继电保护测试仪检定装置的制作方法

本实用新型涉及测试技术领域，特别是涉及一种继电保护测试仪检定装置。

背景技术：

继电保护测试仪是保证电力系统安全可靠运行的一种重要测试工具，被广泛运用于线路保护、主变差动保护、励磁控制等各个领域。继电保护测试仪在投入使用后，需要对其电压电流输出精度进行检定，以保障继电保护测试仪的正常运行。

传统的对继电保护测试仪的检定方式主要包括：使用万用表测量继电保护测试仪的输出电压电流精度；使用相位频率计测量继电保护测试仪输出电压电流之间的相位角；使用记忆示波器测量继电保护测试仪的暂态参数。

然而，万用表均为单相输入,每次只能测量一相的参量。测试三相的电压和电流必须多次接线,同时需要人工记录原始数据。相位频率计一般也只能测量一相电流和电压之间的相位角,同样需要多次换线和人工记录原始数据。利用记忆示波器测量暂态参数时,手动设置操作繁琐,往往需要多次尝试才能捕捉到信号,人工读数误差较大。

综上，传统的通过人工对继电保护测试仪进行检定和数据处理的方式，检定效率低下且精度不高。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的通过人工对继电保护测试仪进行检定和数据处理的方式，检定效率低下且精度不高的问题，提供一种继电保护测试仪检定装置。

一种继电保护测试仪检定装置，包括数据检定模块、数据封装模块和一个或多个数据采集板卡；

数据检定模块连接数据封装模块，数据封装模块分别连接各数据采集板卡；

数据采集板卡包括多个数据采集通道，各数据采集通道用于采集对应的一路被检继电保护测试仪的输出信号。

上述继电保护测试仪检定装置，通过数据采集板卡的设计，实现对被检继电保护测试仪的输出信号的数据采集，并通过数据封装模块将采集到的数据进行封装，传输至数据检定模块完成检定。基于此，实现对继电保护测试仪的自动化检定，提高检定的效率和准确率。

在其中一个实施例中，数据采集板卡还包括数据采样模块、磁偶隔离模块和模数转换模块；

数据采样模块、磁偶隔离模块和模数转换模块依次连接，数据采样模块连接数据封装模块，模数转换模块分别连接各数据采集通道。

数据采集板卡通过磁偶隔离模块和模数转换模块，同时满足对模拟型和数字型的继电保护测试仪的输出信号处理。

在其中一个实施例中，数据采集板卡还包括测频模块；

测频模块分别连接数据采样模块和数据采集通道。

在被检继电保护测试仪的输出信号频率非额定频率时，测频模块测量采集到的信号的频率，便于后续通过数据检定模块调整观测周期，使观测周期趋于被测输出信号的信号周期的整数倍，让测量的电压、电流值与实际的值一样，以更准确的测量出电压、电流的有效值。

在其中一个实施例中，数据采集板卡还包括量程切换电路；

数据采集通道通过量程切换电路连接模数转换模块；

量程切换电路连接数据采样模块。

量程切换电路根据采集到的被检继电保护测试仪的输出信号的幅值，将检定的量程段切换至相应的量程放大系数，保证量程测量精度。

在其中一个实施例中，还包括信号接口板；

信号接口板用于分别连接数据采集板卡，并连接数据封装模块。

在其中一个实施例中，还包括显示器、触摸板和按键模块；

数据检定模块分别连接显示器、触摸板和按键模块。

通过显示器显示采集到的被检继电保护测试仪的输出信号，并显示检定结果。通过触摸板和按键模块提供多种操作方式，满足用户操作继电保护测试仪检定装置的需求。

在其中一个实施例中，还包括数据存储模块；

数据存储模块连接数据封装模块。

在其中一个实施例中，数据检定模块为ARM处理器。

在其中一个实施例中，数据封装模块为FPGA芯片。

在其中一个实施例中，数据采样模块为FPGA芯片。

附图说明

图1为实施例一的继电保护测试仪检定装置模块结构图；

图2为实施例二的继电保护测试仪检定装置模块结构图；

图3为实施例三的继电保护测试仪检定装置模块结构；

图4为一具体应用例的继电保护测试仪检定装置电路结构图；

图5为一具体应用例的数据采集板卡电路结构图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

图1为实施例一的继电保护测试仪检定装置模块结构图，如图1所示，继电保护测试仪检定装置包括数据检定模块100、数据封装模块101和一个或多个数据采集板卡102；

数据检定模块100连接数据封装模块101，数据封装模块101分别连接数据采集板卡102；

其中，数据采集板卡102的数量可根据不同的配置需要进行增减。其中，数据采集板卡102可通过线路连接数据封装模块101。可选地，还包括信号接口板。信号接口板可为板卡插槽，数据采集板卡102通过插卡的方式与信号接口板连接。信号接口板与连接数据封装模块101，数据封装模块101通过信号接口板接收数据采集板卡102传输的数据。

数据采集板卡102包括多个数据采集通道，各数据采集通道用于采集对应的一路被检继电保护测试仪的输出信号。

一般地，继电保护测试仪包括三相输出电压和三相输出电流，一数据采集通道对应采集一相输出电压或电流。可选地，一数据采集板卡102包括四个数据采集通道，其中三个数据采集通道用于采集被检继电保护测试仪的三相输出电压或三相输出电流，另外一个数据采集通道用于采集中心点电压或中心点电流。

其中，数据封装模块101为具备数据封装能力的逻辑电路或芯片，用于对数据采集板卡102采集到的数据进行预设封装，封装成预定格式的数据并传输至数据检定模块100。可选地，数据封装模块101为FPGA芯片。

其中，数据检定模块100为具备对被检继电保护测试仪的输出信号进行数据检定功能的逻辑电路或芯片，为集成万用表、电能质量分析仪和示波器等功能的电路或芯片。可选地，数据检定模块100为ARM处理器。

在其中一个实施例中，数据检定模块100为i.MX6处理器，i.MX6处理器集成2核ARMCortex—A9。每个处理器提供一个64bit的存储器接口，以及一系列外设接口。如：PCI-E接口、SATA接口、无线接口、显示接口、摄像传感器接口等。该芯片资源丰富，可以满足检定装置数据采集、数据存储、远程信息访问和处理、人机交互界面、外扩显示等所有功能需求。

实施例一的继电保护测试仪检定装置，通过数据采集板卡102的设计，实现对被检继电保护测试仪的输出信号的数据采集，并通过数据封装模块101将采集到的数据进行封装，传输至数据检定模块100完成检定。基于此，实现对继电保护测试仪的自动化检定，提高检定的效率和准确率。

实施例二

图2为实施例二的继电保护测试仪检定装置模块结构图，如图2所示，数据采集板卡102还包括数据采样模块200、磁偶隔离模块201和模数转换模块202；

数据采样模块200、磁偶隔离模块201和模数转换模块202依次连接，数据采样模块200连接数据封装模块101，模数转换模块202分别连接数据采集通道。

其中，模数转换模块2021负责将数据采集通道采集到的数据进行模数转换，并经过磁偶隔离模块201传输至数据采样模块200，以保证采集到的数据的稳定。

磁偶隔离模块201用于对模数转换模块202向数据采样模块200传输的数据进行磁偶隔离，提高数据采样的稳定性。

数据采样模块200用于控制对被检继电保护测试仪的数据采样，满足后续数据检定的数据要求。

其中，各数据采样模块200通过总线连接数据封装模块101。

其中，在检定模拟型继电保护测试仪时，数据采样模块200将模数转换后的数据传输至数据封装模块101；在检定数字型继电保护测试仪时，数据采样模块200接收光数字报文格式的继电保护测试仪的输出信号，解析光数字报文并将解析出的数据传输至数据封装模块101。

在其中一个实施例中，如图2所示，数据采集板卡102还包括测频模块203；

测频模块203分别连接数据采样模块200和数据采集通道。

其中，测频模块203可为频率测量电路或频率测量芯片。

在被检继电保护测试仪的输出信号频率不是额定频率时，测频模块203测量采集到的信号的频率，便于后续通过数据检定模块调整观测周期，使观测周期趋于被测输出信号的信号周期的整数倍，让测量的电压、电流值与实际的值一样，以更准确的测量出电压、电流的有效值。

在其中一个实施例中，如图2所示，数据采集板卡102还包括量程切换电路204；

数据采集通道通过量程切换电路204连接模数转换模块202；

量程切换电路204连接数据采样模块200。

量程切换电路204根据采集到的被检继电保护测试仪的输出信号的幅值，将检定的量程段切换至相应的量程放大系数，保证量程测量精度。

其中，检定继保测试仪的电压电流输出测量精度需要达到全量程万分之五。为了保证全量程的测量精度，需要采用分段量程测量方式。分段量程分为4级量程段。检测到一定幅值的电压电流，则切换至相应的量程放大系数，保证量程测量精度。

在其中一个实施例中，数据采样模块200为FPGA芯片，以保证数据采集板卡202与数据封装模块200的接口的一致性。

实施例三

图3为实施例三的继电保护测试仪检定装置模块结构图，如图3所示，继电保护测试仪检定装置还包括显示器301、触摸板302和按键模块303；

数据检定模块100分别连接显示器301、触摸板302和按键模块303。

显示器301用于显示数据检定模块100的数据，例如采集到的输出信号或检定结果。通过触摸板302和按键模块303，同时满足触控与实体按键形式的检定操作，通过触摸板和按键模块提供多种操作方式，满足用户操作继电保护测试仪检定装置的需求。在一个实施例中，显示器301配置为5.6英寸640×480点阵及以上的彩色液晶显示器，以显示相应的数据。

在其中一个实施例中，还包括数据存储模块；

数据存储模块连接数据封装模块。

其中，数据存储模块可为内存条或硬盘，以存储采集到的输出信号和相应的检定数据。

图4为一具体应用例的继电保护测试仪检定装置电路结构图，如图4所示，该具体应用例的继电保护测试仪检定装置电路基于ARM+FPGA结构。

其中，如图4所示，在FPGA芯片上标准配置8个DO输出接口，4个DI输入，即在FPGA芯片上接入开入量板件和开出量板件和用于检测继电保护测试仪的开关量响应特性。

DO/DI全部选用快速光耦进行隔离设计，光耦信号全部直接接入FPGA引脚，以便于高速计时。

图5为一具体应用例的数据采集板卡电路结构图，如图5所示，数据采样模块200选用采样板FPGA，量程切换电路204选用多级量程切换滤波电路，并在采集继电保护测试仪的电流输出信号的数据采样通道上连接大电流/小电流采样复用选择，以满足大电流/小电流采样。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。