专利名称：便携式pmu动态性能测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型装置是一种对相量测量装置(PMU)进行动态性能、基本功能的现场专用便携式PMU动态性能测试仪，应用于电力系统广域测量系统(WAMS)或电网动态监控系统，对安装于发电厂和变电站的相量测量装置(PMU)进行现场电网动态相量的性能检测、功能校核等测试。便携式PMU动态性能测试仪适用于现场快速检测PMU装置高速采样发电机内电势功角、机组和线路电压及电流相量的测量精度，检测机组鉴相脉冲、转速脉冲、励磁电流、电压等直流信号的测量精度，测试PMU装置的GPS卫星时钟同步性能。属于电网安全稳定动态监测技术领域。
背景技术：
由于美国、欧洲、俄罗斯连续发生大电网安全稳定破坏引发大面积停电事故，对国民经济和社会安定造成严重影响。为了确保区域电网安全稳定运行，国内外各大电网均加强对电网动态监控技术的研究，加快广域测量系统(WAMS)和相量测量装置(PMU)的应用，大量在一些枢纽变电站及大型发电厂安装相量测量装置PMU。
由于发电机组和输电线路的电压、电流幅值及相角随时间快速变化，直接反映电力系统的动态稳定程度，实现动态检测的同步相量测量装置(PMU)，应用当今最新的科学技术和国际标准，包括GPS卫星时钟同步技术、4800-10000点/秒的高速采样和离散数字处理的测量技术，机组内电势功角的检测技术，计算机网络通信技术等。
目前，对全国新安装的上百套如此高新技术的PMU装置，国内外尚无适合现场检测的便携式PMU动态性能测试仪，难于确保PMU装置的性能满足电网动态稳定监控的要求。目前，只能在实验室采用高速数字录波器，记录一段时间内电压、电流波形的采样数据，通过数值分析计算，对PMU装置的性能进行抽样测试，这种方法操作复杂和费时费力，不适合对大量安装厂站的PMU装置，做投运前的性能检测和误差校核，更无法检测PMU装置对机组内电势功角的测量精度，直接影响到对电网动态稳定判断的正确性。因此，电力系统亟待研发便携式PMU动态性能测试仪。
发明内容
为解决前述存在的问题，对分布在各厂站现场的同步相量测量装置(PMU)，本实用新型提供一种便携式PMU动态性能测试仪，确保各地PMU装置为电网动态稳定监控系统提供实时和准确的相量数据。
本实用新型的技术方案是一GPS时钟信号与数字信号处理单元连接，一高速采样模拟量输入单元，采集外部电网的相电流、相电压，一路送至发电机转轴键相脉冲发生单元，一路送至数字信号处理单元，另设置有开关量输入单元与数字信号处理单元连接，数字信号处理单元将处理后的信号，送至网络通信接口；发电机转轴键相脉冲发生单元，是将外部输入本装置的发电机机端三相电压、电流信号，经波形整形，变换为与机端电压同频率的模拟机组转轴键相脉冲信号，通过光电隔离后，采用切换开关选择由外部发电机转轴键相脉冲输入或由内部模拟发电机转轴键相信号输出；所述开关输入单元是采用高压光耦隔离来采集开关的变位信号，输出相互间动作时间可调的继电器接点输出电路，用以检测PMU装置采集信号变化的时间精度。
输出相互间动作时间可调的继电器接点输出电路，是在每一个继电器前面，设置一延时电路，继电器后面接合闸输出或跳闸输出。
本实用新型装置的有益效果是便携式PMU动态性能测试仪为发电厂和变电站的PMU装置提供现场性能测试环境和技术手段。将现场实际或模拟的机组和线路电压/电流、励磁电压/电流、开关位置信号、发电机转轴键相脉冲信号等输入本测试仪和被测的PMU装置，本测试仪以每秒10000Hz采样速度，高速采集输入的各种参数量，并计算出带有高精度时标的同步相量，并可产生与机端电压锁相的且相互间相量角度可调整的模拟机组键相脉冲信号，可满足现场机组运行时具备键相脉冲输入或机组检修时没有键相脉冲输入情况下，均可检测PMU装置的功角测量性能。将本测试仪和被测PMU装置记录的相量数据通过高速网络通信传送至配套的“广域相量测量主站/集中器/PMU通信仿真测试和分析软件”，计算被测PMU装置的动态性能及测量精度。本实用新型装置解决了广域同步相量测量装置的现场性能检测和误差校核问题，首次在华东电网16个厂站30台PMU现场检测调试中发挥良好作用。
附图1本实用新型电路组成框图。
附图2模拟脉冲发生电路/脉冲输入输出切换电路框图。
附图3开关量输入/输出接口框图。
附图4是信号处理器方框图。
具体实施方式
下面请参照附图对本实用新型作进一步详细描述。如图1、2、3、4所示的实施例中，一GPS时钟信号4与数字信号处理单元4连接，一高速采样模拟量输入单元1，采集外部电网的相电流、相电压，一路送至发电机转轴键相脉冲发生单元2，一路送至数字信号处理单元3，另设置有开关量输入单元5与数字信号处理单元3连接，数字信号处理单元3，设置有CPU、A/D模数转换器以及存储器，将处理后的数字信号，送至网络通信接口7；发电机转轴键相脉冲发生单元2，是将外部输入发电机机端三相电压、电流信号，经滤波电路8和波形整形电路9，变换为与机端电压同频率的模拟机组转轴键相脉冲信号，通过光电隔离电路10后，采用切换开关11，再经光电隔离12后，选择由外部发电机转轴键相脉冲输入或由内部模拟发电机转轴键相信号输出，用于内部脉冲测量13；所述开关输入单元是采用高压光耦隔离来采集开关的变位信号，输出相互间动作时间可调的继电器接点输出电路，用以检测PMU装置采集信号变化的时间精度。
输出相互间动作时间可调的继电器接点输出电路，是在每一个继电器15前面，设置一延时电路14，继电器15后面接合闸输出或跳闸输出16。
将现场实际或模拟的机组和线路电压/电流、励磁电压/电流、开关位置信号、发电机转轴键相脉冲信号等输入本测试仪和被测的PMU装置，本测试仪以每秒10000Hz采样速度，高速采集输入的各种参数量，并计算出带有高精度时标的同步相量，并可产生与机端电压锁相的且相互间相量角度可调整的模拟机组键相脉冲信号，可满足现场机组运行时具备键相脉冲输入或机组检修时没有键相脉冲输入情况下，均可检测PMU装置的功角测量性能。将本测试仪和被测PMU装置记录的相量数据通过高速网络通信传送至配套的“广域相量测量主站/集中器/PMU通信仿真测试和分析软件”，计算被测PMU装置的动态性能及测量精度。本实用新型装置解决了广域同步相量测量装置的现场性能检测和误差校核问题，首次在华东电网16个厂站30台PMU现场检测调试中发挥良好作用。
权利要求1.一种便携式PMU动态性能测试仪，其特征在于一GPS时钟信号与数字信号处理单元连接，一高速采样模拟量输入单元，采集外部电网的相电流、相电压，一路送至发电机转轴键相脉冲发生单元，一路送至数字信号处理单元，另设置有开关量输入单元与数字信号处理单元连接，数字信号处理单元将处理后的信号，送至网络通信接口。
2.按权利要求1所述的便携式PMU动态性能测试仪，其特征在于发电机转轴键相脉冲发生单元，是将外部输入发电机机端三相电压、电流信号，经波形整形，变换为与机端电压同频率的模拟机组转轴键相脉冲信号，通过光电隔离后，采用切换开关选择由外部发电机转轴键相脉冲输入或由内部模拟发电机转轴键相信号输出。
3.按权利要求1所述的便携式PMU动态性能测试仪，其特征在于所述开关输入单元是采用高压光耦隔离来采集开关的变位信号，输出相互间动作时间可调的继电器接点输出电路。
4.按权利要求1所述的便携式PMU动态性能测试仪，其特征在于输出相互间动作时间可调的继电器接点输出电路，是在每一个继电器前面，设置一延时电路，继电器后面接合闸输出或跳闸输出。
专利摘要便携式PMU动态性能测试仪由一GPS时钟信号与数字信号处理单元连接，一高速采样模拟量输入单元，采集外部电网的相电流、相电压，一路送至发电机转轴键相脉冲发生单元，一路送至数字信号处理单元，另设置有开关量输入单元，发电机转轴键相脉冲发生单元，是将外部输入发电机机端三相电压、电流信号，经波形整形，变换为与机端电压同频率的模拟机组转轴键相脉冲信号，通过光电隔离后，采用切换开关选择由外部发电机转轴键相脉冲输入或由内部模拟发电机转轴键相信号输出；开关输入单元是采用高压光耦隔离来采集开关的变位信号，输出相互间动作时间可调的继电器接点输出电路，用以检测PMU装置采集信号变化的时间精度，解决了广域同步相量测量装置的现场性能检测和误差校核问题。
文档编号G01R31/00GK2906632SQ200520046578
公开日2007年5月30日 申请日期2005年11月16日 优先权日2005年11月16日
发明者丁孝华, 赵宗强, 高翔, 孙国成, 毕晓亮 申请人:上海南瑞实业有限公司, 上海华东电力信息工程技术有限公司