CN103529885A - 一种配电线路故障指示器检测用输出控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种配电线路故障指示器检测用输出控制装置，包括DSP模块、DAC模块、功率放大器和光纤通讯模块；DSP模块接收上位机输出的参数和命令，控制DAC模块输出模拟化的交流电压信号和交流电流信号；功率放大器接收DAC模块输出的交流信号，并将接收的交流信号经过放大后传输给升压变压器和升流线圈；光纤通讯模块接收来自数据采集装置的光纤信号，从中解析出故障指示器的动作信息和复归状态信息，故障指示器的动作信息和复归状态信息由所述DSP模块上传到上位机。本发明输出的交流信号时间控制精度高，误差小于100微秒，能够实现准确的输出状态切换、相角控制、时间控制；且测试信号幅值变化响应速度快、能够任意叠加直流分量、谐波分量和高频分量。
Description
技术领域
本发明属于故障指示器检测的自动化系统领域，具体涉及一种配电线路故障指示器检测用输出控制装置。
背景技术
虽然起配电线路中大量使用线路故障指示器，且其制造企业数目众多，但国内外还没有统一的指示器标准和技术规范，致使配网系统中使用的故障指示器所采用的故障报警依据不尽相同，产品的技术水平差异很大，在线路发生故障时，指示器动作正确率低，易发生漏报、误报等现象。
2010年，国家电网公司颁布了企业标准《Q/GDW436-2010配电线路故障指示器技术规范》，对故障指示器的功能、性能指标和测试方法进行了统一规定，规定了多种功能、性能的测试项目。尽管先进的故障指示器检测技术普遍采用程控或PLC控制发生交流电压、电流，再通过升压变压器、升流线圈产生架空线路电压、电流信号，对挂在升流线圈上的故障指示器进行检测。但上述检测系统为开环系统，需要人工记录检测结果并进行判断，其费时费力，且信号输出精度较低，时间控制精度较低，实用性差，难以实现自动化的检测，不能满足《Q/GDW436-2010配电线路故障指示器技术规范》提出的故障指示器功能、性能、效率测试的需求。
本发明人通过大量研究发现，故障指示器检测系统需要进一步改进实用性、实现自动化，需要解决以下技术问题：
（1）能够自动采集和判断故障指示器动作状态，构成闭环检测系统；
（2）提高交流电压、电流输出幅值和精度；
（3）提高信号输出时间控制精度；
（4）设计测试项目完备、人机界面友好的自动检测软件。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种配电线路故障指示器检测用输出控制装置，输出的交流信号时间控制精度高，误差小于100微秒，能够实现准确的输出状态切换、相角控制、时间控制；且测试信号幅值变化响应速度快、能够任意叠加直流分量、谐波分量和高频分量。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种配电线路故障指示器检测用输出控制装置，所述输出控制装置包括DSP模块、DAC模块、功率放大器和光纤通讯模块；所述DSP模块接收上位机输出的参数和命令，通过实时计算，控制DAC模块输出模拟化的交流电压信号和交流电流信号；所述功率放大器接收DAC模块输出的交流电压信号和交流电流信号，并将接收的交流电压信号和交流电流信号经过放大后分别传输给升压变压器和升流线圈；所述光纤通讯模块接收来自数据采集装置的光纤信号，从中解析出故障指示器的动作信息和复归状态信息，故障指示器的动作信息和复归状态信息由所述DSP模块上传到上位机。
所述DSP模块同时进行3相交流电压和3相交流电流的实时计算，并在实时计算上叠加直流分量、谐波分量或高频脉冲串分量，以产生短路故障和接地故障条件下的故障电压信号和故障电流信号。
所述DSP模块的输出方式分为手动输出和状态序列输出；
手动输出的模式下，可随时改变输出信号的幅值、相位和频率，以及叠加信号的幅值、相位和频率；
状态序列输出的模式下，用户在输出前预先设置参数，包括输出信号参数及状态输出时间，状态序列输出完成后所述输出控制装置停止输出。
所述DAC模块采用通道数大于6、16位高精度、且建立时间不大于10微秒的数模转换器，实现数字化的交流电压信号和交流电流信号到模拟化的交流电压信号和交流电流信号的转换。
所述功率放大器模块按照输出交流信号类型分为交流电压功率放大器和交流电流功率放大器；
所述交流电流功率放大器最大输出电流为60A，输出电流的准确度误差不低于±0.5%，输出功率不低于1100VA；
所述交流电压功率放大器最大输出电压为250V，输出电压的准确度误差不低于±0.5%，输出功率不低于75VA。
所述光纤通讯模块与所述数据采集装置之间按照通讯规约通过通讯线进行通讯，所述通讯线包括数据发送TX和数据接收RX，所述数据发送TX和数据接收RX为一对50/125微米或一对62.5/125微米的多模光纤，所述通讯规约中通讯波特率不小于1Mbps，发送数据之间、接收数据之间的时间间隔均不大于100微秒。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.交流电压信号和交流电流信号测试电压的幅值分别能达到10kV、2kA，能够更准确模拟线路实际信号；
2.输出信号时间控制精度高，误差小于100微秒，能够实现准确的输出状态切换、相角控制、时间控制；
3.交流电压信号和交流电流信号幅值变化响应速度快、能够任意叠加直流分量、谐波分量和高频分量；
4.能够与数据采集装置、控制采集装置以及自动测试模块共同组成自动检测系统，用于检测配电线路故障指示器的状态。
附图说明
图1是本发明中配电线路故障指示器检测用输出控制装置结构框图；
图2是配电线路故障指示器检测用输出控制装置输出控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2，本发明提供一种配电线路故障指示器检测用输出控制装置，所述输出控制装置包括DSP模块、DAC模块、功率放大器和光纤通讯模块；所述DSP模块接收上位机输出的参数和命令，通过实时计算，控制DAC模块输出模拟化的交流电压信号和交流电流信号；所述功率放大器接收DAC模块输出的交流电压信号和交流电流信号，并将接收的交流电压信号和交流电流信号经过放大后分别传输给升压变压器和升流线圈；所述光纤通讯模块接收来自数据采集装置的光纤信号，从中解析出故障指示器的动作信息和复归状态信息，故障指示器的动作信息和复归状态信息由所述DSP模块上传到上位机。
所述DSP模块同时进行3相交流电压和3相交流电流的实时计算，并在实时计算上叠加直流分量、谐波分量或高频脉冲串分量，以产生短路故障和接地故障条件下的故障电压信号和故障电流信号。
所述DSP模块的输出方式分为手动输出和状态序列输出；
手动输出的模式下，可随时改变输出信号的幅值、相位和频率，以及叠加信号的幅值、相位和频率；
状态序列输出的模式下，用户在输出前预先设置参数，包括输出信号参数及状态输出时间，状态序列输出完成后所述输出控制装置停止输出。
所述DAC模块采用通道数大于6、16位高精度、且建立时间不大于10微秒的数模转换器，实现数字化的交流电压信号和交流电流信号到模拟化的交流电压信号和交流电流信号的转换。
所述功率放大器模块按照输出交流信号类型分为交流电压功率放大器和交流电流功率放大器；
所述交流电流功率放大器最大输出电流为60A，输出电流的准确度误差不低于±0.5%，输出功率不低于1100VA；
所述交流电压功率放大器最大输出电压为250V，输出电压的准确度误差不低于±0.5%，输出功率不低于75VA。
所述光纤通讯模块与所述数据采集装置之间按照通讯规约通过通讯线进行通讯，所述通讯线包括数据发送TX和数据接收RX，所述数据发送TX和数据接收RX为一对50/125微米或一对62.5/125微米的多模光纤，所述通讯规约中通讯波特率不小于1Mbps，发送数据之间、接收数据之间的时间间隔均不大于100微秒。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种配电线路故障指示器检测用输出控制装置，其特征在于：所述输出控制装置包括DSP模块、DAC模块、功率放大器和光纤通讯模块；所述DSP模块接收上位机输出的参数和命令，通过实时计算，控制DAC模块输出模拟化的交流电压信号和交流电流信号；所述功率放大器接收DAC模块输出的交流电压信号和交流电流信号，并将接收的交流电压信号和交流电流信号经过放大后分别传输给升压变压器和升流线圈；所述光纤通讯模块接收来自数据采集装置的光纤信号，从中解析出故障指示器的动作信息和复归状态信息，故障指示器的动作信息和复归状态信息由所述DSP模块上传到上位机。
2.根据权利要求1所述的配电线路故障指示器检测用输出控制装置，其特征在于：所述DSP模块同时进行3相交流电压和3相交流电流的实时计算，并在实时计算上叠加直流分量、谐波分量或高频脉冲串分量，以产生短路故障和接地故障条件下的故障电压信号和故障电流信号。
3.根据权利要求2所述的配电线路故障指示器检测用输出控制装置，其特征在于：所述DSP模块的输出方式分为手动输出和状态序列输出；
手动输出的模式下，可随时改变输出信号的幅值、相位和频率，以及叠加信号的幅值、相位和频率；
状态序列输出的模式下，用户在输出前预先设置参数，包括输出信号参数及状态输出时间，状态序列输出完成后所述输出控制装置停止输出。
4.根据权利要求1所述的配电线路故障指示器检测用输出控制装置，其特征在于：所述DAC模块采用通道数大于6、16位高精度、且建立时间不大于10微秒的数模转换器，实现数字化的交流电压信号和交流电流信号到模拟化的交流电压信号和交流电流信号的转换。
5.根据权利要求1所述的配电线路故障指示器检测用输出控制装置，其特征在于：所述功率放大器模块按照输出交流信号类型分为交流电压功率放大器和交流电流功率放大器；
所述交流电流功率放大器最大输出电流为60A，输出电流的准确度误差不低于±0.5%，输出功率不低于1100VA；
所述交流电压功率放大器最大输出电压为250V，输出电压的准确度误差不低于±0.5%，输出功率不低于75VA。
6.根据权利要求1所述的配电线路故障指示器检测用输出控制装置，其特征在于：所述光纤通讯模块与所述数据采集装置之间按照通讯规约通过通讯线进行通讯，所述通讯线包括数据发送TX和数据接收RX，所述数据发送TX和数据接收RX为一对50/125微米或一对62.5/125微米的多模光纤，所述通讯规约中通讯波特率不小于1Mbps，发送数据之间、接收数据之间的时间间隔均不大于100微秒。
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