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专利名称：无线二次压降测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统二次压降测试装置。
背景技术：
安装于变电站中的电压互感器(PT)—般情况下与安装有各类控制、测试仪表的控制室有一段较长的距离，这之间的导线称之为二次导线，过长的二次导线导致了 ρτ 二次端电压与表计端子上电压幅值和相位的不一致，从而带来了电能计量误差。《电能计量装置技术管理规程》DL/T448-2000中对此有明确的规定，I、II类用于贸易结算的电能计量装置中电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0. 2% ；其它电能计量装置中电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0. 5%。同时，也明确要求对运行中的电压互感器二次回路电压降应定期进行检测。因此，具有高精度、高可靠性、方便易用的二次压降测试装置对电力系统在现场对变压器电压互感器二次回路的二次压降测试提供了非常重要的测试手段。目前二次压降的测量方法有直接测量法和间接测量法。直接测量法是在变压器互感器器端和控制室端分别接上测试仪表，两者之间用导线连接，对两者之间的测试结果进行分析比较，得出相应的测试数据。显而易见，直接测量法的不足之处是两者之间要连接长距离的导线，操作非常不方便，时间长了，导线磨损也会对操作人员的安全造成威胁。间接测量法是安装于变压器互感器端的辅机和安装与电能表端的主机组成，辅机将测量的数据通过无线传输的方式传送给主机，主机进行对比分析计算，得出需要的测试数据。此方法的优点是不用铺设临时的二次导线，操作方便，安全性高。在无线传输方面， 目前市面上都是采用GPS来进行信号同步，而GPS同步模式无线二次压降测量装置的主要缺点为以下两点(1)在某些环境下及气候条件下，无法接收到GPS的同步信号，这样就会出现无法同步现象而导致不能完成测量任务。(2)在主机进行采样信号比较计算时，采用的是数字信号，这就要求辅机和主机同一时刻采集到的信号要严格保持一致，任一方采集信号出现漏点时都将导致两个信号不能一一对应而出现误判及错误计算，严重影响测量精度。针对目前市场上同类产品的不足之处，迫切需要研制一种新型的无线二次压降测试装置，以提供一种高精度、高可靠性、操作容易的测试设备。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高精度、高可靠性、操作容易的测试设备，在复杂的测试环境下，测试成功率达到了百分之百，测试指标完全能达到相关国家标准。本实用新型所采用的技术方案是本实用新型涉及的无线二次压降测试装置包括设置于电能表侧的主机和设置在电压互感器输出端的辅机，所述辅机包括[0010] 采样电路II，用于采集电压互感器输出端电压的模拟信号； A/D转换电路II，将上述模拟信号进行模数转换；CPU II，对转换后的数字信号进行处理并协调辅机各部分电路的运行；微波信号收发电路II，用以与所述主机通讯，将处理后的数字信号发送至主机；所述主机包括采样电路I，用于采集电能表侧电压的模拟信号；微波信号收发电路I，与上述的微波信号收发电路II相对应，用于与所述辅机通讯；整形电路，用于将接收到的数字信号进行D/A-A/D-D/A三级信号转换，对信号进行整形及修正处理；转换后得到的是一个完整平滑的正弦曲线，不会影响计算精度；A/D转换电路I，将上述采样电路I采集的模拟信号和经整形电路修正后的模拟信号转换为数字信号，并送入CPU I内；CPU I，对A/D转换后的信号进行比较运算，计算二次压降，并对结果进行分析处理，以及协调主机各部分电路的运行。进一步，所述主机还包括同步信号产生及传输电路I，所述辅机还包括同步信号产生及传输电路II，所述同步信号产生及传输电路I和同步信号产生及传输电路II分别向 CPU I和CPU II输出同步位时钟和同步字时钟，CPU I和CPU II在接收到同步位时钟和同步字时钟后开始输出数字信号。进一步，所述主机还包括与所述CPU I连接的输出电路，用以对外界设备输出测试数据。上述无线二次压降测试装置通过采集电压互感器端的电压及相位信号，还能够测试电力系统二次回路的比差、角差以及电力回路中的U、I、P、Q、Φ、F等电工参数。本实用新型的有益效果如下1.关于信号同步，在本实用新型的技术方案中，舍弃了传统的利用GPS来进行信号同步的方式，利用可编程的无线传输芯片及相应的控制软件，在系统运行开始后，主机和辅机会根据各自CPU发出的指令在两者之间建立通讯连接，一旦连接成功，同步信号产生及传输电路I和同步信号产生及传输电路II就分别向主机和辅机的CPU输出同步位时钟和字时钟，并准备传输数据。这种方式不依赖GPS对时同步，同步精度高，成本低，测量过程简单快速。2.关于信号的处理及计算，在主机进行采样信号比较计算时，采用的是模拟信号经过前述的整形电路修正，也就是说即使采集到的信号在某一时刻出现漏点，但在主机和辅机信号比较及计算前，会对接收到的辅机采集信号进行了修正及整形处理，将得到的数字信号进行D/A--A/D---D/A转换，得到的是一个完整平滑的正弦曲线，所以不会影响计算精度。这种方式的好处是现场抗干扰能力大大增强，比GPS同步的方式对角度差的测量精度提高10倍。3.在微波信号传输方面，为保证数据传输的成功率及可靠性，专门为此研制了便携式高增益微波天线。在复杂的测试环境下，测试成功率达到了百分之百，测试指标完全达到了相关国家标准。
图1是本实用新型的电路系统结构框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型连接在变电站和控制室系统电路中，它包括位于电能表侧的主机1和电压互感器侧的辅机2，所述主机1包括采样电路I 11、整形电路13、 CPU I 16、同步信号产生及传输电路I 14、微波信号收发电路I 15、A/D转换电路I 17和输出电路18。采样电路I 11连接于电能表侧，采集电压模拟信号；微波信号接收电路15接收来自辅机的数字信号，经过整形电路13转化为修正的模拟信号，A/D转换电路I 17将该修正的模拟信号同采样电路I 11采集的模拟信号再转换为数字信号进入CPU I 16,CPU I 16 对A/D转换后的信号进行比较运算，计算二次压降，并对结果进行分析处理，并由输出电路 18对外界设备输出测试结果。上述的整形电路13的转换过程是采用常见的三级信号转换电路，即D/A--A/D---D/A信号转换，对接收到的信号进行修正、整形，得到一个完整平滑的正弦曲线。所述辅机2包括采样电路II 2UA/D转换电路II 23,CPU II 24、同步信号产生及传输电路II 22、功率放大电路25、微波信号收发电路II 26，所述采样电路II 21采集电压互感器端的电压及相位信号，经过A/D转换电路II 23进行模数转换并反馈至CPU II 24进行编码调制处理，处理后的信号依次经过功率放大电路25和微波信号收发电路II 26发送出去， 该微波信号收发电路II 26与上述微波信号收发电路I 15无线连接；所述同步信号产生及传输电路I 14和同步信号产生及传输电路II 22分别向CPU I 16和CPU II 24输出同步位时钟和同步字时钟，CPU I 16和CPU II 24在接收到同步位时钟和同步字时钟后开始输出数字信号。本实施例上述各部分说明及实现原理如下1》采样电路(I、11):获得现场被测信号，均为模拟信号。2》A/D转换电路(KII)对采集到的信号进行前置放大并进行数模转换。3)) CPU (KII)主控制电路，对数字信号进行分析，然后采用一定的编码规则进行编码和调制。对A/D转换后的信号进行比较运算，计算二次压降值。对同步信号产生及传输电路I、II进行初始化配置，协调各部分电路及软件的运行，在接收到同步字时钟和同步位时钟后开始输出数字信号。4》同步信号产生及传输电路(I、II)主机和辅机上电后，根据CPU发出的指令在两者之间建立通讯连接，一旦连接成功，就分别向主机和辅机的CPU输出同步位时钟和字时钟，并准备传输数据。5》整形电路采用三级信号转换电路，即D/A--A/D---D/A信号转换，对接收到的信号进行修正、整形。6》功率放大电路对需要传输的信号进行功率放大。7》微波信号收发电路(I、II)主机、辅机均采用高频的微波传输模式进行无线发送和接收，以保证传输信号的实时性。为保证数据传输的成功率及可靠性，本实用新型在是实施时专门为此研制了便携式高增益微波天线。8》输出电路将测试数据传输至显示器、打印机、通信端口等输出设备。
权利要求1.一种无线二次压降测试装置，包括设置于电能表侧的主机和设置在电压互感器输出端的辅机，其特征在于，所述辅机包括采样电路II，用于采集电压互感器输出端电压的模拟信号；A/D转换电路II，将上述模拟信号进行模数转换；CPU II，对转换后的数字信号进行处理并协调辅机各部分电路的运行；微波信号收发电路II，用以与所述主机通讯，将处理后的数字信号发送至主机；所述主机包括采样电路I，用于采集电能表侧电压的模拟信号；微波信号收发电路I，与上述的微波信号收发电路II相对应，用于与所述辅机通讯； 整形电路，用于将接收到的数字信号进行D/A-A/D-D/A三级信号转换，对信号进行采集及修正处理；A/D转换电路I，将上述采样电路I采集的模拟信号和经整形电路修正后的模拟信号转换为数字信号，并送入CPU I内；CPU I，对A/D转换后的信号进行比较运算，计算二次压降并对结果进行分析处理，以及协调主机各部分电路的运行。
2.根据权利要求1所述的无线二次压降测试装置，其特征在于，所述主机还包括同步信号产生及传输电路I，所述辅机还包括同步信号产生及传输电路II，所述同步信号产生及传输电路I和同步信号产生及传输电路II分别向CPU I和CPU II输出同步位时钟和同步字时钟，CPU I和CPU II在接收到同步位时钟和同步字时钟后开始输出数字信号。
3.根据权利要求1所述的无线二次压降测试装置，其特征在于，所述主机还包括与所述CPU I连接的输出电路，用以对外界设备输出测试数据。
专利摘要本实用新型公开了一种高精度、高可靠性、操作容易的无线二次压降测试装置。它包括无线通讯的主机和辅机，主机包括采样电路Ⅰ、同步信号产生及传输电路Ⅰ、整形电路、CPUⅠ、微波信号收发电路Ⅰ，所述辅机包括采样电路Ⅱ、A/D转换电路Ⅱ、CPUⅡ、同步信号产生及传输电路Ⅱ、微波信号收发电路Ⅱ，所述CPUⅡ与变电站电压互感器连接，所述CPUⅠ与控制室电能表连接，来自辅机采集的模拟信号经过整形电路的修正后与主机采集的电压模拟信号经信号转换后在CPUⅠ内对比计算得出二次压降。本实用新型舍弃了传统的利用GPS来进行信号同步的方式，利用装置本身的同步信号产生及传输电路Ⅰ、Ⅱ为系统CPU提供高精度的同步信号，保证了仪器的测量精度。
文档编号G01R19/25GK202126463SQ201120233628
公开日2012年1月25日 申请日期2011年7月5日 优先权日2011年7月5日
发明者朱亚军 申请人:珠海市科荟电器有限公司