CN206362919U - 一种直流电流互感器暂态校验仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例示出一种直流电流互感器暂态校验仪，包括：模拟量采集电路、数字量采集电路、时钟同步电路和暂态分析电路；其中，暂态分析电路分别与模拟量采集电路、数字量采集电路和时钟同步电路相连接；模拟量采集电路和数字量采集电路分别与时钟同步电路相连接；模拟量采集电路接收标准直流系统故障暂态仿真信号、标准阶跃电压信号、被校直流电流互感器模拟量信号，将三个模拟信号进行模数转换数字量信号传输到暂态分析电路；暂态分析电路根据模拟量采集电路和数字量采集电路上传的数据计算出直流电流互感器的阶跃响应时间、最大过冲以及趋稳时间，利用直流输电系统暂态仿真信号进行标准信号与被校信号波形相关性分析、频谱分析测试。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流电流互感器暂态校验技术领域，特别涉及一种直流电流互感器暂态校验仪。
背景技术
高压直流输电作为电力系统中重要的输电通道，其安全稳定运行直接关系到整个系统网架结构稳定，而直流电流互感器作为换流站中测量直流输电系统电流的重要量测设备，为直流系统的控制、保护提供准确和可靠直流电流信号。直流电流互感器在现场进行安装后，一般只针对其直流电流测量准确度进行简单注流试验，现场的直流电流互感器暂态试验暂无相关设备，因此直流电流互感器暂态试验一直无法开展进行。
本实用新型提出一种直流电流互感器暂态校验仪，可实现对直流电流互感器阶跃特性及暂态传遍特性进行校验，提高了直流电流互感器暂态试验的能力，为后续的暂态试验规范提供依据。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于提供一种直流电流互感器暂态校验仪，以提高直流电流互感器暂态试验的能力，为后续的暂态试验规范提供依据。
根据本实用新型的实施例，提供了一种直流电流互感器暂态校验仪，包括：模拟量采集电路、数字量采集电路、时钟同步电路和暂态分析电路；
其中，所述暂态分析电路分别与所述模拟量采集电路，所述数字量采集电路和所述时钟同步电路相连接；
所述模拟量采集电路和所述数字量采集电路分别与所述时钟同步电路相连接；
其中，所述模拟量采集电路包括：标准直流系统故障暂态仿真信号接口，标准阶跃电压信号接口，被校直流电流互感器模拟量信号接口，I/U转换器，第一U/U转换器，第二U/U转换器，第一高精度A/D采集转换器，第二高精度A/D采集转换器，第三高精度A/D采集转换器，第一FIR带通滤波处理器，第二FIR带通滤波处理器，第三FIR带通滤波处理器，第一低速A/D采样器，第二低速A/D采样器和第三低速A/D采样器；
所述标准直流系统故障暂态仿真信号接口与所述I/U转换器相连接；
所述标准阶跃电压信号接口与所述第一U/U转换器相连接；
所述被校直流电流互感器模拟量信号接口与所述第二U/U转换器相连接；
所述I/U转换器分别与所述第一高精度A/D采集转换器和所述第一低速A/D采样器相连接；
所述第一U/U转换器分别与所述第二高精度A/D采集转换器和所述第二低速A/D采样器相连接；
所述第二U/U转换器分别与所述第三高精度A/D采集转换器和所述第三低速A/D采样器相连接；
所述第一高精度A/D采集转换器与所述第一FIR带通滤波处理器相连接；
所述第二高精度A/D采集转换器与所述第二FIR带通滤波处理器相连接；
所述第三高精度A/D采集转换器与所述第三FIR带通滤波处理器相连接；
所述第一低速A/D采样器与所述第一FIR带通滤波处理器相连接；
所述第二低速A/D采样器与所述第二FIR带通滤波处理器相连接；
所述第三低速A/D采样器与所述第三FIR带通滤波处理器相连接。
进一步，所述时钟同步电路包括：时钟同步处理器，第一脉冲输出电路，第二脉冲输出电路，第三脉冲输出电路，数字量脉冲输出电路和B码输出电路；其中，
所述时钟同步处理器的输出端分别与所述第一脉冲输出电路，第二脉冲输出电路，第三脉冲输出电路，数字量脉冲输出电路和B码输出电路相连接。
进一步，所述校验仪还包括：人机交互显示装置；
所述暂态分析电路的输出端与所述人机交互显示装置相连接。
进一步，所述模拟量采集电路与所述暂态分析电路的USB接口相连接。
进一步，所述第一高精度A/D采集转换器，所述第二高精度A/D采集转换器和所述第三高精度A/D采集转换器均由数个不同采样频率的转换器构成。
进一步，所述校验仪还包括，独立电源；所述独立电源分别与所述模拟量采集电路、所述数字量采集电路、所述时钟同步电路和所述暂态分析电路相连接。
由以上技术方案可知，本实用新型实施例示出一种直流电流互感器暂态校验仪，包括：模拟量采集电路、数字量采集电路、时钟同步电路和暂态分析电路；其中，所述暂态分析电路分别与所述模拟量采集电路、所述数字量采集电路和所述时钟同步电路相连接；所述模拟量采集电路和所述数字量采集电路分别与所述时钟同步电路相连接；其中，所述模拟量采集电路包括：标准直流系统故障暂态仿真信号接口，标准阶跃电压信号接 口，被校直流电流互感器模拟量信号接口，I/U转换器，第一U/U转换器，第二U/U转换器，第一高精度A/D采集转换器，第二高精度A/D采集转换器，第三高精度A/D采集转换器，第一FIR带通滤波处理器，第二FIR带通滤波处理器，第三FIR带通滤波处理器，第一低速A/D采样器，第二低速A/D采样器和第三低速A/D采样器；所述模拟量采集电路接收标准直流系统故障暂态仿真信号、标准阶跃电压信号、被校直流电流互感器模拟量信号，将三个模拟信号进行模数转换数字量信号传输到暂态分析电路；所述暂态分析电路根据模拟量采集电路和数字量采集电路上传的数据计算出直流电流互感器的阶跃响应时间、最大过冲以及趋稳时间，利用直流输电系统暂态仿真信号进行标准信号与被校信号波形相关性分析、频谱分析测试。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据一优选实施例示出的一种直流电流互感器暂态校验仪的结构框图；
图2为根据一优选实施例示出的模拟量采样电路的结构框图；
图3为根据一优选实施例示出的时钟同步电路的结构框图。
图例说明：
1-模拟量采集电路；11-标准直流系统故障暂态仿真信号接口；12-标准阶跃电压信号接口；13-被校直流电流互感器模拟量信号接口；1011-I/U转换器；1012-第一U/U转换器；1013-第二U/U转换器；1021-第一高精度A/D采集转换器；1022-第二高精度A/D采集转换器；1023-第三高精度A/D采集转换器；1031-第一FIR带通滤波处理器；1032-第二FIR带通滤波处理器；1033-第三FIR带通滤波处理器；1041-第一低速A/D采样器；1042-第二低速A/D采样器；1043-第三低速A/D采样器；2-人机交互显示装置；3-数字量采集电路；4-时钟同步电路；401-时钟同步处理器；4021-第一脉冲输出电路；4022-第二脉冲输出电路；4023-第三脉冲输出电路；4031-数学量脉冲输出电路；4032-B码输出电路；5-暂态分析电路。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部 的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
根据本实用新型的实施例提供了一种直流电流互感器暂态校验仪，如图1和图2所示，所述校验仪包括：模拟量采集电路1、数字量采集电路3、时钟同步电路4和暂态分析电路5；
其中，所述暂态分析电路5分别与所述模拟量采集电路1，所述数字量采集电路3和所述时钟同步电路4相连接；
所述模拟量采集电路1和所述数字量采集电路3分别与所述时钟同步电路4相连接；
其中，所述模拟量采集电路1包括：标准直流系统故障暂态仿真信号接口11，标准阶跃电压信号接口12，被校直流电流互感器模拟量信号接口13，I/U转换器1011，第一U/U转换器1012，第二U/U转换器1013，第一高精度A/D采集转换器1021，第二高精度A/D采集转换器1022，第三高精度A/D采集转换器1023，第一FIR带通滤波处理器1031，第二FIR带通滤波处理器1032，第三FIR带通滤波处理器1033，第一低速A/D采样器1041，第二低速A/D采样器1042和第三低速A/D采样器1043；所述标准直流系统故障暂态仿真信号接口11与所述I/U转换器1011相连接；所述标准阶跃电压信号接口12与所述第一U/U转换器1012相连接；所述被校直流电流互感器模拟量信号接口13与所述第二U/U转换器1013相连接；所述I/U转换器1011分别与所述第一高精度A/D采集转换器1021和所述第一低速A/D采样器1041相连接；所述第一U/U转换器1012分别与所述第二高精度A/D采集转换器1022和所述第二低速A/D采样器1042相连接；所述第二U/U转换器1013分别与所述第三高精度A/D采集转换器1023和所述第三低速A/D采样器1043相连接；所述第一高精度A/D采集转换器1021与所述第一FIR带通滤波处理器1031相连接；所述第二高精度A/D采集转换器1022与所述第二FIR带通滤波处理器1032相连接；所述第三高精度A/D采集转换器1023与所述第三FIR带通滤波处理器1033相连接；所述第一低速A/D采样器1041与所述第一FIR带通滤波处理器1031相连接；所述第二低速A/D采样器1042与所述第二FIR带通滤波处理器1032相连接；所述第三低速A/D采样器1043与所述第三FIR带通滤波处理器1033相连接。
具体的，所述模拟量采集电路1接收标准直流系统故障暂态仿真信号、标准阶跃电压信号、被校直流电流互感器模拟量信号，将此模拟信号进行模数转换数字量信号传输到暂态分析电路5；所述数字量采集电路3完成接收被校验直流互感器传输数字量信号上传至暂态分析电路5，所述时钟同步电路4与所述数字量采集电路3相连接，所述时钟同步电路4与所述模拟量采集电路1连接，所述时钟同步电路4与所述暂态分析电路5连接；所述暂态分析电路5控制时钟同步电路4向所述数字量采集电路3和所述模拟量采集电路1发送一同步脉冲采样信号。并保证模拟量采集电路1与数字量采集电路3 同步进行采样，所述暂态分析电路5根据模拟量采集电路1和数字量采集电路3上传的数据计算出直流电流互感器的阶跃响应时间、最大过冲以及趋稳时间，利用直流输电系统暂态仿真信号进行标准信号与被校信号波形相关性分析、频谱分析测试。
其中，所述时钟同步电路4主要作用是给被校验交流或直流互感器提供同步脉冲信号和接收外部同步脉冲采样信号。
所述数字量采集电路3接收被校互感器采样值数据，根据来自时钟同步电路4的同步脉冲采样信号，精确记录报文头到达时刻，将带有精确时标的采样数据提交至暂态分析电路5。
所述高精度模拟量采集电路1包括共3个接口，分别为标准直流系统故障暂态仿真信号接口11、标准阶跃电压信号接口12、被校直流电流互感器模拟量信号接口13分别用于接收标准直流系统故障暂态仿真信号、标准阶跃电压信号和被校直流电流互感器模拟量信号；标准直流系统故障暂态仿真信号、标准阶跃电压信号和被校直流电流互感器模拟量信号依次通过I/U转换器1011，第一U/U转换器1012和第二U/U转换器1013不失真地转化为小电压信号以便后续通过第一高精度A/D采集转换器1021，第二高精度A/D采集转换器1022和第三高精度A/D采集转换器1023进行转换，其中第一低速A/D采样器1041，第二低速A/D采样器1042和第三低速A/D采样器1043进行低频下的采集转化，并完成暂态信号的启动录波时刻，所述第一高精度A/D采集转换器1021，第二高精度A/D采集转换器1022和第三高精度A/D采集转换器1023分别由若干个不同采样频率的转换器构成，并与所述数字量采样率保持一致性，可以实现多个采样频率下的采集，所述第一高精度A/D采集转换器1021，第二高精度A/D采集转换器1022和第三高精度A/D采集转换器1023分别与所述暂态分析电路5连接并在所述同步脉冲信号下进行同步采集，将采集的数据传输至暂态分析电路5。
本实用新型示出的一种直流电流互感器暂态校验仪，其中，被校直流互感器的信号可以为：模拟量输出式、IEC61850-9-1数字量输出式、IEC61850-9-2数字量输出式、FT3数字量输出式等。时钟同步电路4用于对模拟量采集电路1和数字量采集电路3进行同步脉冲采样信号的触发。
本实用新型实施例示出的一种直流电流互感器暂态校验仪，所述校验仪的暂态分析电路5根据模拟量采集电路1和数字量采集电路3上传的数据计算出直流电流互感器的阶跃响应时间、最大过冲以及趋稳时间，利用直流输电系统暂态仿真信号进行标准信号与被校信号波形相关性分析、频谱分析测试。
进一步，如图3所示，所述时钟同步电路4包括：时钟同步处理器401，第一脉冲输出电路4021，第二脉冲输出电路4022，第三脉冲输出电路4023，数字量脉冲输出电 路4031和B码输出电路4032；其中，
所述时钟同步处理器401的输出端分别与所述第一脉冲输出电路4021，第二脉冲输出电路4022，第三脉冲输出电路4023，数字量脉冲输出电路4031和B码输出电路4032相连接。
其中，B码为(IRIG-B码，美国靶场仪器组)。
具体的，时钟同步电路4用于对模拟量采集电路1和数字量采集电路3进行同步脉冲采样信号的触发。
第一脉冲输出电路4021，第二脉冲输出电路4022和第三脉冲输出电路4023分别用于向标准直流系统故障暂态仿真信号接口11，标准阶跃电压信号接口12，被校直流电流互感器模拟量信号接口13发送同步脉冲采样信号。进而保证标准直流系统故障暂态仿真信号接口11，标准阶跃电压信号接口12，被校直流电流互感器模拟量信号接口13同步进行采样。
数字量脉冲输出电路4031和B码输出电路4032均用于对数字量采集电路3发出同步脉冲采样信号。通常情况下，数字量脉冲输出电路4031和B码输出电路4032任意一路均可向数字量采集电路3发出同步脉冲采样信号。但是脉冲输出电路4031发出同步脉冲采样信号的过程中，若有电源存在，多个装置可共用一对接点，若无电源存在，则需要每个装置均与一个独立的对接点相连接；B码输出电路4032发出同步脉冲采样信号在任何条件下均需要每个装置均与一个独立的对接点相连接；
另外B码输出电路4032对数字量采集电路3发出同步脉冲采样信号，有传输距离限制，需要在额定距离内进行、数字量脉冲输出电路4031对数字量采集电路3发出同步脉冲采样信号则不受距离限制，但数字量脉冲输出电路4031对数字量采集电路3发出同步脉冲采样信号，同步脉冲采样信号上没有时间标识，因此还需要用软报文来结合对时才行，B码输出电路4032对数字量采集电路3发出同步脉冲采样信号，同步脉冲采样信号带有时间标识。实际校验的过程中可以根据实际的需求选择采用，B码输出电路4032对数字量采集电路3发出同步脉冲采样信号或采用数字量脉冲输出电路4031对数字量采集电路3发出同步脉冲采样信号。
进一步，所述校验仪还包括：人机交互显示装置2；
所述暂态分析电路的输出端与所述人机交互显示装置2相连接。
具体的所述校验仪对所述被校直流电流互感器的评价结果可通过人机交互显示装置进行显示，这样方便操作者更加直观的了解被校直流电流互感器的性能。
进一步，所述模拟量采集电路1与所述暂态分析电路的USB接口相连接。
本实用新型采用的USB接口可以连接多个不同的设备，支持热插拔，在软件方面，为USB设计的驱动程序和应用软件可以自动启动，无需用户干预。USB设备也不涉及IRQ冲突等问题，它单独使用自己的保留中断，不会同其它设备争用PC机有限的资源，为用户省去了硬件配置的烦恼。USB设备能真正做到“即插即用”。同时，快速性能是USB技术的突出特点之一。USB接口的最高传输率目前可达12Mb/s，比串口快了整整100倍，比并口也快了十多倍。今后USB的速度还将会提高到100Mb/s以上。
进一步，所述第一高精度A/D采集转换器1021，所述第二高精度A/D采集转换器1022和所述第三高精度A/D采集转换器1023均由数个不同采样频率的转换器构成。
本实用新型实施例示出的一种直流电流互感器暂态校验仪可在不同频率下对被校直流互感器的暂态性能进行检验。
进一步，所述校验仪还包括，独立电源；所述独立电源分别与所述模拟量采集电路1、所述数字量采集电路3、所述时钟同步电路4和所述暂态分析电路5相连接。
具体的，所述校验仪设置有独立电源，所述检验仪无需放置于规定电源附近，在实际校验过程中，可以根据实际的需求将检验仪放置于任何方便检验的地点。
所述校验仪具有极大的通用性和便携性。
由以上技术方案可知，本实用新型实施例示出一种直流电流互感器暂态校验仪，包括：模拟量采集电路1、数字量采集电路3、时钟同步电路4和暂态分析电路5；其中，所述暂态分析电路5分别与所述模拟量采集电路1、所述数字量采集电路3和所述时钟同步电路4相连接；所述模拟量采集电路1和所述数字量采集电路3分别与所述时钟同步电路4相连接；其中，所述模拟量采集电路1包括：标准直流系统故障暂态仿真信号接口11，标准阶跃电压信号接口12，被校直流电流互感器模拟量信号接口13，I/U转换器1011，第一U/U转换器1012，第二U/U转换器1013，第一高精度A/D采集转换器1021，第二高精度A/D采集转换器1022，第三高精度A/D采集转换器1023，第一FIR带通滤波处理器1031，第二FIR带通滤波处理器1032，第三FIR带通滤波处理器1033，第一低速A/D采样器1041，第二低速A/D采样器1042和第三低速A/D采样器1043；所述模拟量采集电路1接收标准直流系统故障暂态仿真信号、标准阶跃电压信号、被校直流电流互感器模拟量信号，将三个模拟信号进行模数转换数字量信号传输到暂态分析电路5；所述暂态分析电路5根据模拟量采集电路1和数字量采集电路3上传的数据计算出直流电流互感器的阶跃响应时间、最大过冲以及趋稳时间，利用直流输电系统暂态仿真信号进行标准信号与被校信号波形相关性分析、频谱分析测试。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (6)
1.一种直流电流互感器暂态校验仪，其特征在于，包括：
模拟量采集电路(1)、数字量采集电路(3)、时钟同步电路(4)和暂态分析电路(5)；
其中，所述暂态分析电路(5)分别与所述模拟量采集电路(1)，所述数字量采集电路(3)和所述时钟同步电路(4)相连接；
所述模拟量采集电路(1)和所述数字量采集电路(3)分别与所述时钟同步电路(4)相连接；
其中，所述模拟量采集电路(1)包括：标准直流系统故障暂态仿真信号接口(11)，标准阶跃电压信号接口(12)，被校直流电流互感器模拟量信号接口(13)，I/U转换器(1011)，第一U/U转换器(1012)，第二U/U转换器(1013)，第一高精度A/D采集转换器(1021)，第二高精度A/D采集转换器(1022)，第三高精度A/D采集转换器(1023)，第一FIR带通滤波处理器(1031)，第二FIR带通滤波处理器(1032)，第三FIR带通滤波处理器(1033)，第一低速A/D采样器(1041)，第二低速A/D采样器(1042)和第三低速A/D采样器(1043)；
所述标准直流系统故障暂态仿真信号接口(11)与所述I/U转换器(1011)相连接；
所述标准阶跃电压信号接口(12)与所述第一U/U转换器(1012)相连接；
所述被校直流电流互感器模拟量信号接口(13)与所述第二U/U转换器(1013)相连接；
所述I/U转换器(1011)分别与所述第一高精度A/D采集转换器(1021)和所述第一低速A/D采样器(1041)相连接；
所述第一U/U转换器(1012)分别与所述第二高精度A/D采集转换器(1022)和所述第二低速A/D采样器(1042)相连接；
所述第二U/U转换器(1013)分别与所述第三高精度A/D采集转换器(1023)和所述第三低速A/D采样器(1043)相连接；
所述第一高精度A/D采集转换器(1021)与所述第一FIR带通滤波处理器(1031)相连接；
所述第二高精度A/D采集转换器(1022)与所述第二FIR带通滤波处理器(1032)相连接；
所述第三高精度A/D采集转换器(1023)与所述第三FIR带通滤波处理器(1033)相连接；
所述第一低速A/D采样器(1041)与所述第一FIR带通滤波处理器(1031)相连接；
所述第二低速A/D采样器(1042)与所述第二FIR带通滤波处理器(1032)相连接；
所述第三低速A/D采样器(1043)与所述第三FIR带通滤波处理器(1033)相连接。
2.根据权利要求1所述的校验仪，其特征在于，所述时钟同步电路(4)包括：时钟同步处理器(401)，第一脉冲输出电路(4021)，第二脉冲输出电路(4022)，第三脉冲输出电路(4023)，数字量脉冲输出电路(4031)和B码输出电路(4032)；其中，
所述时钟同步处理器(401)的输出端分别与所述第一脉冲输出电路(4021)，第二脉冲输出电路(4022)，第三脉冲输出电路(4023)，数字量脉冲输出电路(4031)和B码输出电路(4032)相连接。
3.根据权利要求1所述的校验仪，其特征在于，所述校验仪还包括：人机交互显示装置(2)；
所述暂态分析电路(5)的输出端与所述人机交互显示装置(2)相连接。
4.根据权利要求1所述的校验仪，其特征在于，所述模拟量采集电路(1)与所述暂态分析电路(5)的USB接口相连接。
5.根据权利要求1所述的校验仪，其特征在于，所述第一高精度A/D采集转换器(1021)，所述第二高精度A/D采集转换器(1022)和所述第三高精度A/D采集转换器(1023)均由数个不同采样频率的转换器构成。
6.根据权利要求1所述的校验仪，其特征在于，所述校验仪还包括，独立电源；
所述独立电源分别与所述模拟量采集电路(1)、所述数字量采集电路(3)、所述时钟同步电路(4)和所述暂态分析电路(5)相连接。
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