專利名稱：嵌入式電子式互感器校驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子設(shè)備，特別是一種嵌入式電子式互感器校驗儀。
背景技術(shù)：
互感器目 前由電磁式互感器發(fā)展到電子式互感器，電子式互感器由于二次輸出為 模擬小電壓或光數(shù)字信號，傳統(tǒng)測差原理的電磁式互感器校驗儀難以校驗電子式互感器， 需要研究新的設(shè)備對電子式互感器進(jìn)行精度檢查?，F(xiàn)有的電子式互感器基于工控機(jī)+采集 卡的模式，功能簡單、價格昂貴、不便于擴(kuò)展和攜帶、溯源難，不屬于專業(yè)的電子式互感器校 驗儀。目前有基于工控機(jī)、高精度板卡表和Labview軟件模式來實現(xiàn)電子式互感器精度 校驗，該系統(tǒng)分為升壓(流)裝置、標(biāo)準(zhǔn)通道、被測通道、校驗儀四部分組成。標(biāo)準(zhǔn)通道由標(biāo) 準(zhǔn)互感器、信號轉(zhuǎn)換箱組成；被測通道由被?；ジ衅?、合并單元組成；標(biāo)準(zhǔn)通道和被校通道 通過GPS秒脈沖分頻后同步采樣，校驗儀通過采集標(biāo)準(zhǔn)通道和被校通道傳遞的電參量，并 將同一時刻的兩個信號進(jìn)行比對處理，計算出被校電流傳感器的誤差情況，顯示并記錄測 量結(jié)果?，F(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷標(biāo)準(zhǔn)通道需要信號轉(zhuǎn)換箱把強(qiáng)電信號轉(zhuǎn)換成采集卡能接受 的弱信號，被測通道需要光纖收發(fā)器把光以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換成電以太網(wǎng)，因而整個裝置顯得零散， 不便攜帶；采集卡由第三方廠家提供，一般助理模擬量和開關(guān)量，對互感器要求的對時等功 能兼容性不好，不便功能擴(kuò)展。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種高集成度且性價比高的嵌入 式電子式互感器校驗儀。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是嵌入式電子式互感器校驗儀，包括高速DSP模塊和精密電阻分壓模塊，所述高速 DSP模塊的輸入端分別連接有CPLD模塊、光以太網(wǎng)芯片和電以太網(wǎng)芯片，所述精密電阻分 壓模塊依次通過量程切換模塊、模擬開關(guān)模塊、PGA模塊、高精度AD模塊與高速DSP模塊的 輸入端連接。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，還包括標(biāo)準(zhǔn)電阻互感器和精密電阻分壓模塊，所述 標(biāo)準(zhǔn)電阻互感器依次通過能量切換模塊、I/V轉(zhuǎn)換模塊、模擬開關(guān)模塊、PGA模塊、高精度AD 模塊與高速DSP模塊的另一輸入端連接，所述精密電阻分壓模塊通過量程切換模塊與模擬 開關(guān)模塊的另一輸入端連接。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述高速DSP模塊的輸出端連接有上位機(jī)。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述CPLD模塊包括采樣分頻模塊和串并轉(zhuǎn)換模塊， 所述采樣分頻模塊的一輸入端通過PIN管與同步光信號連接、第二輸入端通過LD管與另一 同步光信號連接、第三輸入端通過LD管與采樣脈沖連接，所述采樣分頻模塊的輸出端分別與高精度AD模塊的輸入端連接。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述串并轉(zhuǎn)換模塊的輸入端通過PIN管與數(shù)字式光 電互感器信號連接。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明使用高性能DSP作為控制芯片，速度快，容量大，可 以實現(xiàn)各種智能化和個性化，同時只要擴(kuò)展一個串口，就能夠和PC連接起來，協(xié)議可以自 己定，可以開發(fā)出全自動的互感器校準(zhǔn)軟件。本發(fā)明集多功能于一身，做電子式互感器校驗 儀同時可做現(xiàn)場調(diào)試用的合并單元、信號采集器、信號轉(zhuǎn)換器，同時可做高精度電壓表、電 流表、功率表、相位表、阻抗測量儀，性價比很高。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的硬件方框圖。
具體實施例方式參照圖1，嵌入式電子式互感器校驗儀，包括高速DSP模塊1和精密電阻分壓模塊 6，所述高速DSP模塊1的輸入端分別連接有CPLD模塊2、光以太網(wǎng)芯片3和電以太網(wǎng)芯片 4，所述精密電阻分壓模塊6依次通過量程切換模塊7、模擬開關(guān)模塊8、PGA模塊9、高精度 AD模塊10與高速DSP模塊1的輸入端連接。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，還包括標(biāo)準(zhǔn)電阻互感器16和精密電阻分壓模塊11， 所述標(biāo)準(zhǔn)電阻互感器16依次通過能量切換模塊17、I/V轉(zhuǎn)換模塊18、模擬開關(guān)模塊13、PGA 模塊14、高精度AD模塊15與高速DSP模塊1的另一輸入端連接，所述精密電阻分壓模塊 11通過量程切換模塊12與模擬開關(guān)模塊13的另一輸入端連接。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述高速DSP模塊1的輸出端連接有上位機(jī)5。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述CPLD模塊2包括采樣分頻模塊19和串并轉(zhuǎn)換 模塊20，所述采樣分頻模塊19的一輸入端通過PIN管21與同步光信號連接、第二輸入端通 過LD管23與另一同步光信號連接、第三輸入端通過LD管24與采樣脈沖連接，所述采樣分 頻模塊19的輸出端分別與高精度AD模塊10，15的輸入端連接。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述串并轉(zhuǎn)換模塊20的輸入端通過PIN管22與數(shù) 字式光電互感器信號連接。同步通道同步光串口 輸入1路，輸出1路(B碼和秒脈沖)；采樣脈沖輸出1 路(接采集器)； 標(biāo)準(zhǔn)通道電磁式CT信號輸入1路IA或5A ；電磁式PT信號輸入1路57. 7V ；被測模擬通道1路(電子式互感器用)；被測數(shù)字通道采集光串口輸入1路(接采集器)；光以太網(wǎng)1路，接合并單元； 電以太網(wǎng)1路，接合并單元或網(wǎng)絡(luò)。噪音的處理對于小信號最難處理的就是噪音了，在本系統(tǒng)中通過高精度互感器 和電阻網(wǎng)絡(luò)對前級進(jìn)行量程切換，同時在布線、接地以及屏蔽上要做處理才能保證噪音在 可接受范圍，我們的目標(biāo)設(shè)計是采集精度到0. 01級。高精度的AD采集的處理和控制我們盡量使用高精度的AD，同時增加一個低失調(diào)，低噪音的PGA以提高其；通過CL790D用電管理終端對前端的電流和電壓變換做了改造 后，使用普通的16Bit同步采樣器AD73360，并且沒有做量程切換，沒有PGA，測試結(jié)果如下 相位差準(zhǔn)確度0. 1度，分辨率0. 003度，比差準(zhǔn)確度0. 05%，分辨率0. 002% RG。 基于Labview虛擬儀表技術(shù)通過LabVIEW與C語言的接口，實現(xiàn)對標(biāo)準(zhǔn)通道和被 測通道的數(shù)據(jù)采樣，通過對兩路數(shù)據(jù)的濾波和傅立葉運算處理，計算出被測互感器與標(biāo)準(zhǔn) 互感器的比差和相差。頻普泄漏補(bǔ)償本校驗儀采用直接比較式原理校驗互感器的精度，比值差通過比 較標(biāo)準(zhǔn)互感器和被測互感器頻域里基波分量的有效值得出，相位差利用FFT進(jìn)行頻譜分析 獲得，兩者都需要建立在一個整周期采樣得基礎(chǔ)上才能保證校驗的準(zhǔn)確性，如果采樣速率 和電壓或電流的基頻不完全同步則存在頻譜泄漏造成的角差和比差的誤差.為減少由于 采樣與信號不同步而引入的誤差，需要進(jìn)行頻譜泄漏補(bǔ)償。本裝置除了前端一個電流互感器外沒有笨重的器件，裝置總重不會超過12斤，方 便攜帶，特別是到現(xiàn)場做校驗。原方案由于采集板卡進(jìn)口、再加上工控機(jī)和其他周邊設(shè)備，成本費用要4萬以上， 嵌入式模式費用加起來不足1萬。以上是對本發(fā)明的較佳實施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施 例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出種種的等同變形或替 換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.嵌入式電子式互感器校驗儀，其特征在于包括高速DSP模塊(1)和精密電阻分壓 模塊(6)，所述高速DSP模塊(1)的輸入端分別連接有CPLD模塊(2)、光以太網(wǎng)芯片(3)和 電以太網(wǎng)芯片(4)，所述精密電阻分壓模塊(6)依次通過量程切換模塊(7)、模擬開關(guān)模塊 (8)、PGA模塊(9)、高精度AD模塊(10)與高速DSP模塊(1)的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式電子式互感器校驗儀，其特征在于還包括標(biāo)準(zhǔn)電阻 互感器(16)和精密電阻分壓模塊(11)，所述標(biāo)準(zhǔn)電阻互感器(16)依次通過能量切換模塊 (17)、I/V轉(zhuǎn)換模塊(18)、模擬開關(guān)模塊(13)、PGA模塊(14)、高精度AD模塊(15)與高速 DSP模塊(1)的另一輸入端連接，所述精密電阻分壓模塊(11)通過量程切換模塊(12)與模 擬開關(guān)模塊(13)的另一輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式電子式互感器校驗儀，其特征在于所述高速DSP模 塊⑴的輸出端連接有上位機(jī)(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式電子式互感器校驗儀，其特征在于所述CPLD模塊 (2)包括采樣分頻模塊(19)和串并轉(zhuǎn)換模塊(20)，所述采樣分頻模塊(19)的一輸入端通 過PIN管(21)與同步光信號連接、第二輸入端通過LD管(23)與另一同步光信號連接、第 三輸入端通過LD管(24)與采樣脈沖連接，所述采樣分頻模塊(19)的輸出端分別與高精度 AD模塊(10，15)的輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的嵌入式電子式互感器校驗儀，其特征在于所述串并轉(zhuǎn)換模 塊(20)的輸入端通過PIN管(22)與數(shù)字式光電互感器信號連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了嵌入式電子式互感器校驗儀，包括高速DSP模塊和精密電阻分壓模塊，所述高速DSP模塊的輸入端分別連接有CPLD模塊、光以太網(wǎng)芯片和電以太網(wǎng)芯片，所述精密電阻分壓模塊依次通過量程切換模塊、模擬開關(guān)模塊、PGA模塊、高精度AD模塊與高速DSP模塊的輸入端連接。本發(fā)明集多功能于一身，做電子式互感器校驗儀同時可做現(xiàn)場調(diào)試用的合并單元、信號采集器、信號轉(zhuǎn)換器，同時可做高精度電壓表、電流表、功率表、相位表、阻抗測量儀，性價比很高。本發(fā)明作為一種嵌入式電子式互感器校驗儀廣泛應(yīng)用于電力領(lǐng)域中。
文檔編號G01R35/02GK102109589SQ20101058188
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者吳明玉, 鄧忠華 申請人:廣東中鈺科技有限公司