CN101464501B - 电能质量测试分析仪检定装置 - Google Patents

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Abstract

一种电能质量测试分析仪检定装置，包括信号产生模块、功率放大模块、信号采集模块、信号调制模块、用户接口模块，信号产生模块包括硬件描述语言器件。本发明的优点在于可以提高电能质量测试分析仪检定装置实施量值传递的正确性和可靠性，为电能质量分析仪、电能质量监测终端、电能计量提供有效的测试、校正、计量装备。

Description

电能质量测试分析仪检定装置
【技术领域】
本发明涉及电力电子设备领域，特别涉及电能质量测试分析仪检定装置。
【背景技术】
我国电力企业在发展国民经济的活动中起着非常重要的作用，随着社会的发展，电能质量越来越受到重视。电能质量测试分析仪作为检定电能质量的核心仪器，是检测电能质量工作中必不可少的设备，电能质量测试分析仪的工作状态是否正常，是电能质量检测工作需要重点关注的问题之一。
电能质量测试分析仪检定装置主要用于检定电能质量分析仪工作状态，是电力行业日常工作的重要设备之一。电能质量测试分析仪检定装置可以根据用户的需要，发生各种不规则的波形，包括闪变、间谐波、强度的骤升、骤降等，将发生的不规则的波形输入电能质量分析仪，考察分析仪是否可以监控到波形的偏差，结合国家颁布的各种电能质量检测国家标准，判断电能质量分析仪是否符合国家规定的要求。
典型的电能质量测试分析仪检定装置如图1所示，主要包括信号产生模块M01、功率放大模块M02、信号采集模块M03、信号调制模块M04、用户接口模块M05等。用户接口模块M05主要包括键盘等输入设备及显示设备等，用户利用用户接口模块M05输入用于产生特定波形的命令函数，信号产生模块M01根据用户接口模块M05提供的命令函数信息产生波形信号，经过功率放大模块M02将波形放大，由信号采集模块M03取样采集后输出。信号采集模块M03取样采集的信号输入信号调制模块M04，信号调制模块M04根据用户接口模块M05提供的信息，对比用户输入的命令函数所表示的波形信号与信号采集模块M04采集的波形信号之间的差别，对波形信号进行修正后反馈给信号产生模块M01，对输出的波形进行修正。
现有技术中，信号产生模块M01的核心部件为数字信号处理(DSP)芯片，用于产生标准的波形信号，并采用DSP内部的软件程序对波形进行修正，实现波形的闪变、间谐波、强度的骤升、骤降等。这种工作模式所带来的问题在于软件程序在工作中占用DSP的系统资源，造成系统工作的速度变慢。
上述信号产生模块M01中的波形修正功能由软件实现，在用于电能质量分析仪、电能质量监测终端、电能计量软件的测试、校正、计量时，正确性和可靠性差，这是目前电能质量测试分析仪检定装置亟需解决的问题。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以提高电能质量测试分析仪检定装置实施量值传递的正确性和可靠性的装置，可以为电能质量分析仪、电能质量监测终端、电能计量提供有效的测试、校正、计量。
为了解决上述问题，本发明提供了一种电能质量测试分析仪检定装置，包括信号产生模块、功率放大模块、信号采集模块、信号调制模块、用户接口模块，信号产生模块中包括硬件描述语言器件。
可选的，所述硬件描述语言器件包括复杂可编程逻辑器件或者现场可编程门阵列器件。
可选的，功率放大模块包括集成功率放大器。
可选的，所述集成功率放大器为隔离式驱动方式的并联推挽式线性放大电路。
本发明的优点在于可以提高电能质量测试分析仪检定装置实施量值传递的正确性和可靠性，为电能质量分析仪、电能质量监测终端、电能计量提供有效的测试、校正、计量装备。
【附图说明】
附图1为现有技术的电能质量测试分析仪检定装置结构示意图；
附图2为本发明的电能质量测试分析仪检定装置具体实施方式的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图介绍本发明所述之电能质量测试分析仪检定装置的具体实施方式。
一种电能质量测试分析仪检定装置，包括信号产生模块、功率放大模块、信号采集模块、信号调制模块、用户接口模块，信号产生模块中包括硬件描述语言器件。硬件描述语言器件采用复杂可编程逻辑器件或者现场可编程门阵列器件。功率放大模块中包括有集成功率放大器，集成功率放大器为隔离式驱动方式的并联推挽式线性放大电路。
如图2所示为电能质量测试分析仪检定装置的结构示意图，包括功率放大模块、信号采集模块、信号调制模块、用户接口模块，还包括高级数字信号处理(ADSP)芯片101、程序存储器102、复杂可编程逻辑电路(CPLD)103，第一静态随机存储器(SRAM)104、第二静态随机存储器105、数字/模拟(D/A)转换器106，输出信号串行接口107、模拟/数字(A/D)转换器108，反馈信号串行接口109。
ADSP芯片101通过地址总线、数据总线与CPLD 103通迅，程序存储器102通过串口与ADSP芯片101通迅，ADSP芯片101通过SPI接口与用户接口模块通迅，CPLD 103通过地址总线、数据总线与两片静态随机存储器104与105通迅。数字/模拟(D/A)转换器106通过串口与CPLD 103通迅。
ADSP芯片101根据用户接口模块输入的命令产生标准波形信号，输入CPLD 103，经修正后进入D/A转换器106转化成模拟信号，通过出处信号串行接口107，进入功率放大模块，进行后续操作。程序存储器102用于保存ADSP芯片101运行中所需的程序数据，第一静态随机存储器(SRAM)104、第二静态随机存储器105用于保存CPLD 103在运行中所需的数据。
信号采集模块采集到的信息在反馈到ADSP芯片101的过程中，首先通过反馈信号串行接口109进入A/D转换器108，转化成数字信号之后，进入ADSP芯片101。ADSP芯片101通过对比用户接口模块输入的命令所表示的波形信号与信号采集模块反馈的波形信号之间的差别，对输出的波形进行修正后，输入CPLD 103，实现对输出信号的闭环控制。
ADSP芯片101可以产生3个可独立配置的相，三个相的电压、电流的频率、幅值、相位、功率均可独立配置，对应的数字/模拟(D/A)转换器106包括3组16位D/A转换芯片，输出信号串行接口107包括三路电压接口和三路电流接口，分别独立地输出三个相的波形信号。
复杂可编程逻辑电路(CPLD)103用于对ADSP芯片101发生的标准波形做修正，实现波形的闪变、间谐波、强度的骤升、骤降等。本具体实施方式采用CPLD实现波形的修正，采用硬件描述语言，例如VHDL，通过ISP将程序写入CPLD，同时可以任意修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程，利用其内部乘积项丰富的资源结构实现对完成各种算法和组合逻辑标准波形的修正，采用E2PROM或FASTFLASH技术，无需外部存储器芯片，使用简单，并且在断电时编程信息也不丢失。同样在应用中也可以采用现场可编程门阵列器件(FPGA)等其他硬件描述语言器件实现此功能。采用硬件实现同传统的软件实现相比，硬件描述语言器件在处理信息的过程中，并不占用ADSP的系统资源，可以提高系统的运算速度。
功率放大模块采用集成功率放大器实现功率放大的功能。所述集成功率放大器为隔离式驱动方式的并联推挽式线性放大电路。隔离式驱动方式的并联推挽式线性放大电路是集成电路领域内常见的放大电路。实际应用中，也可以根据需要采用其他类型的集成功放实现功率放大的功能。采用集成功放取代传统的变压器式和开关式功放电路，具有体积小、重量轻、频带范围宽、失真度小、稳定度高的特点。
信号检测模块采用高速、高精度的六路AD模块，实现三相电压电流的同步采样测量，速度快、精度高、实时性好。信号检测模块采用IEC和中华人民共和国国家电能质量相关标准推荐的通用测量方法，不但能够测量三相电压电流的有效值、相位、频率、功率、以及各次谐波的有效值、相位和功率；能够捕捉瞬时电压波动和闪变，并计算电压波动的幅度以及短时间闪变值和长时间闪变值；能够精确的捕捉骤升/骤降的时间和幅度，并进行分析和记录；能够对间谐波进行检测，分析其频率和幅值；具有分析和识别功能，可以自动识别扰动和故障。对电能质量进行实时监测和记录。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电能质量测试分析仪检定装置，包括信号产生模块、功率放大模块、信号采集模块、信号调制模块、用户接口模块和ADSP芯片，其特征在于：
信号产生模块包括硬件描述语言器件；
ADSP芯片用于产生标准波形并输入至硬件描述语言器件进行波形修正。
2.根据权利要求1所述之电能质量测试分析仪检定装置，其特征在于，所述硬件描述语言器件为复杂可编程逻辑器件或者现场可编程门阵列器件。
3.根据权利要求1所述之电能质量测试分析仪检定装置，其特征在于，功率放大模块包括集成功率放大器。
4.根据权利要求3所述之电能质量测试分析仪检定装置，其特征在于，所述集成功率放大器为隔离式驱动方式的并联推挽式线性放大电路。
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