CN211086574U - 一种基于gprs通信的直流互感器无线校验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于GPRS通信的直流互感器无线校验装置，所述装置包括多个校验系统，所述多个校验系统的每一个，包括：GPRS无线通信模块，无线同步模块，测量采集模块以及数据处理模块，所述GPRS无线通信模块用于与其他校验系统进行无线通信；所述无线同步模块用于接收高精度卫星授时同步信号，并将所述同步信号发送至测量采集模块；所述测量采集模块用于根据同步信号触发数据采集；所述数据处理模块用于对预处理后的数据以及GPRS无线通信模块接收的数据进行时标对齐，并进行比对计算，获得待测直流互感器的校验结果；所述装置解决了直流互感器现场校准中长距离接线困难、模拟量信号远距离传输带来的电压损耗和远距离非同步校准问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力测量领域，更具体地，涉及一种基于GPRS通信的直流互感器无线校验装置。
背景技术
随着全球能源互联网建设的推进以及直流输电的不断发展，直流互感器应用也越来越广泛，为保证直流输电系统的安全稳定可靠运行，需要对直流互感器的测量准确可靠性提出更高的要求，直流互感器校准检测的需要将逐渐增加。目前已投运的直流互感器通常只进行了出厂检测，在直流互感器现场校准领域几乎处于空白状态，这是由于直流互感器检定校准相关的标准体系建立尚未完善以及直流互感器现场校准技术和设备的滞后。目前越来越多的互感器校验设备厂家都研发了各自的直流互感器校验仪，用于直流互感器的实验室检测和现场校准检测，基本采用直接测量法的校准方案，即直接测量标准互感器和被校互感器的二次采样值并折算到一次值后进行误差计算。由于直流换流站现场的直流互感器本体和其二次测量系统相距较远，大概有100米～500米，常用的直流互感器现场校准方法一般采用有线和无线两种方案，有线校准方案通常是采用长距离电缆、光纤将直流互感器试品的二次信号传输到户外直流场或直流阀厅的直流互感器本体侧进行比对校准。无线校准方案通常是利用对讲机或无线WIFI局域网方式将直流互感器试品二次采样信号传输到本体侧进行校准。由于直流互感器现场校准通常在换流站停电检修期间进行，现场环境复杂，在直流换流站铺设长距离电缆、光纤存在很大弊端，对讲机的校准方式无法做到同步校准，无线WIFI方式信号覆盖范围小，需要搭建额外的网络中继设备。此外，模拟量输出的直流互感器输出信号在电缆中远距离传输时存在电压损耗，影响直流互感器的校准可靠性。
实用新型内容
为了解决背景技术存在的现有的直流互感器校准现场复杂，同步性较差，无线覆盖范围小，电压损耗等导致校准不可靠等问题，本实用新型提供了一种基于GPRS通信的直流互感器无线校验装置，所述装置的多个无线校验系统间使用GPRS通信并通过GPS和/或北斗无线同步，实现了在空间上多地同步数据采集并计算校验结果的技术效果，所述一种基于GPRS通信的直流互感器无线校验装置包括多个校验系统，所述多个校验系统的每一个，包括：
GPRS无线通信模块，所述GPRS无线通信模块用于与其他校验系统进行无线通信；所述GPRS无线通信模块用于接收其他校验系统的数据，并将接收的数据发送至数据处理模块；所述GPRS无线通信模块用于将数据处理模块预处理后的数据发送给其他校验系统；
无线同步模块，所述无线同步模块用于接收与卫星系统通信获得的高精度卫星授时同步信号，并将所述同步信号发送至测量采集模块；所述卫星系统包括GPS卫星系统以及北斗卫星系统；
测量采集模块，所述测量采集模块用于根据同步信号触发数据采集；所述测量采集模块的采集输入端与直流互感器相连，用于采集直流互感器的数据；所述测量采集模块用于将所述采集到的数据发送至数据处理模块；
数据处理模块，所述数据处理模块用于对测量采集模块采集的数据进行预处理，获得符合预设格式标准的数据；所述数据处理模块用于对预处理后的数据以及GPRS无线通信模块接收的数据进行时标对齐，并进行比对计算，获得待测直流互感器的校验结果。
进一步的，所述多个校验系统的每一个具有主机模式和从机模式两种运行模式；
当所述校验系统的测量采集模块与待测直流互感器相连时，所述校验系统处于从机模式，所述GPRS无线通信模块用于将预处理后的数据发送至对应的主机模式的校验系统中；
当所述校验系统的测量采集模块与标准直流互感器相连时，所述校验系统处于主机模式，所述GPRS无线通信模块用于接收其他处于从机模式的校验系统的数据，并计算从机模式的数据对应的待测直流互感器的校验结果。
进一步的，所述装置还包括上位机；
所述无线同步模块将接收的卫星信息以标准NMEA协议通过串口通信接口发送给上位机；
所述上位机计算卫星连接数量并判断授时秒脉冲同步信号准确性，当上位机判断所述同步信号未达到预设的准确性的标准，则向所述无线同步模块反馈同步异常信息。
进一步的，所述GPRS无线通信模块包括处理子模块、GPRS子模块以及串口通信子模块；
所述处理子模块用于为数据添加时标信息，并将添加了时标信息的数据发送至串口通信子模块以及GPRS子模块；所述数据包括预处理后的数据以及接收的数据；
所述串口通信子模块用于实现所述GPRS无线通信模块与数据处理模块间的数据发送与接收；
所述GPRS子模块用于与其他校验系统的GPRS子模块进行无线通信。
进一步的，所述处理子模块为ARM7高性能嵌入式处理器。
进一步的，所述GPRS子模块用于通过SIM手机卡实现数据的无线发送和接收，所述GPRS子模块用于与具有固定IP地址的云服务器进行通信；所述GPRS无线通信模块支持2G、3G以及4G无线频段。
进一步的，所述测量采集模块包括高精度A\D采集电路子模块；所述高精度A\D采集电路子模块用于采集直流互感器的输出信号；所述测量采集模块包括外部同步触发接口以及模拟量测量接口，所述模拟量测量接口的一端与高精度A\D采集电路子模块的输入端相连，另一端与待测直流互感器输出端相连；所述外部同步触发接口用于与无线同步模块相连。
本实用新型的有益效果为：本实用新型的技术方案，给出了一种基于GPRS通信的直流互感器无线校验装置，所述校验装置采用成熟的GPRS无线通信技术，利用GPS高精度卫星授时的无线同步方式，实现直流互感器的远距离严格同步的无线校准，解决了直流互感器现场校准中长距离接线困难和模拟量信号远距离传输带来的电压损耗问题，无线传输距离远，不需要额外的网络中继设备，为直流互感器的现场精确校准提供了有效的技术手段。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本实用新型的示例性实施方式：
图1为本实用新型具体实施方式的一种基于GPRS通信的直流互感器无线校验装置的结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为本实用新型具体实施方式的一种基于GPRS通信的直流互感器无线校验装置的结构图；如图1所示，所述装置包括多个校验系统，所述多个校验系统的每一个，均可以采用两种模式，主机模式以及从机模式，针对于每一种模式，所述校验系统各个模块的具体工作方式存在差异。
在实际进行直流互感器无线校验时，至少需要一个处于主机模式的校验系统和一个处于从机模式的校验系统，当所述校验系统的测量采集模块与待测直流互感器相连时，所述校验系统处于从机模式，当所述校验系统的测量采集模块与标准直流互感器相连时，所述校验系统处于主机模式。
进一步的，所述主机模式的校验系统至少存在一个，用于作为标准进行比对并计算校验结果；处于从机模式的校验系统可以是一个或多个，根据需校验的待测直流互感器数量确定；也就是在进行直流互感器无线校验时，可以是一个主机模式校验系统和一个从机模式校验系统组合实现对一个待测直流互感器的校验；也可以是一个主机模式校验系统和多个从机模式校验系统组合实现对多个待测直流互感器的校验。
进一步的，所述多个校验系统的每一个，包括：(为表述清楚，在对应附图中仅对处于主机模式的校验系统进行的标号)
GPRS无线通信模块110，所述GPRS无线通信模块110用于与其他校验系统进行无线通信；所述GPRS无线通信模块110用于接收其他校验系统的数据，并将接收的数据发送至数据处理模块；所述GPRS无线通信模块110用于将数据处理模块预处理后的数据发送给其他校验系统；
进一步的，所述GPRS无线通信模块110包括处理子模块、GPRS子模块以及串口通信子模块；
所述处理子模块用于为数据添加时标信息，并将添加了时标信息的数据发送至串口通信子模块以及GPRS子模块；所述数据包括预处理后的数据以及接收的数据；
所述串口通信子模块用于实现所述GPRS无线通信模块110与数据处理模块间的数据发送与接收；
所述GPRS子模块用于与其他校验系统的GPRS子模块进行无线通信。
进一步的，所述处理子模块为ARM7高性能嵌入式处理器。
进一步的，所述GPRS子模块用于通过SIM手机卡实现数据的无线发送和接收，所述GPRS子模块用于与具有固定IP地址的云服务器进行通信；所述GPRS无线通信模块110支持2G、3G以及4G无线频段。
GPRS模块通过SIM手机卡实现数据的无线发送和接收并且与具有固定IP地址的云服务器进行通信。两个GPRS无线通信模块110能够通过与云服务器通信来实现“点对点”无线双向透明数据传输。
无线同步模块120，所述无线同步模块120用于接收与卫星系统通信获得的高精度卫星授时同步信号，并将所述同步信号发送至测量采集模块；所述卫星系统包括GPS卫星系统以及北斗卫星系统；
所述无线同步模块包括GPS无线同步子模块和北斗无线同步子模块，所述GPS无线同步子模块用于与GPS卫星系统通信；所述北斗无线同步子模块用于与北斗卫星系统通信；
在一组校验中，所述处于主机模式的校验系统以及处于从机模式的校验系统所接收的高精度卫星授时同步信号来自同一个卫星系统，即GPS卫星系统或北斗卫星系统，通过统一卫星系统的高精度卫星授时实现时间同步的准确性；
进一步的，所述无线同步模块120将接收的卫星信息以标准NMEA协议通过串口通信接口发送给上位机；
所述上位机计算卫星连接数量并判断授时秒脉冲同步信号准确性，当上位机判断所述同步信号未达到预设的准确性的标准，则向所述无线同步模块120反馈同步异常信息。
测量采集模块130，所述测量采集模块130用于根据同步信号触发数据采集；所述测量采集模块130的采集输入端与直流互感器相连，用于采集直流互感器的数据；所述测量采集模块130用于将所述采集到的数据发送至数据处理模块；
进一步的，所述测量采集模块130包括高精度A\D采集电路子模块；所述高精度A\D采集电路子模块用于采集直流互感器的输出信号；所述测量采集模块130包括外部同步触发接口以及模拟量测量接口，所述模拟量测量接口的一端与高精度A\D采集电路子模块的输入端相连，另一端与待测直流互感器输出端相连；所述外部同步触发接口用于与无线同步模块120相连。
数据处理模块140，所述数据处理模块140用于对测量采集模块130采集的数据进行预处理，获得符合预设格式标准的数据；所述数据处理模块140用于对预处理后的数据以及GPRS无线通信模块110接收的数据进行时标对齐，并进行比对计算，获得待测直流互感器的校验结果。
当所述校验系统的测量采集模块130与待测直流互感器相连时，所述校验系统处于从机模式，所述GPRS无线通信模块110用于将预处理后的数据发送至对应的主机模式的校验系统中；
当所述校验系统的测量采集模块130与标准直流互感器相连时，所述校验系统处于主机模式，所述GPRS无线通信模块110用于接收其他处于从机模式的校验系统的数据，并计算从机模式的数据对应的待测直流互感器的校验结果。
数据处理模块140可由软件配置为主机或从机工作模式，在从机模式下，校验系统主要功能是在每个秒脉冲触发时刻将测量模块采集的被测直流互感器的输出信号进行数据处理，并将处理数据通过GPRS无线通信模块110发送给处于主机模式下的校验系统，从机模式下的数据处理模块140能够实现每秒不间断的数据处理及发送功能，实时地将测量模块的采样数据发送到主机校验模块。在主机工作模式下，校验系统主要功能是在每个秒脉冲触发时刻将中测量模块采集的标准直流互感器输出信号进行数据处理，并将处理数据与GPRS无线通信模块110接收的被测直流互感器数据进行校验计算，得到被测直流互感器的误差。数据处理模块140通过串口通信方式与GPRS无线通信模块110和无线同步模块120进行数据通信和控制。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种基于GPRS通信的直流互感器无线校验装置，其特征在于，所述装置包括多个校验系统，所述多个校验系统的每一个，包括：
GPRS无线通信模块，所述GPRS无线通信模块用于与其他校验系统进行无线通信；所述GPRS无线通信模块用于接收其他校验系统的数据，并将接收的数据发送至数据处理模块；所述GPRS无线通信模块用于将数据处理模块预处理后的数据发送给其他校验系统；
无线同步模块，所述无线同步模块用于接收与卫星系统通信获得的高精度卫星授时同步信号，并将所述同步信号发送至测量采集模块；所述卫星系统包括GPS卫星系统以及北斗卫星系统；
测量采集模块，所述测量采集模块用于根据同步信号触发数据采集；所述测量采集模块的采集输入端与直流互感器相连，用于采集直流互感器的数据；所述测量采集模块用于将所述采集到的数据发送至数据处理模块；
数据处理模块，所述数据处理模块用于对测量采集模块采集的数据进行预处理，获得符合预设格式标准的数据；所述数据处理模块用于对预处理后的数据以及GPRS无线通信模块接收的数据进行时标对齐，并进行比对计算，获得待测直流互感器的校验结果。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述多个校验系统的每一个具有主机模式和从机模式两种运行模式；
当所述校验系统的测量采集模块与待测直流互感器相连时，所述校验系统处于从机模式，所述GPRS无线通信模块用于将预处理后的数据发送至对应的主机模式的校验系统中；
当所述校验系统的测量采集模块与标准直流互感器相连时，所述校验系统处于主机模式，所述GPRS无线通信模块用于接收其他处于从机模式的校验系统的数据，并计算从机模式的数据对应的待测直流互感器的校验结果。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括上位机；
所述无线同步模块将接收的卫星信息以标准NMEA协议通过串口通信接口发送给上位机；
所述上位机计算卫星连接数量并判断授时秒脉冲同步信号准确性，当上位机判断所述同步信号未达到预设的准确性的标准，则向所述无线同步模块反馈同步异常信息。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述GPRS无线通信模块包括处理子模块、GPRS子模块以及串口通信子模块；
所述处理子模块用于为数据添加时标信息，并将添加了时标信息的数据发送至串口通信子模块以及GPRS子模块；所述数据包括预处理后的数据以及接收的数据；
所述串口通信子模块用于实现所述GPRS无线通信模块与数据处理模块间的数据发送与接收；
所述GPRS子模块用于与其他校验系统的GPRS子模块进行无线通信。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述处理子模块为ARM7高性能嵌入式处理器。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述GPRS子模块用于通过SIM手机卡实现数据的无线发送和接收，所述GPRS子模块用于与具有固定IP地址的云服务器进行通信；所述GPRS无线通信模块支持2G、3G以及4G无线频段。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述测量采集模块包括高精度A\D采集电路子模块；所述高精度A\D采集电路子模块用于采集直流互感器的输出信号；所述测量采集模块包括外部同步触发接口以及模拟量测量接口，所述模拟量测量接口的一端与高精度A\D采集电路子模块的输入端相连，另一端与待测直流互感器输出端相连；所述外部同步触发接口用于与无线同步模块相连。
8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述无线同步模块包括GPS无线同步子模块和北斗无线同步子模块，所述GPS无线同步子模块用于与GPS卫星系统通信；所述北斗无线同步子模块用于与北斗卫星系统通信；所述主机模式的校验系统以及处于从机模式的校验系统所接收的高精度卫星授时同步信号来自同一个卫星系统。
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| CN201920891138.3U CN211086574U (zh) | 2019-06-13 | 2019-06-13 | 一种基于gprs通信的直流互感器无线校验装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112346328A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-02-09 | 江苏方天电力技术有限公司 | 一种基于卫星同步技术的无线同步采集系统 |
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2019
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