CN108761213A - 一种基于特高压换流站直流场微电感综合测试仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于特高压换流站直流场微电感综合测试仪，包括处理器、直流电压采样、直流电流采样、AD转换器、12C存储器，U盘处理、触控液晶、热敏打印机和R型变压器，所述直流电压采样、直流电流采样、AD转换器、I2C存储器，U盘处理、触控液晶和热敏打印机均连接于处理器，R型变压器连接有RCL测试电源和交流源档位，RCL测试电源与交流源档位连接于处理器，RCL测试电源还连接有恒流源及档位和四端法测量端子。本基于特高压换流站直流场微电感综合测试仪结构巧妙，将电容、电感和直阻测试整合到一起，达到一机多用，更好更方便适应现场测试需要；而且一次接线完成电感+直阻的测试，提高现场工作人员的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及技换流站测量术领域，具体为一种基于特高压换流站直流场微电感综合测试仪。
背景技术
市场上电容、电感、回路电阻测试仪很多。其中现场便携式电感测试仪测量范围小、精度低，只能测到毫亨级(mH)电感，无法测量微亨(μH)级电感，市面上均无便携式微亨级电感测试仪，因此，近几年换流站直流场微电感原件均无法开展测试工作；只能对换流站中的电容和回路电阻进行测量。因此，急需既能测量换流站电容、回路电阻，又能测量直流场中微电感原件的综合性测试仪。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于特高压换流站直流场微电感综合测试仪，将电容、电感和直阻测试整合到一起，达到一机多用，更好更方便适应现场测试需要；而且一次接线完成电感+直阻的测试，提高现场工作人员的工作效率，解决了现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于特高压换流站直流场微电感综合测试仪，包括处理器、直流电压采样、直流电流采样、AD转换器、12C存储器，U盘处理、触控液晶、热敏打印机和R型变压器，所述直流电压采样、直流电流采样、AD转换器、I2C存储器，U盘处理、触控液晶和热敏打印机均连接于处理器，R型变压器连接有RCL测试电源和交流源档位，RCL测试电源与交流源档位连接于处理器，RCL测试电源还连接有恒流源及档位和四端法测量端子，恒流源及档位连接于处理器；
直流电压采样包括继电器J1、开关二极管D32和插口P-Uin，所述继电器J1的引脚1接12V电源，开关二极管D32的一端接继电器J1的引脚1电路接口，另一端接继电器J1的引脚10电路接口，插口P-Uin的引脚1接电阻Rm1，电阻Rm1接继电器J1的引脚8；
直流电流采样包括运算放大器Um14、Um2，所述运算放大器Um14的引脚4接电压负极V-、引脚7接电压正极V+，运算放大器Um2的引脚3接电压负极V-、引脚8接电压正极V+，运算放大器Um14的引脚6接运算放大器Um2的引脚10；
12C存储器包括控制芯片U3、存储芯片U8和温度采集传感芯片U7，所述控制芯片U3的引脚5、6接存储芯片U8的引脚5、6，控制芯片U3的引脚8接3.3V电源，存储芯片U8的引脚8电路接口接3.3V电源，温度采集传感芯片U7的引脚1、2接控制芯片U3的引脚5、6，温度采集传感芯片U7的引脚8接3.3V电源；
U盘处理包括文件管理控制芯片U15和保护芯片U13，所述保护芯片U13的引脚6接文件管理控制芯片U15的引脚10电路接口，保护芯片U13的引脚3接文件管理控制芯片U15的引脚11电路接口，保护芯片U13的引脚5电路接口接3.3V电源。
优选的，所述AD转换器为一种16位、6通道同步采样模数数据采集系统AD7606。
优选的，所述处理器的型号为dsPIC33FJ256MC710。
优选的，所述触控液晶为一种8.0英800×600图形点阵K600+内核65K色DGUS屏。
优选的，所述热敏打印机采用串口TTL电平。
优选的，所述继电器J1的型号为TF2-12V、运算放大器Um14的型号为OP07、运算放大器Um2的型号为AD8253、控制芯片U3的型号为24LC64SC、存储芯片U8的型号为24C512、温度采集传感芯片U7的型号为MCP9801SN、文件管理控制芯片U15的型号为CH376、保护芯片U13的型号为CH412A。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本基于特高压换流站直流场微电感综合测试仪，结构巧妙，将电容、电感和直阻测试整合到一起，达到一机多用，更好更方便适应现场测试需要；而且一次接线完成电感+直阻的测试，提高现场工作人员的工作效率，避免多次攀爬接线。在换流站检测试验中，实现精度达到微亨级别的测量操作，加强精度，减小测量误差和分散性，保证试验数据的准确性的同时提高工作效率，促进换流站年度检修工作的顺利开展，提高电网的安全运行可靠性，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明的系统模块图；
图2为本发明的直流电压采样电路图；
图3为本发明的直流电流采样电路图；
图4为本发明的12C存储器电路图；
图5为本发明的U盘处理电路图；
图6为本发明的微电感精确测量原理图。
图中：1、处理器；2、直流电压采样；3、直流电流采样；4、AD转换器；5、12C存储器；6、U盘处理；7、触控液晶；8、热敏打印机；9、R型变压器；10、RCL测试电源；11、交流源档位；12、恒流源及档位；13、四端法测量端子。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，一种基于特高压换流站直流场微电感综合测试仪，包括处理器1、直流电压采样2、直流电流采样3、AD转换器4、12C存储器5，U盘处理6、触控液晶7、热敏打印机8和R型变压器9，直流电压采样2、直流电流采样3、AD转换器4、I2C存储器5，U盘处理6、触控液晶7和热敏打印机8均连接于处理器1，R型变压器9连接有RCL测试电源10和交流源档位11，RCL测试电源10与交流源档位11连接于处理器1，RCL测试电源10还连接有恒流源及档位12和四端法测量端子13，恒流源及档位12连接于处理器1；其中，触控液晶7为一种8.0英寸800×600图形点阵K600+内核65K色DGUS屏，热敏打印机8采用串口TTL电平；由于AD转换器4为一种16位、6通道同步采样模数数据采集系统AD7606，因此当采样速率为200ksps时，它具有40dB抗混叠抑制特性；而采用dsPIC33FJ256MC710高性能16位数字信号控制器，使处理器1具有40MIPS的工作速度；
直流电压采样2包括型号为TF2-12V的继电器J1、开关二极管D32和插口P-Uin，继电器J1的引脚1接12V电源，开关二极管D32的一端接继电器J1的引脚1电路接口，另一端接继电器J1的引脚10电路接口，插口P-Uin的引脚1接电阻Rm1，电阻Rm1接继电器J1的引脚8；
直流电流采样3包括型号为OP07的运算放大器Um14和型号为AD8253的Um2，运算放大器Um14的引脚4接电压负极V-、引脚7接电压正极V+，运算放大器Um2的引脚3接电压负极V-、引脚8接电压正极V+，运算放大器Um14的引脚6接运算放大器Um2的引脚10；
12C存储器5包括型号为24LC64SC的控制芯片U3、型号为24C512的存储芯片U8和型号为MCP9801SN的温度采集传感芯片U7，控制芯片U3的引脚5、6接存储芯片U8的引脚5、6，控制芯片U3的引脚8接3.3V电源，存储芯片U8的引脚8电路接口接3.3V电源，温度采集传感芯片U7的引脚1、2接控制芯片U3的引脚5、6，温度采集传感芯片U7的引脚8接3.3V电源；
U盘处理6包括型号为CH376的文件管理控制芯片U15和型号CH412A的保护芯片U13，保护芯片U13的引脚6接文件管理控制芯片U15的引脚10电路接口，保护芯片U13的引脚3接文件管理控制芯片U15的引脚11电路接口，保护芯片U13的引脚5电路接口接3.3V电源。
微电感精确测量原理：变压器输出20V或2.0V测试电压，通过测试线连接到电抗器汇流排上。汇流排电压，又经过测试线引入到仪器内部的电压检测电路上；经过信号调理电路送达AD转换器4变为数字信号，再将信号送到处理器1进行处理；待测电感Lx的电流I，经过钳型CT取样和程控放大处理后，通过AD转换器4变为数字信号，送到处理器1处理；处理器1将收到的电压电流数字信号进行处理，并取得电压U和电感电流Ic，以及电压与电流的相角，然后按：
Z＝U/I；
R＝Z*cos(φ)；
X＝2πf L
电感：L＝(√(Z*Z-R*R))/(2πf)；
说明：f为频率；R阻性分量；阻抗Z，φ电压电流相角。
综上所述：本基于特高压换流站直流场微电感综合测试仪，结构巧妙，将电容、电感和直阻测试整合到一起，达到一机多用，更好更方便适应现场测试需要；而且一次接线完成电感+直阻的测试，提高现场工作人员的工作效率，避免多次攀爬接线。现场测试携带便方便实用；在换流站检测试验中，实现精度达到微亨级别的测量操作，加强精度，减小测量误差和分散性，保证试验数据的准确性的同时提高工作效率，促进换流站年度检修工作的顺利开展，提高电网的安全运行可靠性，应用前景广阔。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种基于特高压换流站直流场微电感综合测试仪，包括处理器(1)、直流电压采样(2)、直流电流采样(3)、AD转换器(4)、12C存储器(5)，U盘处理(6)、触控液晶(7)、热敏打印机(8)和R型变压器(9)，其特征在于：所述直流电压采样(2)、直流电流采样(3)、AD转换器(4)、I2C存储器(5)，U盘处理(6)、触控液晶(7)和热敏打印机(8)均连接于处理器(1)，R型变压器(9)连接有RCL测试电源(10)和交流源档位(11)，RCL测试电源(10)与交流源档位(11)连接于处理器(1)，RCL测试电源(10)还连接有恒流源及档位(12)和四端法测量端子(13)，恒流源及档位(12)连接于处理器(1)；
直流电压采样(2)包括继电器J1、开关二极管D32和插口P-Uin，所述继电器J1的引脚1接12V电源，开关二极管D32的一端接继电器J1的引脚1电路接口，另一端接继电器J1的引脚10电路接口，插口P-Uin的引脚1接电阻Rm1，电阻Rm1接继电器J1的引脚8；
直流电流采样(3)包括运算放大器Um14、Um2，所述运算放大器Um14的引脚4接电压负极V-、引脚7接电压正极V+，运算放大器Um2的引脚3接电压负极V-、引脚8接电压正极V+，运算放大器Um14的引脚6接运算放大器Um2的引脚10；
12C存储器(5)包括控制芯片U3、存储芯片U8和温度采集传感芯片U7，所述控制芯片U3的引脚5、6接存储芯片U8的引脚5、6，控制芯片U3的引脚8接3.3V电源，存储芯片U8的引脚8电路接口接3.3V电源，温度采集传感芯片U7的引脚1、2接控制芯片U3的引脚5、6，温度采集传感芯片U7的引脚8接3.3V电源；
U盘处理(6)包括文件管理控制芯片U15和保护芯片U13，所述保护芯片U13的引脚6接文件管理控制芯片U15的引脚10电路接口，保护芯片U13的引脚3接文件管理控制芯片U15的引脚11电路接口，保护芯片U13的引脚5电路接口接3.3V电源。
2.根据权利要求1所述的一种基于特高压换流站直流场微电感综合测试仪，其特征在于：所述AD转换器(4)为一种16位、6通道同步采样模数数据采集系统AD7606。
3.根据权利要求1所述的一种基于特高压换流站直流场微电感综合测试仪，其特征在于：所述处理器(1)的型号为dsPIC33FJ256MC710。
4.根据权利要求1所述的一种基于特高压换流站直流场微电感综合测试仪，其特征在于：所述触控液晶(7)为一种8.0英寸800×600图形点阵K600+内核65K色DGUS屏。
5.根据权利要求1所述的一种基于特高压换流站直流场微电感综合测试仪，其特征在于：所述热敏打印机(8)采用串口TTL电平。
6.根据权利要求1所述的一种基于特高压换流站直流场微电感综合测试仪，其特征在于：所述继电器J1的型号为TF2-12V、运算放大器Um14的型号为OP07、运算放大器Um2的型号为AD8253、控制芯片U3的型号为24LC64SC、存储芯片U8的型号为24C512、温度采集传感芯片U7的型号为MCP9801SN、文件管理控制芯片U15的型号为CH376、保护芯片U13的型号为CH412A。
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