CN210775824U - 一种电子式互感器的分离测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子式互感器的分离测试系统，电源板，与电源板连接的采集板、同步板和数据板，采集板连接同步板，数据连接同步板，采集板连接互感器和上位机；数据板与采集器、合并单元、上位机连接，同步板与合并单元连接；数据板包括接收模块、处理模块和发送模块，处理模块连接接收模块和发送模块，接收模块包括私有协议子接收模块、FT3子接收模块、光以太网子接收模块和数字量子接收模块；同步板包括处理器、恒温晶振和输出模块，输出模块包括电脉冲子输出模块、1pps子输出模块和B码子输出模块。通过一个测试系统可同时测试传感头、采集器和合并单元，及时发现传感器的问题端，便于替换问题部件，进而提高传感器的使用寿命。

Description

一种电子式互感器的分离测试系统

技术领域

本实用新型涉及互感器技术领域，尤其涉及一种电子式互感器的分离测试系统。

背景技术

电子式互感器包括本体传感模块(传感头)、一次转换器(采集器)和合并单元，传感头与采集器电连接，采集器与合并单元电连接。近年来，电子式互感器得到广泛应用，亦发生多起由于电子式互感器采集器或合并单元异常而造成保护误动计量超差的事件。电子式互感器故障已经严重影响到系统的安全稳定运行，需要引起高度重视，除工艺制造水平的加强外，需要进一步完善检测手段。

数字化测量系统主要由电子式互感器本体、采集器AD采样环节、合并单元以及数字化电能表等多环节组成，电子式互感器本体是测量准确性根本，采集器采样精度以及低通滤波谐波失真、合并单元设计以及指标的好坏直接影响数字化测量系统整体精度以及可靠性。目前国内外对数字化测量系统校验采用电子式互感器和合并单元作为一个整体方式进行测试。

这种检测系统以整体检测手段为主。由于其缺乏部件独立测试手段，无法实现故障部件的精确定位，对设备部件更换检修带来困难，同时更换部件后的电子式互感器整体是否能够满足技术要求无法测试，这使得电子式互感器经常带缺陷或是带隐患运行，长久累积极易出现设备异常，使得设备的使用寿命降低。为了提高设备的使用寿命，提出一种电子式互感器的分离测试系统。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电子式互感器的分离测试系统，以解决现有检测系统无法精确定位造成的设备使用寿命低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例公开了以下技术方案：

一种电子式互感器的分离测试系统，包括电源板、采集板、同步板和数据板，采集板的第一端、同步板的第一端和数据板的第一端分别电连接电源板，采集板的第二端通信连接同步板的第二端，数据板的第二端通信连接同步板的第三端，其中：测试互感器包括传感头、采集器和合并单元，采集板包括模拟量采集模块，采集板的第三端电连接标准互感器，采集板的第四端电连接传感头，采集板的第五端与上位机通过USB通信连接；数据板的第三端与采集器电连接，数据板的第四端与合并单元的第一端电连接，数据板的第五端与上位机通过电以太网连接，同步板的第四端与合并单元的第二端电连接；数据板包括接收模块、处理模块和发送模块，处理模块的两端分别连接接收模块和发送模块，接收模块包括私有协议子接收模块、FT3子接收模块、光以太网子接收模块和数字量子接收模块，私有协议子接收模块、FT3子接收模块和光以太网子接收模块分别电连接数字量子接收模块，处理模块与数字量子接收模块电连接，发送模块包括以太网发送模块，发送模块与上位机通信连接；同步板包括处理器、恒温晶振和输出模块，输出模块包括电脉冲子输出模块、1pps子输出模块和B码子输出模块，电脉冲子输出模块与采集板电连接，1pps子输出模块和B码子输出模块分别与数据板和合并单元电连接。

可选地，私有协议子接收模块为采集器的接收模块。

可选地，数字量子接收模块包括FPGA数字量子接收模块。

可选地，处理模块包括POWERPC数据处理模块。

可选地，处理器包括CPLD-XC95288XL处理器。

有益效果：本实用新型提供了一种电子式互感器的分离测试系统，该系统包括电源板、采集板、同步板和数据板，采集板的第一端、同步板的第一端和数据板的第一端分别电连接电源板，采集板的第二端通信连接同步板的第二端，数据板的第二端通信连接同步板的第三端。电源板为采集板、同步板和数据板提供电能。同步板发出三股同步脉冲，这三股同步脉冲分别发送给采集板、数据板和合并单元。测试互感器包括传感头、采集器和合并单元，采集板包括模拟量采集模块，采集板的第三端电连接标准互感器，采集板的第四端电连接传感头，采集板的第五端与上位机通过USB通信连接。数据板的第三端与采集器电连接，数据板的第四端与合并单元的第一端电连接，数据板的第五端与上位机通过电以太网连接，同步板的第四端与合并单元的第二端电连接。同步板包括处理器、恒温晶振和输出模块，输出模块包括电脉冲子输出模块、1pps子输出模块和B码子输出模块，电脉冲子输出模块与采集板电连接，1pps子输出模块和B码子输出模块分别与数据板和合并单元电连接。使用过程中，采集板采集标准互感器的标准信号和传感头的模拟量，数据板获取采集器输出的串行数字量和合并单元输出的SV报文，并将串行数字量和SV报文经过运算处理后发送至上位机。采集板将标准信号和模拟量经过运算处理后发送至上位机。上位机对所有数据进行进一步的运算，并将运算结果显示在软件界面上以供用户使用。数据板包括接收模块、处理模块和发送模块，处理模块的两端分别连接接收模块和发送模块，接收模块包括私有协议子接收模块、FT3子接收模块、光以太网子接收模块和数字量子接收模块，私有协议子接收模块、FT3子接收模块和光以太网子接收模块分别电连接数字量子接收模块，处理模块与数字量子接收模块电连接，发送模块包括以太网发送模块，发送模块与上位机通信连接。使用过程中，私有协议子接收模块获取采集器中的串行输出量，FT3子接收模块获取合并单元符合FT3协议的数据，光以太网接收模块获取合并单元中符合IEC61850-9-1和IEC61850-9-2协议的数据，并将所有子接收模块获取的数据发送给数字量子接收模块。数字量子接收模块在接收数字源信号时，根据同步板的同步脉冲，精确记录报文头达到时刻，处理模块通过双口RAM技术取得数字量子接收模块接收到的数据，通过以太网物理接口，借助基于可靠连接的TCP/IP协议，将有准确时标的采样报文提交给上位机。本实用新型中，通过同步板同步控制采集板获取标准互感器、传感头的数据和数据板获取采集器、合并单元的数据，并将获取的数据经过处理后发送给上位机，上位机再对数据进行处理，并将处理结果显示于客户。本实用新型中，通过一个测试系统可同时测试传感头、采集器和合并单元，及时发现测试传感器的问题端，便于替换问题部件，进而提高测试传感器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实用新型提供的一种电子式互感器的分离测试系统的结构示意图；

图2为实用新型提供的一种同步板的结构示意图；

图3为实用新型提供的一种数据板的结构示意图；

附图说明：1-电源板，2-采集板，3-同步板，4-数据板，5-测试互感器，6-标准互感器，7-上位机，31-处理器，32-恒温晶振，33-输出模块，41-接收模块，42-处理模块，43-发送模块，51-传感头，52-采集器，53-合并单元，331-电脉冲子输出模块，332-1pps子输出模块，333-B码子输出模块，411-私有协议子接收模块，412-FT3子接收模块，413-光以太网子接收模块，414-数字量子接收模块。

具体实施方式

图1为本实用新型提供的一种电子式互感器的分离测试系统的结构示意图，图2为本实用新型提供的一种同步板的结构示意图，图3为本实用新型提供的一种数据板的结构示意图，参见图1、图2和图3可知，本实用新型提供了一种电子式互感器的分离测试系统，该系统包括电源板1、采集板2、同步板3和数据板4，采集板2的第一端、同步板3的第一端和数据板4的第一端分别电连接电源板1，采集板2的第二端通信连接同步板3的第二端，数据板4的第二端通信连接同步板3的第三端。电源板1为采集板2、同步板3和数据板4提供电能。同步板3发出三股同步脉冲，这三股同步脉冲分别发送给采集板2、数据板4和合并单元53。测试互感器5包括传感头51、采集器52和合并单元53，采集板2包括模拟量采集模块，采集板2的第三端电连接标准互感器6，采集板2的第四端电连接传感头51，采集板2的第五端与上位机7通过USB通信连接。数据板4的第三端与采集器52电连接，数据板4的第四端与合并单元53的第一端电连接，数据板4的第五端与上位机7通过电以太网连接，同步板3的第四端与合并单元53的第二端电连接。同步板3包括处理器31、恒温晶振32和输出模块33，输出模块33包括电脉冲子输出模块331、1pps子输出模块332和B码子输出模块333，电脉冲子输出模块331与采集板2电连接，1pps子输出模块332和B码子输出模块333分别与数据板4和合并单元53电连接。使用过程中，采集板2采集标准互感器6的标准信号和传感头51的模拟量，数据板4获取采集器52输出的串行数字量和合并单元53输出的SV报文，并将串行数字量和SV报文经过运算处理后发送至上位机7。采集板2将标准信号和模拟量经过运算处理后发送至上位机7。上位机7对所有数据进行进一步的运算，并将运算结果显示在软件界面上以供用户使用。数据板4包括接收模块41、处理模块42和发送模块43，处理模块42的两端分别连接接收模块41和发送模块43，接收模块41包括私有协议子接收模块411、FT3子接收模块412、光以太网子接收模块413和数字量子接收模块414，私有协议子接收模块411、FT3子接收模块412和光以太网子接收模块413分别电连接数字量子接收模块414，处理模块42与数字量子接收模块414电连接，发送模块43包括以太网发送模块，发送模块43与上位机7通信连接。使用过程中，私有协议子接收模块411获取采集器52中的串行输出量，FT3子接收模块412获取合并单元53符合FT3协议的数据，光以太网接收模块413获取合并单元53中符合IEC61850-9-1和IEC61850-9-2协议的数据，并将所有子接收模块获取的数据发送给数字量子接收模块414。数字量子接收模块414在接收数字源信号时，根据同步板3的同步脉冲，精确记录报文头达到时刻，处理模块42通过双口RAM技术取得数字量子接收模块414接收到的数据，通过以太网物理接口，借助基于可靠连接的TCP/IP协议，将有准确时标的采样报文提交给上位机7。本实用新型中，通过同步板3同步控制采集板2获取标准互感器6、传感头51的数据和数据板4获取采集器52、合并单元53的数据，并将获取的数据经过处理后发送给上位机7，上位机7再对数据进行处理，并将处理结果显示于客户。本实用新型中，通过一个测试系统可同时测试传感头51、采集器52和合并单元53，及时发现测试传感器5的问题端，便于替换问题部件，进而提高测试传感器5的使用寿命。

为了可以接收测试互感器5的各处数据，本实施例中，私有协议子接收模块411为采集器52的接收模块。私有协议子接收模块411接收采集器52的数据，使得数据板4的接收模块41能够接收测试互感器5采集器52输出、自适应接收符合IEC60044-8的标准FT3或者符合国家电网标准的FT3采样值数据。

为了精确记录报文到达时刻，本实施例中，数字量子接收模块414包括FPGA数字量子接收模块，处理模块42包括POWERPC数据处理模块。数据板4采用POWERPC、FPGA双CPU组合架构。充分利用FPGA实时性强、I/O口配置丰富的特点，通过控制PHY芯片完成接收合并单元53试品IEC61850-9协议的采样值数据SV、能够接收测试互感器5采集器52输出、自适应接收符合IEC60044-8的标准FT3或者符合国家电网标准的FT3采样值数据，FPGA数字量子接收模块在接收数字源信号时，根据来自同步板3的同步脉冲，精确记录报文头到达时刻，POWERPC通过双口RAM技术取得FPGA数字量子接收模块接收到的数据，通过以太网物理接口，借助基于可靠连接的TCP/IP协议，将带有精确时标的采样报文提交给上位机7。

为了精确控制信号输出，本实施例中，处理器31包括CPLD-XC95288XL处理器。同步板3采用CPLD-XC95288XL单处理器，主要完成IEEE1588、IRIG-B码报文接收及处理，并能够精确控制1PPS秒脉冲信号和IRIG-B码对时光脉冲信号输出。PC机(上位机7)利用其界面友好、数据处理能力强的特点，通过电以太网完成数字源信号SV报文接收，通过USB完成模拟源信号接收，对接收到的数据进行解析并进行运算，实现相位同步核对、延迟时间和离散度等各类IED时间特性测试需求。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本实用新型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实用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 (5)

1.一种电子式互感器的分离测试系统，其特征在于，包括电源板(1)、采集板(2)、同步板(3)和数据板(4)，所述采集板(2)的第一端、所述同步板(3)的第一端和所述数据板(4)的第一端分别电连接所述电源板(1)，所述采集板(2)的第二端通信连接所述同步板(3)的第二端，所述数据板(4)的第二端通信连接所述同步板(3)的第三端，其中：

测试互感器(5)包括传感头(51)、采集器(52)和合并单元(53)，所述采集板(2)包括模拟量采集模块，所述采集板(2)的第三端电连接标准互感器(6)，所述采集板(2)的第四端电连接所述传感头(51)，所述采集板(2)的第五端与上位机(7)通过USB通信连接；

所述数据板(4)的第三端与所述采集器(52)电连接，所述数据板(4)的第四端与所述合并单元(53)的第一端电连接，所述数据板(4)的第五端与所述上位机(7)通过电以太网连接，所述同步板(3)的第四端与所述合并单元(53)的第二端电连接；

所述数据板(4)包括接收模块(41)、处理模块(42)和发送模块(43)，所述处理模块(42)的两端分别连接所述接收模块(41)和所述发送模块(43)，所述接收模块(41)包括私有协议子接收模块(411)、FT3子接收模块(412)、光以太网子接收模块(413)和数字量子接收模块(414)，所述私有协议子接收模块(411)、FT3子接收模块(412)和光以太网子接收模块(413)分别电连接所述数字量子接收模块(414)，所述处理模块(42)与所述数字量子接收模块(414)电连接，所述发送模块(43)包括以太网发送模块，所述发送模块(43)与所述上位机(7)通信连接；

所述同步板(3)包括处理器(31)、恒温晶振(32)和输出模块(33)，所述输出模块(33)包括电脉冲子输出模块(331)、1pps子输出模块(332)和B码子输出模块(333)，所述电脉冲子输出模块(331)与所述采集板(2)电连接，所述1pps子输出模块(332)和B码子输出模块(333)分别与所述数据板(4)和所述合并单元(53)电连接。

2.根据权利要求1所述的分离测试系统，其特征在于，所述私有协议子接收模块(411)为所述采集器(52)的接收模块。

3.根据权利要求1所述的分离测试系统，其特征在于，所述数字量子接收模块(414)包括FPGA数字量子接收模块。

4.根据权利要求1所述的分离测试系统，其特征在于，所述处理模块(42)包括POWERPC数据处理模块。

5.根据权利要求1所述的分离测试系统，其特征在于，所述处理器(31)包括CPLD-XC95288XL处理器。

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