微机型继电保护测试仪的研制——微处理器系统设计

发布日期：2016-05-13 00:00 来源：点击：

这些年跟着继电维护的数字化进程，继电维护测验设备趋向具备数字化、高效的数据处理才能、设备模块化、小型化方向开展，国内的首要几家测验仪生产研制厂家不断地推出电压与电流等级更高、信号纯度非常好、每周期内点数更多、体系软件功用愈加强大的继电维护测验仪器体系。这些测验仪功用功用略有区别，可是都有如下特点：
１．硬件电路上选用一体化模块规划；
２．多选用高速处理器，精度高，速度快。具有毛病变换，毛病再现功用；
３．具有ＧＰｓ全球定位体系，可进行同步测验；
４．宽带功率放大器高效率、高牢靠，高精度、大功率输出，具有杰出的线性特性；
５．依据ｗｉｎｄｏｗｓ的测验软件，图形用户界面友爱。
1.继电维护测验内容
       继电保护测试仪价格验体系，测验对象首要是２２０Ｋｖ及以下高压输电线路的继电维护及安全主动设备。体系经过模仿电力体系的各种毛病：输出三相电压、电流或直流试验电压，选用电压、电流由正常运转值突变到毛病值等，一起测验继电维护设备对毛病的呼应状况和呼应速度。除了对各种电压、电流、负序、阻抗、方向、差动、重合闸等各类维护设备进行校验外，还能模仿单相接地、两相短路、三相短路等各种毛病的发作与切除进程，模仿毛病进程中电流电压的改变，然后查验被检维护设备的全体动作功用。
       微机型继电维护测验设备首要组成有些包含：信号操控单元、电流电压放大器和开关量输入通道。信号操控单元是一个微机操控的可编程的信号发作器，可模仿电力体系各种常态和毛病态的电气量，输出的弱信号，经功放放大成具有必定功率的电流、电压鼓励信号，开关量输入通道检测被测验继电维护设备的维护动作信号。当时的继电维护微机型测验设备具有以下功用：
1信号发作和开关量单元：请求能够独立发生各种输出电压、电流信号．经过选用高功用数模变换电路，供给高质量的放大器输入端信号；输出直流至所需各种频率的沟通电压、电流信号，能够为正弦，方波、三角波等各种波形和电力体系恣意混成波形；供给八路开关量输入和输出；
2毛病模仿：用于电路中接地短路等运转毛病一起还供给模仿毛病变换及测验维护设备的动作时刻等功用；
3仿真功用：能够进行各种不一样类型等仿真试验如将毛病记载数据从头转化为模仿量再现电网当时的毛病状况；
4阻抗查找：用于测验和查找阻抗继电器动作时刻和阻抗的联系用数字办法组成试验波形，如正弦波或叠加直流重量和高次谐波，可测验维护继电器的稳态特性或暂态特性。
2.测验仪研制的技能关键
１．杰出的体系架构
       为了进步测验仪的整体功用，测验仪的很多功用的完成都依赖于硬件电路如体系操控电路、恣意信号发作器，译码及读写操控电路、总线驱动的操控、Ｉ，ｏ接口等，所以测验仪的硬件电路非常复杂。可能导致牢靠性、电磁兼容性、功耗，规划危险，规划周期、规划费用等方面的问题。
２．ＵＳＢ通讯协议
       通讯协议拟定的好坏联系到体系测验的准确性和有用性。拟定的协议有必要确保数据的正确性的一起尽量削减数据的通讯量。ＲＴ型测验仪选用的串口通讯方法在很多数据实时传输时，速度已不能满意请求；依据ＵｓＢ通讯的计划是这篇文章规划的重点之一。
３．高功用恣意波形发作器的ＦＰＧＡ完成
       恣意波形发作器的本质是经过Ｄ，Ａ变换器发生模仿电力体系毛病状况的三相电流和电压信号，信号质量将直接影响测验仪的功用指标。规划具有相位灵敏可变、频率安稳且恰当可调的恣意波形发作器是测验仪的关键。在恣意波形发作器的规划中，首要处理的问题有：a全量程规模内完成信号输出的高分辨率；b信号的高安稳度；c信号恣意波形、起伏、相位的完成；d信号的谐波叠加等。
４．维护动作的辨认
       继电维护设备的动作信号有电位式、节点式等，还可能有正、负极性之分，测验设备需求能够主动区分维护设备输出的常态和动作象征。
５．电磁兼容（ＥＭＣ）的确保
       在规划进程中，需求剖析发生搅扰的原因和搅扰侵入的路径。然后采取有用的软、硬件防范措施，一方面尽量消除电磁搅扰、将搅扰抑制到能够忍受的水平，进步测验的准确性，另一方面减小体系本身发生的辐射搅扰，进步体系的电磁兼容性。
3.测验仪的基本功用和技能指标
3.1.基本功用
测验仪所完成的基本功用有：
１．完成恣意周期信号的输出：依据测验的请求，运用软件或硬件的办法，完成各信号通道波形的相位、频率和幅值的恣意设定，以及和不一样频率信号的混合，构成所期望的电流电压信号。
２．维护动作的辨认：测验仪需求能够主动区分维护设备输出的常态和动作象征。
３．软件功用：下位机有些测验监控软件完成满意市场上绝大多数继电维护设备的测验请求。
４．Usb通讯的完成：Ｐｃ机和下位机之间ｕｓＢ传输的完成，通讯速率不低于１ＭＢ．
3.2.技能指标
依据国家电力总公司公布的国家电力行业标准‘继电维护微机测验设备技能条件》，继电维护微机测验设备有必要满意如下的技能规范和请求。
模仿毛病的输出通道；
能够独立地输出三相电压ｕＡ’ｕＢ、ｕｃ，三相电流Ｉ＾、ＩＢ、ｌｃ，中线电压３ｕｏ；
能够经过一路直流电压输出Ｕｄ
开关量输出接口的请求：
设备需装备８对开关量输出接口；
开关量的遮断容量不低于250Ｖｍ．３Ａ（Ｄｃ）；
各对开关量输出通道在电气上彻底阻隔。
开关量输入接口的请求：
设备需装备８对开关量输入接口；
开关量输入接口的输入阻抗不低于10Ｋ；
电压型或接点型开关量能够主动辨认；
开关量输入电压不低于250ｖ（Ｄｃ）：
各开关量输入通道在电气上彻底阻隔。
沟通电流源的请求：
电流幅值规模为：0-30Ａ
电流幅值的分辨力为：0.00ｌＡ
电流频率改变规模为：0-1000Ｈｚ
电流频率改变分辨力为：0.001Ｈｚ
沟通电压源的请求：
电压幅值规模为：0-75ｖ
电压幅值分辨力为：0.001ｖ
电压频率改变规模为：0-1Ｈｚ
电压频率改变分辨力为：0.001Ｈｚ
电流与电压的同步性；
不一样步时刻小于100

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