CN206096278U - 数字核相仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种数字核相仪，包括人机交互界面、与人机交互界面双向传输信号的片上系统、与片上系统双向传输信号并用于接入参考模拟电压信号的ADC采样模块；片上系统包括通过数据接口相连接的PS端和PL端；PL端包括用于连接合并单元而用于接入多路数字电压信号的接收模块、用于进行对时的对时模块、数据处理模块、与数据处理模块相连接的并用于传输信号的上传单元；PS端包括一个用于核相的第一ARM芯片、一个传输控制指令的第二ARM芯片。本实用新型能够实现两路数字量的本地核相和基于同源模拟量作为参考相的异地核相，且其实时性、可靠性以及精度均较高。
Description
技术领域
本实用新型属于电力系统智能检测领域，具体涉及一种数字核相仪。
背景技术
电压核相作为电网建设检修中的一项常规工作其重要性越来越高，检查需要并列或合环运行的三相交流电源系统的相序、相位，确保三项电压相序正确一致是电压核相的目的。如果出现非同相运行,将会导致继电保护误动作，影响电网的安全稳定运行。
随着国内数字化变电站建设的加速，新型智能变电站的投运越来越多，变电站内常规的二次设备的数字化，促使二次设备检测装置的数字化进程飞速发展，能够对数字化变电站进行核相检测的数字化核相仪成为智能变电站二次核相检测必不可少的设备，在新型智能变电站的建设和运行维护中将得到广泛应用。然而，现有的数字核相仪功能较为单一，往往仅能单独实现本地核相，故其应有受到制约。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种既能实现本地核相又能实现异地核相的数字核相仪。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种数字核相仪，包括人机交互界面、与所述人机交互界面双向传输信号的片上系统、与所述片上系统双向传输信号并用于接入参考模拟电压信号的ADC采样模块；
所述片上系统包括通过数据接口相连接的PS端和PL端；所述PL端包括用于连接合并单元且具有多路数字信号传输通路而用于接入多路数字电压信号的接收模块、用于进行对时的对时模块、将所述参考模拟电压信号和所述数字电压信号同时打上时标的数据处理模块、与所述数据处理模块相连接的并用于传输信号的上传单元；所述PS端包括一个用于根据所述参考模拟电压信号和所述数字电压信号进行核相的第一ARM芯片、一个传输控制指令的第二ARM芯片，所述第一ARM芯片与所述人机交互界面和所述上传单元相连接，所述第二ARM芯片与所述人机交互界面和所述上传单元相连接。
优选的，所述PL端还包括在所述数据处理模块的控制下启动所述ADC采样模块的ADC控制模块，所述ADC控制模块分别与所述数据处理模块和所述ADC采样模块相连接。
优选的，所述对时模块与B码源相连接。
优选的，所述PL端还包括用于连接所述接收模块和所述合并单元的若干种外接接口。
优选的，所述数字核相仪还包括外壳，所述人机交互界面、所述片上系统、所述ADC采样模块均设置在所述外壳内。
优选的，所述外壳上设置有支架和/或提手。
优选的，所述数字核相仪还包括供电的电源模块。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型能够实现两路数字量的本地核相和基于同源模拟量作为参考相的异地核相，且其实时性、可靠性以及精度均较高。
附图说明
附图1为本实用新型的数字核相仪的原理框图。
附图2为本实用新型的数字核相仪的外观正面示意图。
附图3为本实用新型的数字核相仪的外观背面示意图。
以上附图中：1、外壳；2、人机交互界面；3、正面；4、侧部；5、背面；6、支架；7、提手。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例一：参见附图1所示。一种数字核相仪，包括人机交互界面2、片上系统和ADC采样模块，人机交互界面2与片上系统双向传输信号而连接，片上系统与ADC采样模块双向传输信号而连接。操作者通过人机界面完成与数字核相仪的交互，片上系统用于进行核相处理，ADC采样模块用于接入参考模拟电压信号。为提高精度，宜采用高精度的ADC采样模块。
片上系统包括PS端和PL端，二者之间通过高速数据接口相连接，从而传输数据或者指令。
PL端采用FPGA，从而能够处理大量数据，它包括接收模块、对时模块、数据处理模块、ADC控制模块、上传单元。接收模块用于连接变电站合并单元而接入数字电压信号，它采用IEC61850-9-2协议或IEC60044-7协议而与合并单元相通信以接收对应协议的报文。该接收模块内具有多路，如两路数字信号传输通路，从而输入两路数字电压信号进行核相。连接接收模块和合并单元通过外接接口实现连接，可以配置多种类型的外接接口，如以太网接口、光纤接口等，以满足不同需要。对时模块为B码对时模块，其通过对时接口而与外接B码源相连接，从而数字电压信号和参考模拟电压信号进行对时。对时模块、接收模块、ADC采样模块均与数据处理模块相连接，数据处理模块用于将参考模拟电压信号和数字电压信号同时打上时标。上传单元与数据处理模块相连接的，其用于在数据处理模块与PS端之间传输信号。ADC控制模块分别与数据处理模块和ADC采样模块相连接，从而数据处理模块可以通过命令控制ADC控制模块来同步启动ADC采样模块和接收模块，实现电压信号采样。
PS端包括两个ARM芯片，一个ARM芯片用于根据参考模拟电压信号和数字电压信号进行核相，称之为第一ARM芯片，另一个ARM芯片用于传输控制指令，称之为第二ARM芯片。第一ARM芯片与人机交互界面2和上传单元相连接，第二ARM芯片与人机交互界面2和上传单元相连接。
此外，该数字核相仪还包括用于供电的电源模块，电源模块采用充电电池，并分别与人机交互界面2、片上系统和ADC采样模块向连接。
上述数字核相仪既可以用作本地核相，也可以用作异地核相。当用作本地核相时，接收模块接收两路由合并单元发来的数字电压信号，它们经由数据处理模块和上传单元传送至第一ARM芯片中。第一ARM芯片内部对两路信号进行离散傅立叶变换而得出它们的相位，然后再进行相位和相序比较，从而实现数字信号核相。当用作异地核相时，接收模块接收两路由合并单元发来的数字电压信号，ADC采集模块接入同源的参考模拟电压信号。此时，需要模拟量和数字量需保证同源，所以接入的参考模拟电压信号取自变电站的站用变低压侧电压，以模拟量作为参考比对相，从而对数字量进行核相。在核相前，需要知道参考模拟电压信号取自A/B/C相。先在a地对比参考模拟电压信号和a地合并单元输出的ABC三相电压的相序，再在b地对比对比参考模拟电压信号和b地合并单元输出的ABC三相电压的相序，由于模拟量为同一个，且与数字量同源，故可以间接的在不同地点不同时刻核对了a地和b地的真实相序。在核相时，来自合并单元的数字量和经过高精度ADC采集模块采集的模拟量或另一路数字量在同一时刻被打上时标，然后通过高速数据接口传输给PS端进行处理。操作者通过人机交互界面2下达指令，该指令被下发给第二ARM芯片，第二ARM芯片接收到命令后通过高速数据接口发送给片上系统，片上系统根据接收到的指令确定本次操作是进行本地核相、异地核相还是对合并单元的单体测试。
ADC采样模块最大可以接入600V电压，其内部设置有分档电路，从而确保被采样的电压以最好的缩放比例供给ADC采样模块进行采样。
如附图2和附图3所示，上述数字核相仪还包括外壳1，人机交互界面2、片上系统、ADC采样模块均设置在外壳1内，人机交互界面2设置于外壳1的正面3上，而接收模块所连接的多种接口、对时接口、充电接口等可以设置在外壳1的侧部4。为了使其便于携带和使用，外壳1上设置有支架6和/或提手7。支架6采用折叠式结构，其包括一支撑板，支撑板的一侧通过转轴而连接在外壳1的背面5上，将其转动至特定角度并定位后，即可支撑整个数字核相仪于台面上。
上述数字核相仪采用了片上系统提高了其集成度，PS端采用的爽ARM结构保证了数据处理的可靠性、实时性，高精度ADC采集模块的采用使得模拟量的精度得以确保。该数字核相仪不仅可以实现本地核相，还可以分别在a地和b地完成模拟量和数字量的比对，从而达到比较a、b两地一次侧相序的比较，完成异地核相——不同时刻、不同地点核对两路待并回路的相序，还可以针对合并单元进行单体测试。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种数字核相仪，其特征在于：其包括人机交互界面、与所述人机交互界面双向传输信号的片上系统、与所述片上系统双向传输信号并用于接入参考模拟电压信号的ADC采样模块；
所述片上系统包括通过数据接口相连接的PS端和PL端；所述PL端包括用于连接合并单元且具有多路数字信号传输通路而用于接入多路数字电压信号的接收模块、用于进行对时的对时模块、将所述参考模拟电压信号和所述数字电压信号同时打上时标的数据处理模块、与所述数据处理模块相连接的并用于传输信号的上传单元；所述PS端包括一个用于根据所述参考模拟电压信号和所述数字电压信号进行核相的第一ARM芯片、一个传输控制指令的第二ARM芯片，所述第一ARM芯片与所述人机交互界面和所述上传单元相连接，所述第二ARM芯片与所述人机交互界面和所述上传单元相连接。
2.根据权利要求1所述的数字核相仪，其特征在于：所述PL端还包括在所述数据处理模块的控制下启动所述ADC采样模块的ADC控制模块，所述ADC控制模块分别与所述数据处理模块和所述ADC采样模块相连接。
3.根据权利要求1所述的数字核相仪，其特征在于：所述对时模块与B码源相连接。
4.根据权利要求1所述的数字核相仪，其特征在于：所述PL端还包括用于连接所述接收模块和所述合并单元的若干种外接接口。
5.根据权利要求1所述的数字核相仪，其特征在于：其还包括外壳，所述人机交互界面、所述片上系统、所述ADC采样模块均设置在所述外壳内。
6.根据权利要求5所述的数字核相仪，其特征在于：所述外壳上设置有支架和/或提手。
7.根据权利要求1所述的数字核相仪，其特征在于：其还包括供电的电源模块。
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