CN200989927Y - 一种远程数字式核相系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种远程数字式核相系统，包括参考端设备和移动端设备两部分，参考端设备包括GPS接收适配器和参考端主机；移动端设备包括GPS接收转发器、移动通信主机、相位探测器、手持测试设备和移动电话；参考端设备和移动端设备分处两地，它们之间的相位信息的传递充分利用了现有的分布极广的电话网络资源；各子设备之间，特别是移动端的子设备之间采用无线传输技术，使得设备之间无需连线，大大提高了系统使用的安全性与灵活性；并且各子设备之间采用数字通信的信号传输方式，保证了传输的可靠性，提高了测量精度；系统的手持测试设备以文字和图形的方式清楚地显示测试结果，清晰易懂。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力核相技术，特别地，涉及一种远程的、数字式的核相系统。
背景技术
如今，随着用电需求的迅速增长，电力工业得以迅速发展，电网容量不断增加，电力生产及电力输送部门对电力系统运行的稳定性提出了更高的要求。在实际的电力运行中，对相位差的测量是非常重要的。新建、改建、扩建后的变电所和输电线路，以及在线路检修完毕、向用户送电前，都必须进行三相电路核相试验，以确保输电线路相序与用户三相负载所要求的相序一致，正确核相是安全用电的保证。若核相错误，轻则烧毁负载，严重时将造成线路停电，造成巨大经济损失。
目前，国内外三相电力线的核相设备大多有线方式，并仅支持本地的，近距离的应用，尚不能支持远程核相，有明显的地域局限性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述缺乏远程核相设备的空缺，提供一种远程数字式核相系统，它包括参考端设备和移动端设备，支持远距离的电力线的相位差测量与核相工作。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种远程数字核相系统，其特征在于，系统由参考端设备和移动端设备组成，实现分处两地的电力线相位差的测量。其中，参考端设备由GPS接收适配器和参考端主机组成；移动端设备由GPS接收转发器、移动通信主机、相位探测器、手持测试设备和移动电话组成。
进一步地，参考端主机与电话交换网络的固话网相连接；移动通信主机通过移动电话也与电话交换网络的移动网进行无线连接；系统通过电话网络传输相对相位信息。
进一步地，系统需要至少三颗GPS卫星的支持，采用GPS的授时技术为两地提供统一的时间基准。
进一步地，所述手持测试设备还可以通过串行通信接口与计算机相连接；实现测量数据的计算机管理。
本实用新型的有益效果是：系统利用遍布全球的包括固定电话网络和移动电话网络在内的电话网络，为了消除电话网络传输所带来的不确定的时间延迟，系统采用了全球定位系统(GPS)的授时技术，为两地提供统一的时间基准；各子设备之间，特别是移动端的子设备之间采用无线传输技术，使得设备之间无需连线，大大提高了系统使用中的安全性与灵活性；同时，各子设备之间采用数字通信的信号传输方式，保证了传输的可靠性，提高了测量精度；系统的手持测试设备以数字和图形相结合的方式，清楚地显示测试结果，清晰、易懂。且手持测试设备可通过串口将测试记录上传至PC机，并可通过PC机端的应用软件对测试数据进行存储和管理，方便、灵活。
附图说明
图1为本实用新型的系统原理示意图；
图2为本实用新型的参考端GPS接收适配器示意图；
图3为本实用新型的参考端主机的结构示意图；
图4为本实用新型的移动端GPS接收转发器示意图；
图5为本实用新型的移动端设备的结构示意图；
图6为本实用新型的相位探测器的结构示意图；
图7为本实用新型的手持测试设备结构示意图；
图8为本实用新型的测量波形原理示意图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例详细说明本实用新型，本实用新型的目的和效果将更加明显。
远程数字核相系统由参考端设备和移动端设备两部分组成，参考端设备由GPS接收适配器1、参考端主机2组成。移动端设备由GPS信号接收发送模块3、相位探测器4、移动通信主机5、手持测试设备6和移动电话7组成。
GPS接收适配器1通过RS485总线与参考端主机2进行相连，并由参考端主机供电。GPS接收适配器1由GPS专用接收模块M11，电源调整电路M12，和通信接口电路M13组成。GPS专用接收模块M11连接专用天线以接收GPS信号。电源调整电路M12将输入电源稳压后向其他模块供电。通信接口电路M14将TTL电平转换成RS485电平，便于可靠的数据传输。
参考端主机2由通用单片机M21，GPS信号接口模块M22，电力线接口电路M23，调制解调电路M24，电话接口电路M25及指示电路M26组成；GPS信号接口模块M22与GPS接收适配器1通过RS485总线相连；电力线接口电路M23连接交流75～380V电力线信号，检测其相位信号；电话接口电路M25连接固定电话线，实现远程通信；通用单片机M21直接控制GPS信号接口模块M22、电力线接口电路M23、调制解调电路M24、电话接口电路M25和指示电路M26，协调它们之间的工作。
GPS接收转发器3是由通用单片机M31，GPS接收机M32，射频发送模块M33，电源控制电路M34，按键控制电路M35和指示电路M36组成。通用单片机M31检测GPS接收机M32是否同步，当判断同步后，将GPS秒脉冲信号进行编码，并通过射频发送模块M33发送给移动通信主机。
移动通信主机4是由通用单片机M41，射频接收模块M42，调制解调电路M43，移动电话语音接口M44，电源接口模块M45，射频发送模块M46，电源控制电路M47，按键控制电路M48和指示电路M49组成；通用单片机M41通过调制解调电路M43接收参考端信号，同时根据本地的GPS秒脉冲恢复出参考端电力线L1的相位信号，并通过射频发送模块M46发送出去，由手持测试设备接收。
相位探测器5是由通用单片机M51，射频发送模块M52，验电器模块M53，电源模块M54，自检信号产生模块M55，声光信号指示模块M56及感应接触端M57组成；通用单片机M51对无线信号调制发送模块M52直接进行控制；验电器模块M53和电源模块M54共同实现上电启动；自检信号产生模块M55通过按钮使能，用于检测探测器功能是否正常。
手持测试设备6是由通用单片机M61，射频接收模块M62、M63，电源控制电路M64，PC串行通信模块M65，数据存储模块M66，系统基准时钟模块M67，显示模块M68及键盘M69组成；通用单片机M61接收来自无线信号解调接收模块M62、M63的信号，并控制电源控制电路M64的工作状态；人机交互通过显示模块M68和键盘M69进行。
系统原理及工作流程是：
首先由移动端的移动电话7呼叫参考端发起进行测量工作的请求，并建立通信链路。参考端主机从参考端电力线L1接收得到50Hz/60Hz电力线信号T1，通过GPS接收适配器1接收到秒脉冲信号1PPS，如图8所示，1PPS是1秒出现一次的脉冲信号，T1是50Hz/60Hz电力线信号经过过零比较后得到的信号；T1以1PPS的上升沿为基准，得到两路信号的时间差值Δt1。带有Δt1数值的信号经过数字成帧处理和调制，通过电话网络向移动电话7发送。
接着，移动端的GPS接收转发器3将1PPS信号进行无线数字调制，并发送给移动通信主机4，同时移动通信主机4通过移动电话7得到Δt1’，Δt1’＝Δt1，移动端同样以1PPS为基准，根据Δt1’恢复出参考端的50Hz/60Hz电力线信号，标识为T1’。
然后，移动通信主机4将T1’信号进行无线数字调制，并向手持测设备6发送。与此同时，相位探测器5从移动端电力线L2接收到50Hz/60Hz电力线信号T2，并将T2信号也进行无线数字调制，同样向手持测试设备6发送。手持测量设备6以T1’信号作为判决基准，测量出T2和T1’的时间差值Δt2，然后通过公式：＝360fΔt2将时间差换算为相位差。再把相位差值和系统的预设的相位差门限进行比较，做出是否同相的判决。
最后，把测试的结果显示在液晶屏上，这就实现了相位差值的定量测量。系统测试结果的显示内容包括：相位差数值、超前还是滞后、是否同相和相位坐标提示等。另外，手持测试设备与计算机(PC机)连接，可以进行测试记录的交互操作，实现更强的记录存储、数据管理和分析功能，也可通过计算机软件实现对手持测试设备的包括时间、门限等主要参数的设置与控制。
上述实施例用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1、一种远程数字式核相系统，其特征在于，系统由参考端设备和移动端设备组成，实现分处两地的电力线相位差的测量；其中，参考端设备由GPS接收适配器(1)和参考端主机(2)组成，所述GPS接收适配器(1)通过总线与参考端主机(2)相连；移动端设备由GPS接收转发器(3)、移动通信主机(4)、相位探测器(5)、手持测试设备(6)和移动电话(7)组成。
2、根据权利要求1所述的远程数字式核相系统，其特征在于，参考端主机(2)与电话交换网络的固话网相连接；移动通信主机(4)通过移动电话(7)也与电话交换网络的移动网进行无线连接；系统通过电话网络传输相对相位信息。
3、根据权利要求1所述的远程数字式核相系统，其特征在于，系统需要至少三颗GPS卫星的支持，采用GPS的授时技术为两地提供统一的时间基准。
4、根据权利要求1所述的远程数字式核相系统，其特征在于，所述手持测试设备(6)还可以通过串行通信接口与计算机相连接；实现测量数据的计算机管理。
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