的电压电流调理板和信息处理底板,所述的电压电流调理板与待测输电线路连接,所述的信息处理底板与光纤传输模块连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于光纤和便携式计算机的输电线路工频参数测试装置,其特征在于,所述的电压电流调理板包括电压信号采集电路和电流信号采集电路; 所述的电压信号采集电路包括依次连接的电压互感器、第一放大器和第一可编程增益放大器,所述的电流信号采集电路包括依次连接的外部大电流互感器、电流互感器、第二放大器和第二可编程增益放大器。
4.根据权利要求3所述的一种基于光纤和便携式计算机的输电线路工频参数测试装置,其特征在于,所述的电压互感器为精密交流电压互感器TV1115-1M,提供小于0.1%非线性度及小于5’相移,并提供高隔离度,保证测试装置的安全型。
5.根据权利要求3所述的一种基于光纤和便携式计算机的输电线路工频参数测试装置,其特征在于,所述的外部大电流互感器采用0.2%级的200:5的电流互感器,所述的电流互感器采用精密交流电流互感器TA0913-1M;提供小于0.1%非线性度及小于5’相移,并提供高隔离度,保证测试装置的安全型。
6.根据权利要求3所述的一种基于光纤和便携式计算机的输电线路工频参数测试装置,其特征在于,所述的信息处理底板包括第一 FPGA、AD转换器、第一 SRAM和光纤收发器,所述的第一 FPGA分别与AD转换器、第一 SRAM、可编程增益放大器和第一光纤收发器连接; 所述的第一 FPGA对AD转换器的采样时序进行控制; 所述的第一 FPGA对第一 SRAM控制,进行数据的保存; 所述的第一 FPGA对可编程增益放大器的控制; 所述的第一 FPGA对第一光纤收发器的收发时序控制。
7.根据权利要求3所述的一种基于光纤和便携式计算机的输电线路工频参数测试装置,其特征在于,所述的近端接收模块包括第二 FPGA、第二 SRAM、第二光纤收发器、USB控制器和USB接口,所述的第二 FPGA分别与第二 SRAM、第二光纤收发器、USB控制器连接,所述的USB控制器与USB接口连接; 第二 FPGA将光纤收发信号通过解析后,存入第二 SRAM,然后通知USB控制器读取数据,将数据通过USB接口发送给计算机。
8.根据权利要求1所述的一种基于光纤和便携式计算机的输电线路工频参数测试装置,其特征在于,所述的计算机采用基于NI LabVIEff的开发平台,包括相位差模块、程控增益控制模块、数据库模块和显示模块,所述的显示模块包括测试界面和波形显示界面。
【专利摘要】本发明涉及一种基于光纤和便携式计算机的输电线路工频参数测试装置,包括依次连接的远端采集模块、光纤传输模块、近端接收模块及计算机,所述的远端采集模块与待测输电线路连接;所述的远端采集模块采集待测输电线路的电压和电流信号,进行程控放大处理后,进行本地存储,并通过光纤传输模块发送给近端接收模块,近端接收模块通过解析后,进行本地存储,并进一步传输给计算机,计算机对接收的信号进行相位差计算后,实时显示测试的电压、电流和相位差信号。与现有技术相比,本发明更小巧、功耗更低、更具便捷性等优点。
【IPC分类】G01R31-00
【公开号】CN104597347
【申请号】CN201510022094
【发明人】周利军, 高小庆, 王媚, 李海, 叶頲, 邹志伟, 黄勇, 陈佳
【申请人】国网上海市电力公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月16日
再多了解一些
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1