本發(fā)明屬于智能變電站工程保護系統核相技術領域，尤其涉及一種應用于智能變電站的手持核相儀和核相方法。

背景技術：

智能站基本因采用大量數字化設備而取消了大量電纜連接，在智能站的核相中存在如下問題：

1、智能變電站采用了大量光接口設備(如合并單元、智能終端、網絡分析儀)和電子化設備(電子式互感器)取消了大量電纜連接，常規(guī)的萬用表或者常規(guī)繼電保護設備無法完成核相工作。

2、依靠智能站本身的保護裝置、網絡分析儀、故障錄波器、測控裝置、監(jiān)控系統等間隔層和站控層設備提供的電壓、電流、相角比較分析因受到本身裝置的采集準確度局限，無法實現最直接有效驗證所在電氣間隔或者不同電氣間隔之間的相位相角校驗的目的。

3、智能站中廣泛采用ie61850通信規(guī)約，智能終端、合并單元、智能化保護裝置等采用統一網絡協議，而核相所用的電壓、電流、相角等電量化信息通過網絡化進行信息傳遞，因此對核相所用裝置和方法不同于傳統核相方法和裝置，必須滿足網絡數據交換、采集功能。

4、智能變電站核相工作點較多、且分散，數據比對和分析工作較為龐雜，需要隨身攜帶，且要求多點分布的核相數據需集中對比分析，以便快速地更為精準地分析出電網系統接線錯誤位置。

5、針對無法用常規(guī)手段進行相位和相序的核相來說，電壓電流量的采集點確定以及比對方法是十分重要的。而智能變電站存在大量數字化設備和網絡化設備，給電壓電流第一手的采集帶來困難，也給電壓電流的相位比對帶來了制約。

綜上，因此需要開發(fā)一個針對智能站的手持式數字化核相儀以及核相方法非常有必要。

技術實現要素：

本發(fā)明就是針對上述問題，提供一種可有效解決智能變電站核相問題的應用于智能變電站的手持核相儀和核相方法。

為實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案，本發(fā)明應用于智能變電站的手持核相儀包括手持核相儀本體，其結構要點手持核相儀本體上設置有觸摸顯示屏、開關量接口、光串口、光以太網口、tf卡槽、指示燈、模擬量采集口和按鍵，手持核相儀本體內設置有arm處理器、電源管理部分、fpga和a/d轉換模塊；

arm處理器分別與觸摸顯示屏、開關量接口、tf卡槽、指示燈、按鍵、電源管理部分、fpga輸出端口相連；fpga的輸入端口分別與a/d轉換模塊的輸出端口、光串口、光以太網口相連，a/d轉換模塊的輸入端口與模擬量采集口相連；

手持核相儀本體后端上部通過上轉動軸與第一支撐連板上端相連，第一支撐連板下端通過下轉動軸與第二支撐連板相連，第一支撐連板和第二支撐連板的中部均設置有通孔。

作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述第一支撐連板與第二支撐連板相鄰側對應設置有卡槽，一直角支撐卡夾的兩端分別卡入第一支撐連板和第二支撐連板上的卡槽內。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述觸摸顯示屏用于進行可視化的核相和采樣值操作；

電源管理完成儀器電池充電功能，電源在室外低溫環(huán)境下的數小時續(xù)航操作；

模擬量采集口用于核相時采集交流電壓和電流；

開關量接口用于硬接點的開入和開出；

光串口用于光信號接收、發(fā)送或者b碼對時信號的接收、發(fā)送；

光以太網口為3對，光以太網口1/2/3用于sv和goose的收發(fā)，光口3用于ieee1588對時，接收iec61850-9-2報文和mms及網絡報文，發(fā)送iec61850-9-2報文和ieee1588報文；

tf卡槽用于存放程序及數據和報告；

指示燈包括link燈、act燈、rx燈、tx燈、chr燈，光以太網口link燈常亮指示光纖收發(fā)鏈路連接正常，光以太網口act燈閃爍指示有數據接收，常亮指示有數據發(fā)送，光串口rx燈常亮指示有ft3數據接收，光串口tx燈常亮指示有ft3數據發(fā)送，充電chr燈常亮指示正在充電，充電完成后燈熄滅；

按鍵用于查看采樣值是否失步或者存在丟幀異常采樣現象以及核相操作；

fpga用于處理數字信號。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述電源管理部分包括sn8p2711b芯片u1、ly5056芯片、s8356芯片和fs312f芯片u4，u1的1腳分別與電容c2一端、dc/dc模塊輸出端相連，dc/dc模塊輸入端分別與電源、電容c1一端相連，電容c1另一端、電容c2另一端接地，u1的2腳依次通過電阻r1、二極管d8接地；

u1的3腳依次通過電阻r2、二極管d9接地；

u1的4腳分別與ly5056芯片的6腳、電阻r3一端相連，電阻r3另一端接電源；

u1的5腳依次通過電阻r4、二極管d10接地；

u1的6腳依次通過電阻r5、二極管d11接地；

u1的7腳通過開關接地；

u1的8腳分別與電阻r8一端、電容c4一端、電阻r9一端、外界電源檢測端相連，電阻r8另一端、電容c4另一端接地，電阻r9另一端接電源；

ly5056芯片的4腳分別與電容c5一端、第一穩(wěn)壓管陰極、二極管d7陰極相連，二極管d7陽極與vin電源端相連，第一穩(wěn)壓管陽極、電容c5另一端接地，ly5056芯片的7腳分別與電阻r10一端、ly5056芯片的1腳相連，電阻r10另一端接ly5056芯片的2腳，ly5056芯片的3腳接地，ly5056芯片的5腳分別與電池正極、電容c6一端、電容c7一端相連，電容c6另一端、電容c7另一端接地；

s8356芯片的2腳分別與電阻r11一端、電感l(wèi)一端、電池正極、電容c8一端相連，電容c8另一端接地，電阻r11另一端分別與s8356芯片的3腳、u1的10腳；

電感l(wèi)另一端分別與二極管sd陽極、二極管d6陰極、nmos管q3漏極相連，nmos管q3柵極與s8356芯片的5腳相連；nmos管q3源極分別與二極管d6陽極、s8356芯片的4腳、地線相連；二極管sd陰極分別與電容c9一端、電阻r12一端、電容c10一端、電容c11一端、第二穩(wěn)壓管陰極、電阻r14一端、nmos管q4漏極、二極管d4陰極相連；

電容c9另一端分別與s8356芯片的1腳、vout端、電阻r12另一端、電阻r13一端相連，電阻r13另一端接地；電容c10另一端、電容c11另一端、第二穩(wěn)壓管陽極接地；電阻r14另一端分別與nmos管q4柵極、電阻r17一端相連，nmos管q4源極分別與二極管d4陽極、vout相連；

電阻r17另一端分別與二極管d5陰極、nmos管q5漏極相連，nmos管q5源極分別與二極管d5陽極、電容c12一端、電阻r16一端、地線相連，nmos管q5柵極分別與電容c12另一端、電阻r16另一端、電阻r15一端相連，電阻r15另一端接u1的9腳；

u4的5腳分別與電阻r18一端、電容c13一端相連，電阻r18另一端接電池正極，電容c13另一端分別與u4的6腳、電池負極、地線、nmos管q1源極、二極管d1陽極相連，nmos管q1柵極接u4的do端口，二極管d1陰極分別與二極管d2陽極、nmos管q1漏極、nmos管q2漏極相連，nmos管q2柵極接u4的co端口，二極管d2陰極分別與nmos管q2源極、電阻r19一端、電池正極相連，電阻r19另一端接u4的2腳,；

u1的11腳分別與電阻r23一端、電容c15一端相連，電阻r23另一端通過電容c17分別與電阻r22一端、電阻r24一端相連，電阻r24另一端、電容c16一端接地；

電容c15另一端分別與電容c16另一端、電阻r22另一端、運放正向輸入端相連，運放輸出端分別與vout端、電容c4一端、電阻r20一端相連，電容c4另一端接地，電阻r20另一端通過電阻r21接地。

其次，本發(fā)明所述光串口包括ft3接收口rx和ft3發(fā)送口tx。

另外，本發(fā)明通過模擬和數字量兩路通道進行信號采集，模擬量通道是從互感器二次線圈通過電纜與手持核相儀的a/d轉換模塊對接，進行模數轉換，進入到fpg；數字量通道是通過合并單元或者智能終端的數字化端與手持核相儀的數字量采集端口光串口、光以太網口相連，并將數字量通過fpga；模擬量或者數字量通過fpga數字信號處理后，傳輸到arm處理器進行矢量的相角和幅值核相比對和記錄存儲；

相角和幅值核相比對如下：幅值判斷條件如下：

或者

相角判斷條件如下：

或者

是t0時刻電網系統ⅰ的a/b/c的電壓幅值；

是t0時刻電網系統ⅱ的a/b/c的電壓幅值；

是t0時刻電網系統ⅰ的a/b/c的電流幅值；

是t0時刻電網系統ⅱ的a/b/c的電流幅值；

是t0時刻電網系統ⅰ的a/b/c的電壓相角；

是t0時刻電網系統ⅱ的a/b/c的電壓相角；

是t0時刻電網系統ⅰ的a/b/c的電流相角；

是t0時刻電網系統ⅱ的a/b/c的電流相角。

本發(fā)明應用于智能變電站的核相方法包括以下部分：

1)合并單元接線的單體測試

(1)根據合并單元組柜方式、主接線方式，間隔數量因素決定測試單體的方式和方法，分為合并單元集中組屏(柜)的單一合并單元核相校驗和分散式合并單元核相校驗；

合并單元集中組屏(柜)，鑒于物理位置測試，電氣接線組合因素考慮，先對單一合并單元進行核相操作，接線方式正確，以正確接線方式的合并單元為基準源，進行校驗其他合并單元的接線方式正確性；

利用模擬量測試儀或者電網系統電壓作為校驗的基準源，分別輸出兩路分別作為合并單元模擬量輸入和手持核相儀模擬輸入，實現合并單元和手持核相儀采取同源輸入，將合并單元的輸出端連接到手持核相儀的輸入端，由此手持核相儀將合并單元的輸入和輸出進行比對，查看合并單元在電纜接線是否錯誤或者失步丟幀，其比較方法為：將手持核相儀的輸入電壓或者電流與合并單元的輸出電壓或者電流做電壓或者電流矢量的對應相位和幅值比較，若電壓差或者電流差存在幅值或者相位差時，視為合并單元接線不正確；由此鑒定單個合并單元接線，防止合并單元輸入和輸出反相180°；

單個合并單元接線效驗完成后，以此合并單元為標準源對其他合并單元進行效驗；具體做法：將標準源的合并單元和被測合并單元采用同源(模擬量測試或系統接入點)的輸入，并將兩者輸出同時輸入到手持核相儀，比較兩個合并單元的電壓差和電流差的相位和幅值，有幅值差或者相位差則表示被測合并單元接線有問題，需要按照正確接法進行接線；如此方法，對其余各合并單元進行接線的校驗；

(2)考慮到按照間隔分散式組柜的實際位置分布較為分散，其模擬量測試儀的加量線和光纖接線不太方便，因此應用多個手持核相儀同時接線，多個合并單元同時采用同源輸入，同時也將合并單元和手持核相儀也采用同源輸入，并將數字量輸入到各個手持核相儀，由此同時利用多個手持核相儀比照模擬量測試或系統接入點的電壓、電流矢量和合并單元輸出的電壓、電流矢量作a\b\c相的對應項比較，若對象項的比較有差值，如手持核相儀模擬量測試或系統接入點的a相電壓或者電流與合并單元輸出的電壓或者電流矢量有差值，則表示該合并單元有接線錯誤現象；

2)智能終端接入的開入開出量校核

將智能終端的開入信號通過光網口接入到手持核相儀，通過分、合閘斷路器、隔離開關等開關量設備或者通過電纜將開關量開入引入到手持核相儀中，進而查看進入智能終端的開入量是否正確，如有分合閘不統一者，斷路器或者隔離開關在分閘時，進入智能終端的開入量為分閘，則進入開關量設備進入智能終端前的接線正確，進入智能終端的開入量為合閘，則調整進入開關量設備進入智能終端前的接線；或者調整進入智能終端前的常閉常開節(jié)點，或者調換分、合閘接線；手持核相儀發(fā)送分合、閘開關量開出，對應檢查開關量設備的分、合閘狀態(tài)，如果發(fā)出的分閘指令與開關量設備的分、閘狀態(tài)不一致，則調整智能終端到開關量設備的開關量開出接線，或者調換進入開關量設備的分合閘線圈的接線，或者調整進入開關量設備的分合閘回路的常閉常開節(jié)點，使開關量設備的分合閘狀態(tài)與智能終端發(fā)出的分合閘令保持一致；

3)系統的核相方法

在效驗完合并單元后保證各合并單元都接線正確的基礎上，對系統的電力線路接線及其變電站電氣設備安裝進行核相；根據主接線方式，核相精度因素，分為兩種方法：即“合并單元數字量+合并單元數字量”電網核相方法和“電網接入點模擬量+合并單元數字量”電網核相方法；

“合并單元數字量+合并數字量”方法：先按照雙母線分段接線為例解釋，其他多電網系統接線方式的核相方式亦同；用一個手持核相儀在a處采集合并單元a輸出的電網系統ⅰ數字化量的電壓或者電流矢量，并記錄該合并單元采集的電壓或者電流矢量參數，再用同一個手持核相儀在b處采集合并單元b輸出的電網系統ⅱ數字化量的電壓或者電流矢量，同時從電源線路的斷路器和隔離開關的智能終端采集合位開關量數據，復以證明采集電網系統ⅰ和電網系統ⅱ采集電壓或者電流矢量的有效性，利用手持核相儀的矢量比照功能，比照a處和b處的電壓矢量幅值或者相角差，如果存在幅值差或者相角差，則說明兩個電網系統的電力設備或者電力線路接線存在接線錯誤；

“電網接入點模擬量+合并單元數字量”方法：將電網系統ⅰ模擬量的電壓電流直接接入到手持核相儀中，同時將采集電網系統ⅱ的電壓、電流矢量的合并單元輸出量連接到同一個手持核相儀中，比較兩個電網系統的a\b\c相對應的電壓、電流矢量的幅值差、相角差，如存在a\b\c對應相的幅值差或者相角差，則說明電力設備或者電力線路接線存在接線錯誤。

本發(fā)明有益效果。

本發(fā)明可實現合并單元接線單裝置校驗、接入智能終端開入開出量校驗，多個電網系統的電力線路接線及其變電站電氣設備安裝核相校驗。

本發(fā)明考慮智能變電站工況條件下的合并單元排布、智能終端的開入開出量接入、多個電網系統電力線路接線方式及其變電站電器設備安裝方式等因素，從提高核相效率和準確度出發(fā)，分層核驗，對合并單元、智能終端接入的開入開出量進行單體校驗測量，排除裝置接線錯誤引起的隱患，進而設計完成多個電網系統核相的校驗，并對每個電網系統的代表性模擬量或者數字量進行取樣可視化的對比性校驗。

本發(fā)明的手持核相儀及其核相方法不僅快速準確有效解決了智能變電站因光纖網絡化設備多而無法實現有效核相的問題，而且還可以成為相關從業(yè)人員教學、培訓、技術交流之用，手持式便于攜帶，操作靈便，可視化界面直觀有效，解決相關從業(yè)人員在智能變電站不能直觀核相的困擾。

本發(fā)明第一支撐連板與第二支撐連板共同起著在核相操作時，方便將手持核相儀本體器身掛起在匯控柜或者保護及自動化裝置等設備上，或者將手持核相儀本體器身斜支撐在平臺設備上，最終達到方便作業(yè)人員單人操作。轉動軸實現第一支撐連板和第二支撐連板轉動以便實現支撐架收起、掛起以及斜支撐。支撐卡夾利用卡槽式結構固定第一支撐連板和第二支撐連板。綁扎線穿過支撐連板上通孔，起到固定手持核相儀本體的作用，方便操作者操作或者利用現場鐵桿之類的桿狀物來穿過鐵桿起到固定手持核相儀本體的作用。

本發(fā)明手持核相儀，針對合并單元接線的校核、多個電網系統的核相校核采用了模擬量和數字化的電壓電流矢量對比的可視化，或者數字量和數字量的電壓電流矢量可視化對比，智能終端接入的開入開出量校核是比對智能終端與手持核相儀的開光量開入開出，與開光量分合閘狀態(tài)。

本發(fā)明核相方法采用兩級校核，即第一級合并單元單裝置接線校核和智能終端接入的開入開出量校核輔助校核，第二級多電網系統的核相校核。保證采集同源或者采集真實的電網特征信息，以及保證對比的有效性，本手持核相儀設計了多個模擬量采集口、開關量開入開出接口、光網口和光串口，并將以上接口采集的模擬量或者數字化量信息通過fpga按照光串口的b碼對時時標或者光網口的ieee1588對時時標實現同步，已便arm處理器矢量的相角和幅值核相比對有效性。

本發(fā)明采用兩級校核，第一級是第二級的校驗基礎，明確核相范圍。第一級合并單元單裝置接線校核和智能終端接入的開入開出量校核輔助校核必須同源性，即被校驗的合并單元和手持核相儀來自同一模擬量測試儀或者系統接入點，被校驗的智能終端接入的開入量和手持核相儀來自同一開關量設備的開入量，被校驗的智能終端接入的開出量來自同一手持核相儀發(fā)出的開關量開出。

合并單元單體核相方法分為合并單元集中組屏(柜)的單一合并單元核相校驗和分散式合并單元核相校驗。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。本發(fā)明保護范圍不僅局限于以下內容的表述。

圖1是本發(fā)明的硬件框圖。

圖2是本發(fā)明的工作流程圖。

圖3是本發(fā)明的合并單元集中組屏(柜)的單一合并單元核相校驗原理圖。

圖4是本發(fā)明的合并單元集中組屏(柜)的多個合并單元核相校驗原理圖。

圖5是本發(fā)明的分散式合并單元核相校驗原理圖。

圖6智能終端的開入開出校驗原理圖。

圖7是本發(fā)明的兩個電網系統的核相方法一原理圖。

圖8是本發(fā)明的兩個電網系統的核相方法二原理圖。

圖9是本發(fā)明手持核相儀背板支撐架收起示意圖。

圖10是本發(fā)明手持核相儀背板支撐架掛起示意圖。

圖11是本發(fā)明手持核相儀背板支撐架斜支撐示意圖。

圖12是本發(fā)明手持核相儀電源管理硬件框圖。

圖13是本發(fā)明手持核相儀電源控制電路圖。

圖14是本發(fā)明手持核相儀電源充電電路圖。

圖15是本發(fā)明手持核相儀電源輸出電路圖。

圖16是本發(fā)明手持核相儀電池保護電路圖。

圖17是本發(fā)明手持核相儀輔助電路圖。

圖9-11中，1為通孔、2為下轉動軸、3為上轉動軸、4為第一支撐連板、5為第二支撐連板、6為手持核相儀本體、7為直角支撐卡夾。

具體實施方式

如圖所示，本發(fā)明應用于智能變電站的手持核相儀包括手持核相儀本體，手持核相儀本體上設置有觸摸顯示屏、開關量接口、光串口、光以太網口、tf卡槽、指示燈、模擬量采集口和按鍵，手持核相儀本體內設置有arm處理器、電源管理部分、fpga和a/d轉換模塊；

arm處理器分別與觸摸顯示屏、開關量接口、tf卡槽、指示燈、按鍵、電源管理部分、fpga輸出端口相連；fpga的輸入端口分別與a/d轉換模塊的輸出端口、光串口、光以太網口相連，a/d轉換模塊的輸入端口與模擬量采集口相連；

手持核相儀本體后端上部通過上轉動軸與第一支撐連板上端相連，第一支撐連板下端通過下轉動軸與第二支撐連板相連，第一支撐連板和第二支撐連板的中部均設置有通孔；

所述第一支撐連板與第二支撐連板相鄰側對應設置有卡槽，一直角支撐卡夾的兩端分別卡入第一支撐連板和第二支撐連板上的卡槽內。

所述觸摸顯示屏可手指輕按屏幕進行操作，進行可視化的核相和采樣值操作；

電源管理完成儀器電池充電功能，電源在室外低溫環(huán)境下的數小時續(xù)航操作；

模擬量采集口用于核相時采集交流電壓和電流；

開關量接口用于硬接點的開入和開出；

光串口用于光串口接收、發(fā)送或者b碼對時信號的接收、發(fā)送；

光以太網口為3對，光以太網口1/2/3用于sv和goose的收發(fā)，光口3用于ieee1588對時，接收iec61850-9-2報文和mms及網絡報文，發(fā)送iec61850-9-2報文和ieee1588報文；

tf卡槽用于存放程序及數據和報告；

指示燈包括link燈、act燈、rx燈、tx燈、chr燈，光以太網口link燈常亮指示光纖收發(fā)鏈路連接正常，光以太網口act燈閃爍指示有數據接收，常亮指示有數據發(fā)送，光串口rx燈常亮指示有ft3數據接收，光串口tx燈常亮指示有ft3數據發(fā)送，充電chr燈常亮指示正在充電，充電完成后燈熄滅；

按鍵用于查看采樣值是否失步或者存在丟幀異常采樣現象以及核相操作；

fpga用于處理數字信號。

所述電源管理部分包括sn8p2711b芯片u1、ly5056芯片、s8356芯片和fs312f芯片u4，u1的1腳分別與電容c2一端、dc/dc模塊輸出端相連，dc/dc模塊輸入端分別與電源、電容c1一端相連，電容c1另一端、電容c2另一端接地，u1的2腳依次通過電阻r1、二極管d8接地；

u1的3腳依次通過電阻r2、二極管d9接地；

u1的4腳分別與ly5056芯片的6腳、電阻r3一端相連，電阻r3另一端接電源；

u1的5腳依次通過電阻r4、二極管d10接地；

u1的6腳依次通過電阻r5、二極管d11接地；

u1的7腳通過開關接地；

u1的8腳分別與電阻r8一端、電容c4一端、電阻r9一端、外界電源檢測端相連，電阻r8另一端、電容c4另一端接地，電阻r9另一端接電源；

ly5056芯片的4腳分別與電容c5一端、第一穩(wěn)壓管陰極、二極管d7陰極相連，二極管d7陽極與vin電源端相連，第一穩(wěn)壓管陽極、電容c5另一端接地，ly5056芯片的7腳分別與電阻r10一端、ly5056芯片的1腳相連，電阻r10另一端接ly5056芯片的2腳，ly5056芯片的3腳接地，ly5056芯片的5腳分別與電池正極、電容c6一端、電容c7一端相連，電容c6另一端、電容c7另一端接地；

s8356芯片的2腳分別與電阻r11一端、電感l(wèi)一端、電池正極、電容c8一端相連，電容c8另一端接地，電阻r11另一端分別與s8356芯片的3腳、u1的10腳；

電感l(wèi)另一端分別與二極管sd陽極、二極管d6陰極、nmos管q3漏極相連，nmos管q3柵極與s8356芯片的5腳相連；nmos管q3源極分別與二極管d6陽極、s8356芯片的4腳、地線相連；二極管sd陰極分別與電容c9一端、電阻r12一端、電容c10一端、電容c11一端、第二穩(wěn)壓管陰極、電阻r14一端、nmos管q4漏極、二極管d4陰極相連；

電容c9另一端分別與s8356芯片的1腳、vout端、電阻r12另一端、電阻r13一端相連，電阻r13另一端接地；電容c10另一端、電容c11另一端、第二穩(wěn)壓管陽極接地；電阻r14另一端分別與nmos管q4柵極、電阻r17一端相連，nmos管q4源極分別與二極管d4陽極、vout相連；

電阻r17另一端分別與二極管d5陰極、nmos管q5漏極相連，nmos管q5源極分別與二極管d5陽極、電容c12一端、電阻r16一端、地線相連，nmos管q5柵極分別與電容c12另一端、電阻r16另一端、電阻r15一端相連，電阻r15另一端接u1的9腳；

u4的5腳分別與電阻r18一端、電容c13一端相連，電阻r18另一端接電池正極，電容c13另一端分別與u4的6腳、電池負極、地線、nmos管q1源極、二極管d1陽極相連，nmos管q1柵極接u4的do端口，二極管d1陰極分別與二極管d2陽極、nmos管q1漏極、nmos管q2漏極相連，nmos管q2柵極接u4的co端口，二極管d2陰極分別與nmos管q2源極、電阻r19一端、電池正極相連，電阻r19另一端接u4的2腳,；

u1的11腳分別與電阻r23一端、電容c15一端相連，電阻r23另一端通過電容c17分別與電阻r22一端、電阻r24一端相連，電阻r24另一端、電容c16一端接地；

電容c15另一端分別與電容c16另一端、電阻r22另一端、運放正向輸入端相連，運放輸出端分別與vout端、電容c4一端、電阻r20一端相連，電容c4另一端接地，電阻r20另一端通過電阻r21接地。

電源管理電路

1)電源控制電路

如圖13，p4.0口連接升壓電路輸出端控制信號on/off?？刂粕龎弘娐肥欠褫敵龅截撦d。p4.1連接升壓芯片s8356的開關控制端子on/offl，控制芯片進行啟動或者停止升壓工作。p4.2口采集輸出電壓.將接收到的采樣電壓進行ad轉換，檢測輸出負載電壓是否正常。p4.3和p4.4口采集電池電壓和電流信號，將接收到的采樣電壓進行ad轉換。檢測輸出負載電壓是否正常。p0.0口先檢測外界是否有輸入電壓，然后控制充電電路是否工作。p0.4口作為檢測指示充滿電的信號，當電池充滿電時，ly5056的端口輸出低電平信號，送到p0.4口檢測，檢測到低電平，控制p0.0口輸出低電平，從而使ly5056處于休眠狀態(tài)，停止充電。由于該單片機采用內部電池供電，在充放電過程中電壓不穩(wěn)定，為了保證單片機的供電穩(wěn)定，采用穩(wěn)壓器進行穩(wěn)壓。

2)充電電路

充電管理電路如圖14所示，ce引腳輸入連接sn8p2711b的p0.0端口，當ce為高電平時，ly5056實現電池的充電，當ce端為低電平時，ly5056處于休眠狀態(tài)，停止充電。引腳為輸出端，輸出低電平有效，指示電池是否充滿，連接到sn8p2711b的p0.4引腳。

3)電源輸出電路

輸入電壓為電池供電電壓，晶體管d3為開關管，電感l(wèi)和電容c5組成濾波電路，sd為續(xù)流二極管。d3管的工作狀態(tài)受s-8356的ext端子控制，當ext為高電平時，d3飽和導通，bat+通過d3給電感l(wèi)充電儲能，充電電流幾乎線性增大，sd因承受反壓而截止，濾波電容c對負載電阻放電；當ext為低電平時，d3截止，l產生感應電動勢，其方向阻止電流的變化，因為與bat+同方向，兩個電壓相加后通過二極管sd對c充電。因此，無論d3和sd的狀態(tài)如何，負載電流方向始終不變。只有當l足夠大時，才能升壓；并且只有當c足夠大時，輸出電壓的脈動才可能足夠?。划攅xt的周期不變時，占空比越大，輸出電壓將越高。電路中vout為電壓調整端，信號取自輸出負反饋穩(wěn)壓電路，控制升壓芯片達到穩(wěn)定輸出的目的。升壓電路還包含輸出控制電路，由兩個開關管d4和d5構成一個開關控制電路。這個開關電路的控制信號0n/off來自單片機的p4.0端子。當p4.0為高電平時，d5導通，d4截止，升壓電路的輸出電壓可以輸出到負載，否則輸出與負載斷開。

4)電源保護電路

電路如圖16所示。在充電過程中，當電池的電壓超過4.5伏時，專用集成電路fs312f的c0腳輸出信號使充電控制d2截止，電池立即停止充電，從而防止電池因過充電而損壞；放電過程中，當電池電壓降到2.5伏時.fs312f的d0引腳輸出信號使放電控制d4截止，電池立即停止放電，以防止電池過度放電。fs312f的cs引腳為電流檢測端。輸出短路時，d4、d5的導通壓降劇增，使得cs引腳電壓立即升高，從而控制fs312f輸出信號使d4、d5立即截止，從而實現過電流或短路保護。

5)輔助電路

輔助電路如圖17所示，其中采樣電路采用電阻分壓方式，運放構成同相比例放大電路，其輸出信號連接到s-8356的電壓調整控制端vout，從而控制電源輸出電路內部調整輸出電壓，達到輸出電源穩(wěn)定。

所述光串口包括ft3接收口rx和ft3發(fā)送口tx。

本發(fā)明通過模擬和數字量兩路通道進行信號采集，模擬量通道是從互感器二次線圈通過電纜與手持核相儀的a/d轉換模塊對接，進行模數轉換，進入到fpg；數字量通道是通過合并單元或者智能終端的數字化端與手持核相儀的數字量采集端口光串口、光以太網口(phy)相連，并將數字量通過fpga；模擬量或者數字量通過fpga數字信號處理后，傳輸到arm處理器進行矢量的相角和幅值核相比對和記錄存儲；

相角和幅值核相比對如下：幅值判斷條件如下：

或者

相角判斷條件如下：

或者

是t0時刻電網系統ⅰ的a/b/c的電壓幅值；

是t0時刻電網系統ⅱ的a/b/c的電壓幅值；

是t0時刻電網系統ⅰ的a/b/c的電流幅值；

是t0時刻電網系統ⅱ的a/b/c的電流幅值；

是t0時刻電網系統ⅰ的a/b/c的電壓相角；

是t0時刻電網系統ⅱ的a/b/c的電壓相角；

是t0時刻電網系統ⅰ的a/b/c的電流相角；

是t0時刻電網系統ⅱ的a/b/c的電流相角。

本發(fā)明應用于智能變電站的核相方法包括以下部分：

1)合并單元接線的單體測試

(1)根據合并單元組柜方式、主接線方式，間隔數量因素決定測試單體的方式和方法，分為合并單元集中組屏(柜)的單一合并單元核相校驗和分散式合并單元核相校驗；

合并單元集中組屏(柜)，鑒于物理位置測試，電氣接線組合因素考慮，先對單一合并單元進行核相操作，如圖3，接線方式正確，然后按照圖2方式，以正確接線方式的合并單元為基準源，進行校驗其他合并單元的接線方式正確性；

如圖3，利用模擬量測試儀或者電網系統電壓作為校驗的基準源，分別輸出兩路分別作為合并單元模擬量輸入和手持核相儀模擬輸入，實現合并單元和手持核相儀采取同源輸入，將合并單元的輸出端連接到手持核相儀的輸入端，由此手持核相儀將合并單元的輸入和輸出進行比對，查看合并單元在電纜接線是否錯誤或者失步丟幀，其比較方法為：將手持核相儀的輸入電壓或者電流與合并單元的輸出電壓或者電流做電壓或者電流矢量的對應相位和幅值比較，若電壓差或者電流差存在幅值或者相位差時，視為合并單元接線不正確；由此鑒定單個合并單元接線，防止合并單元輸入和輸出反相180°；

如圖4，單個合并單元接線效驗完成后，以此合并單元為標準源按照圖4接線的方式，對其他合并單元進行效驗；具體做法：將標準源的合并單元和被測合并單元采用同源(模擬量測試或系統接入點)的輸入，并將兩者輸出同時輸入到手持核相儀，比較兩個合并單元的電壓差和電流差的相位和幅值，有幅值差或者相位差則表示被測合并單元接線有問題，需要按照正確接法進行接線；如此方法，對其余各合并單元進行接線的校驗；

(2)合并單元分散式組柜方式，鑒于其物理分布較為分散，不能較為集中效驗，考慮智能變電站的線路單元、母線單元接線方式，電流互感器抽頭卷數不同，將分散式組柜的合并單元核相按照圖3的方式進行核相；

在圖5中，考慮到按照間隔分散式組柜的實際位置分布較為分散，其模擬量測試儀的加量線和光纖接線不太方便，因此應用多個手持核相儀同時按照圖5方式接線，多個合并單元同時采用同源輸入，同時也將合并單元和手持核相儀也采用同源輸入，并將數字量輸入到各個手持核相儀，由此同時利用多個手持核相儀比照模擬量測試或系統接入點的電壓、電流矢量和合并單元輸出的電壓、電流矢量作a\b\c相的對應項比較，若對象項的比較有差值，如手持核相儀模擬量測試或系統接入點的a相電壓或者電流與合并單元輸出的電壓或者電流矢量有差值，則表示該合并單元有接線錯誤現象；

2)智能終端接入的開入開出量校核

如圖6，將智能終端的開入信號通過光網口接入到手持核相儀，通過分、合閘斷路器、隔離開關等開關量設備或者通過電纜將開關量開入引入到手持核相儀中，進而查看進入智能終端的開入量是否正確，如有分合閘不統一者，斷路器或者隔離開關在分閘時，進入智能終端的開入量為分閘，則進入開關量設備進入智能終端前的接線正確，進入智能終端的開入量為合閘，則調整進入開關量設備進入智能終端前的接線；或者調整進入智能終端前的常閉常開節(jié)點，或者調換分、合閘接線；手持核相儀發(fā)送分合、閘開關量開出，對應檢查開關量設備的分、合閘狀態(tài)，如果發(fā)出的分閘指令與開關量設備的分、閘狀態(tài)不一致，則調整智能終端到開關量設備的開關量開出接線，或者調換進入開關量設備的分合閘線圈的接線，或者調整進入開關量設備的分合閘回路的常閉常開節(jié)點，使開關量設備的分合閘狀態(tài)與智能終端發(fā)出的分合閘令保持一致；

3)系統的核相方法

在效驗完合并單元后保證各合并單元都接線正確的基礎上，對系統的電力線路接線及其變電站電氣設備安裝進行核相；根據主接線方式，核相精度等因素，分為兩種方法：即“合并單元數字量+合并單元數字量”電網核相方法和“電網接入點模擬量+合并單元數字量”電網核相方法；

“合并單元數字量+合并數字量”方法：如圖7所示，先按照雙母線分段接線為例解釋，其他多電網系統接線方式的核相方式亦同；用一個手持核相儀在a處采集合并單元a輸出的電網系統ⅰ數字化量的電壓或者電流矢量，并記錄該合并單元采集的電壓或者電流矢量參數，再用同一個手持核相儀在b處采集合并單元b輸出的電網系統ⅱ數字化量的電壓或者電流矢量，同時從電源線路的斷路器和隔離開關的智能終端采集合位開關量數據，復以證明采集電網系統ⅰ和電網系統ⅱ采集電壓或者電流矢量的有效性，利用手持核相儀的矢量比照功能，比照a處和b處的電壓矢量幅值或者相角差，如果存在幅值差或者相角差，則說明兩個電網系統的電力設備或者電力線路接線存在接線錯誤；雙母線雙分段、雙母線單分段、四分之三接線等接線方式校驗方法與上面一樣。

“電網接入點模擬量+合并單元數字量”方法，如圖8所示，將電網系統ⅰ模擬量的電壓電流直接接入到手持核相儀中，同時將采集電網系統ⅱ的電壓、電流矢量的合并單元輸出量連接到同一個手持核相儀中，比較兩個電網系統的a\b\c相對應的電壓、電流矢量的幅值差、相角差，如存在a\b\c對應相的幅值差或者相角差，則說明電力設備或者電力線路接線存在接線錯誤；雙母線雙分段、雙母線單分段、四分之三接線等接線方式校驗方法與上面一樣。

可以理解的是，以上關于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術方案，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換，以達到相同的技術效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護范圍之內。