一种基于相位差的有源式高压线路核相器的制作方法

1.本实用新型涉及核相器技术领域，更具体地，涉及一种基于相位差的有源式高压线路核相器。


背景技术：

2.在电力系统环网和双电源电力网建设或检修中，对于闭环点断路器两侧电源核相检查是非常重要的试验项目，否则可能发生短路，后果不堪设想。
3.目前国内对于高压线路核相试验基本局限于传统电压差，该种方式对于两条线路电压基本相同的情况下可以较准确地核对出相位，同相时电压差最小，一般认为接近零值，异相时电压差值较大，但是当两条线路电压不同或传感器电容值不同的情况下，即使同相时电压差值也比较大，采用电压差式或简单使用万用表测量电压的方式进行核相无法准确判断出是同相还是异相。尤其在实际运行设备中，电容式传感器电容量或准确度不同耦合出的电压值也不一致，因此传统的电压差对高压线路核相试验会存在不确定的严重问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的上述弊端，本实用新型提供了一种基于相位差的有源式高压线路核相器，以解决相关技术中存在的电压差对高压线路核相试验会存在不确定的严重问题。
5.作为本实用新型的第一个方面，提供一种基于相位差的有源式高压线路核相器，包括：第一采样模块、第二采样模块以及显示接收模块，所述第一采样模块和第二采样模块均与所述显示接收模块连接，所述第一采样模块和第二采样模块的结构相同，所述第一采样模块包括依次连接的第一电压采样模块、第一信号处理模块、第一数据处理模块以及第一无线发射模块，所述第二采样模块包括依次连接的第二电压采样模块、第二信号处理模块、第二数据处理模块以及第二无线发射模块，所述显示接收模块包括依次连接的无线接收模块、数据运算模块以及显示模块，所述第一无线发射模块和第二无线发射模块均与所述无线接收模块连接；
6.所述第一采样模块用于对一路高压侧电压值进行采样；
7.所述第二采样模块用于对另一路高压侧电压值进行采样；
8.所述显示接收模块用于计算两路高压侧电压值之间的相位差并根据所述相位差判断两路高压侧是否同相。
9.进一步地，所述第一采样模块还包括与所述第一数据处理模块连接的第一电源管理模块，所述第一电源管理模块连接第一电池，所述第一电池用于通过所述第一电源管理模块稳压后给所述第一数据处理模块供电；
10.所述第二采样模块还包括与所述第二数据处理模块连接的第二电源管理模块，所述第二电源管理模块连接第二电池，所述第二电池用于通过所述第二电源管理模块稳压后给所述第二数据处理模块供电；
11.所述显示接收模块还包括与所述数据运算模块连接的第三电源管理模块，所述第三电源管理模块连接第三电池，所述第三电池用于通过所述第三电源管理模块稳压后给所述数据运算模块供电。
12.进一步地，所述第一电源管理模块、第二电源管理模块和第三电源管理模块均包括电源管理芯片。
13.进一步地，所述第一电池、第二电池和第三电池均为3.7v锂电池。
14.进一步地，所述第一电压采样模块和第二电压采样模块均包括电压比较器。
15.进一步地，所述第一信号处理模块和第二信号处理模块均包括电能监测芯片。
16.进一步地，所述第一数据处理模块、第二数据处理模块和数据运算模块均包括mcu主控单元。
17.进一步地，所述第一无线发射模块和第二无线发射模块的型号均为apc300。
18.进一步地，所述无线接收模块的型号为apc250。
19.进一步地，所述显示模块为lcd液晶显示器。
20.本实用新型提供的基于相位差的有源式高压线路核相器具有以下优点：核相精度准确、灵敏度高，核相信息更详尽，使用更方便，不因高压带电指示器型号和电容的差异而影响测量，可以实现不同厂家、不同电容之间的核相。
附图说明
21.附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。
22.图1为本实用新型提供的基于相位差的有源式高压线路核相器的原理框图。
23.图2为本实用新型提供的相位差测量示意图。
具体实施方式
24.为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的基于相位差的有源式高压线路核相器其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。显然，所描述的实施例为本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
25.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
26.在本实用新型的解释中，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，除非是特殊标明。例如，连接可以是固定连接，也可以是通过特殊的接口连接，也可以是中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.在本实施例中提供了一种基于相位差的有源式高压线路核相器，图1为本实用新型提供的基于相位差的有源式高压线路核相器的原理框图，如图1所示，所述基于相位差的有源式高压线路核相器，包括：第一采样模块、第二采样模块以及显示接收模块，所述第一采样模块和第二采样模块均与所述显示接收模块连接，所述第一采样模块和第二采样模块的结构相同，所述第一采样模块包括依次连接的第一电压采样模块、第一信号处理模块、第一数据处理模块以及第一无线发射模块，所述第二采样模块包括依次连接的第二电压采样模块、第二信号处理模块、第二数据处理模块以及第二无线发射模块，所述显示接收模块包括依次连接的无线接收模块、数据运算模块以及显示模块，所述第一无线发射模块和第二无线发射模块均与所述无线接收模块连接；
28.所述第一采样模块用于对一路高压侧电压值进行采样；
29.所述第二采样模块用于对另一路高压侧电压值进行采样；
30.所述显示接收模块用于计算两路高压侧电压值之间的相位差并根据所述相位差判断两路高压侧是否同相。
31.具体地，第一电压采样模块对一路高压侧电压值进行采样，第一信号处理模块对该路高压侧电压信号进行处理，处理后的该路高压侧电压信号输入到第一数据处理模块中进行数据滤波处理，滤波后的该路高压侧电压信号通过第一无线发射模块发送至无线接收模块；第二电压采样模块对另一路高压侧电压值进行采样，第二信号处理模块对该路高压侧电压信号进行处理，处理后的该路高压侧电压信号输入到第二数据处理模块中进行数据滤波处理，滤波后的该路高压侧电压信号通过第二无线发射模块发送至无线接收模块；无线接收模块将两路滤波后的高压侧电压信号输出至数据运算模块，数据运算模块计算两路高压侧电压值之间的相位差，并根据所述相位差判断两路高压侧是否同相，以及将相位差值和核相判断结果通过显示模块进行人机互动展示。
32.本实用新型提供的基于相位差的有源式高压线路核相器，采用最新电力电子检测技术和无线传输技术，操作安全可靠，使用方便，克服了有线核相器的诸多缺点，符合国家电力安全工器具质量监督检验测试相关标准。
33.具体地，如图2所示，ｕ1和ｕ2为工频电压，ｕ
＇１
和ｕ
＇2
是采样模块的采样电压相拉信号，δψ为计算出的相位差。本实用新型的核相器主要采用的是测量两相电压的相位差来判断是否同相，即当相位差小于21度时认为同相，大于30度时认为异相。
34.优选地，所述第一采样模块还包括与所述第一数据处理模块连接的第一电源管理模块，所述第一电源管理模块连接第一电池，所述第一电池用于通过所述第一电源管理模块稳压后给所述第一数据处理模块供电；
35.所述第二采样模块还包括与所述第二数据处理模块连接的第二电源管理模块，所述第二电源管理模块连接第二电池，所述第二电池用于通过所述第二电源管理模块稳压后给所述第二数据处理模块供电；
36.所述显示接收模块还包括与所述数据运算模块连接的第三电源管理模块，所述第三电源管理模块连接第三电池，所述第三电池用于通过所述第三电源管理模块稳压后给所述数据运算模块供电。
37.优选地，所述第一电源管理模块、第二电源管理模块和第三电源管理模块均包括电源管理芯片；所述电源管理芯片的型号为tp4056，由德州仪器生产。
38.优选地，所述第一电池、第二电池和第三电池均为3.7v锂电池。
39.优选地，所述第一电压采样模块和第二电压采样模块均包括电压比较器；所述电压比较器的型号为lm393，由德州仪器生产。
40.优选地，所述第一信号处理模块和第二信号处理模块均包括电能监测芯片；所述电能监测芯片的型号为ide90e3x，由atmel公司生产。
41.优选地，所述第一数据处理模块、第二数据处理模块和数据运算模块均包括mcu主控单元；所述mcu主控单元的型号为stm32f103c8t6，由意法半导体生产。
42.优选地，所述第一无线发射模块和第二无线发射模块的型号均为apc300，由深圳市安美通科技有限公司生产。
43.优选地，所述无线接收模块的型号为apc250，由深圳市安美通科技有限公司生产。
44.优选地，所述显示模块为lcd液晶显示器，型号为lcd12864。
45.本实用新型提供的基于相位差的有源式高压线路核相器的工作原理可以参照前文的描述，此处不再赘述。
46.具体地，本实用新型提供的基于相位差的有源式高压线路核相器的使用方法如下：
47.（1）该核相器可配套用于不同厂家各种柜子的插拔式带电指示器之间的核相，使用时，将标准的三根测试线分别插入该核相器的in1、gnd（中间一个核相孔必须接地，否则无法核相）、in2三个孔，测试线的另外三头分别插入需要核相的带电指示器插孔内（插拔式的需将指示灯拔下）和大地；
48.（2）插接好线后，按“on/off”按钮，电源指示灯点亮，核相器开始工作，当第一路高压侧有电时，“in1”指向的指示灯点亮，液晶显示1-xxx为第一路输入信号的相对参量值；当第二路高压侧有电时，“in2
”ꢀ
指向的指示灯点亮，液晶显示2-xxx为第2路输入信号的相对参量值。当两路高压侧同相时“同相”指示灯点亮，液晶显示“两路 同相”，并显示两相的实际相位差信息；当两路高压侧异相时“异相”指示灯点亮，液晶显示“两路 异相”，并显示两相的实际相位差信息，用户可以根据提示信息进行核相。测量完成后，用户可按“on/off”按钮关闭核相器，本核相器在开机150s后自动关闭电源。
49.需要说明的是，本核相器使用的是锂电池内部供电，电力不足时“欠压”指示灯点亮，提醒用户需要充电；充电时可用usb线及电源适配器充电，也可使用所配置的数据线直接插到电脑usb端口上进行充电。
50.本实用新型提供的基于相位差的有源式高压线路核相器，可以基于相位差测量，核准高压线路的相别；同时还具有相位差值角度信息显示、电网运行频率以及两路电压的相对参量比较、友好的中文信息显示界面，用户在此基础上可以更加精准的进行核相试验。
51.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。