CN102129058A - 一种直流输电系统用直流分压器校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流输电系统用直流分压器校准装置，包括数据采集系统、数据处理分析系统和人机交互界面三部分。数据采集系统数据采集系统由采集通道和同步信号发生器组成，通过专用线缆将采集数据送入数据采集单元输入端，数据采集单元的输出端连接在数据处理分析系统的输入端，数据处理分析系统的输出端连接有人机交互界面，通过人机交互界面完成试验任务的设置，控制和检测。该校准装置通过专用连接头可方便的连接到待校准直流分压器，通过分析处理系统的软件设置，能够实时的完成直流分压器性能评价指标的显示、存储和打印等。用于校准分压器的输出电压源的特性，能够方便的进行量值溯源。

Description

一种直流输电系统用直流分压器校准装置

技术领域

本发明属于高电压测试技术领域，涉及直流输电系统电压测试设备中的校准装置，尤其是直流分压器的校准装置。

背景技术

伴随着高压直流输电工程的快速发展，对于直流输电的高电压准确测量也变得更加迫切，直流用分压器正是完成此项功能的主要设备之一，为了保证直流用分压器的质量及使用过程的准确与可靠，对这类分压器进行合理、有效地校准是非常必要的。直流输电电压测试用分压器的误差测量因此是直流输电系统中一项重要试验，直流分压器校准装置是这项试验的主要设备。

国内的直流分压器基本都采用如图1所示的工作原理：这种常用的直流分压器结构包括三大部分：分压器高压臂1、分压器低压臂2和相应的分压器信号输出转换装置3组成。其中高压臂通过高压接口连接至待测线路，低压臂通过线缆连接至转换装置，转换装置通过专用引线将符合协议的数据输出。

由此看出在分压器的内部是由高压臂，低压臂组成了一套高压数据采集系统，然后通过相应的转换装置将采集到的信号进行数据处理并按照规定的协议输出。目前，针对高压输电用直流分压器的校准技术有着广阔的需求，现有的一些校准装置存在有校准精度不高，校准过程难以实时实现，数据传输方式单一，试验系统搭建繁琐等问题，难以满足试验需求。

为了解决上述问题，本专利是针对目前直流输电系统用主流直流分压器校验和检测的专用装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种直流输电系统用直流分压器校准装置。该校准装置采用比较法校准方式通过被校准分压器与标准分压器进行比较，采用一条专用线缆快捷的连接到被校直流分压器的输出端，另一条线缆连接到标准直流分压器的输出端上，通过设置不同的传输协议，实现分压器信号的采集，通过对采集到的两路信号进行比较测差计算，得到被校准直流分压器的误差特性，用以校准被校分压器输出电压特性，并可使其方便进行量值溯源。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

本发明的该种直流输电系统用直流分压器校准装置，包括屏蔽体外壳以及设置在屏蔽体外壳内的数据采集系统、数据处理分析系统和人机交互界面，所述数据采集系统通过线缆将采集数据送入数据处理分析系统的输入端，所述数据处理分析系统连接人机交互界面；所述数据采集系统包括被校量采集通道、标准量采集通道和同步信号发生器，所述同步信号发生器向数据处理分析系统输出同步时钟；所述数据处理分析系统由工控机和运行于工控机上的软件部分实现；所述人机交互界面由操作控制系统和显示屏组成。

上述同步信号发生器由六路同步信号脉冲组成。

上述数据处理分析系统接收被校量采集通道和标准量采集通道的数据，同时控制同步信号发生器。

上述人机交互界面连接有外部设备接口。

上述外部设备接口包括键盘和通信接口。

本发明具有以下有益效果：

1)本发明可以采用新标准规定的通信协议，既可以完成传统直流分压器模拟信号输出的校验，也可以完成新型直流分压器数字信号输出的校验。

2)本发明装置采用模块化设计思想，对于应用功能的添加和产品的系统升级提供极大的方便。

3)本发明将数据采集系统、数据处理分析系统及人机交互界面功能集合布置安装到装置内部，能够有效地提高抗扰度和对外界的干扰影响，使得整台装置体积小、重量轻、携带方便。

附图说明

图1为现有技术中直流分压器结构原理图；

图2为本发明的直流分压器校准装置的结构示意图；

图3为直流分压器校准线路连接示意图。

图中：1为分压器高压臂。2为分压器低压臂，3为分压器信号输出转换装置，4为被校量采集通道，5为同步信号发生器，6为标准量采集通道，7为数据处理分析系统，8为人机交互界面，9为外部设备接口；10为屏蔽体外壳。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图2，本发明的直流输电系统用直流分压器校准装置，其特征在于：包括屏蔽体外壳1以及设置在屏蔽体外壳1内的数据采集系统、数据处理分析系统7和人机交互界面8，所述数据采集系统通过线缆将采集数据送入数据处理分析系统7的输入端，数据处理分析系统7连接人机交互界面。

本发明的数据采集系统包括被校量采集通道4、标准量采集通道6和同步信号发生器5，同步信号发生器5输出同步时钟，装置内有数据处理分析系统7，用来接收被校量采集通道4和标准量采集通道6的数据，同时控制同步信号发生器5，数据处理分析系统7连接有人机交互界面8和外部设备接口9。

本发明的数据处理分析系统7由工控机和运行于工控机上的软件部分实现，也可以采用常用的PC机，在PC机上嵌入Labview开发软件。

本发明的人机交互界面8由操作控制系统和显示屏组成。所述的同步信号发生器5由六路同步信号脉冲组成。

本发明的数据采集系统的采集通道由两路模拟电压采样通道和两路数字量电压采样通道组成，用以对直流分压器进行信号采集。该数据采集系统具体包括被校量采集通道4、标准量采集通道6和同步信号发生器5，同步信号发生器5输出同步时钟。本发明的装置内还设有数据处理分析系统7，用来接收被校量采集通道4和标准量采集通道6的数据，同时控制同步信号发生器5，数据处理分析系统7连接人机交互界面8和外部设备接口9。

本发明的具体连接关系如下：

在屏蔽体外壳10上固定被校量采集通道4，被校量采集通道4由模拟量采集通道和数字量采集通道组成，其中数字量通道通过以太网口接入校准装置。标准量采集通道6采用模拟量输入方式接入校准装置，在进行模拟量数据采集时，通过接收同步信号发生器5发出的同步脉冲进行精确的同步采样。模拟量采集采用高精度时钟和专用的数据采集卡进行采集，该采集系统可根据环境温度的变化对采集信号的转换装置进行补偿，避免温漂对测量准确度的影响，同时还具有自稳零、自校正等保证测量精度的功能。本发明的数据处理分析系统7控制同步信号发生器5的同步脉冲的发出接收，采集到两路数据，通过解析传输协议将数据进行运算处理，该数据处理分析系统7的制作选用高品质电子元器件并对电路进行硬件设计优化，软件以虚拟仪器LabView作为开发工具，利用离散傅里叶变换方法和内嵌数字补偿技术，保证系统测量的准确度，提升装置的优异性能，本发明的人机交互界面8将数据处理分析系统7的数据实时显示，并通过外部设备接口9(外部设备接口9包括键盘和通信接口等)对数据处理分析系统7进行试验配置，可以完成不同类型待校直流分压器的具体试验要求，并将所得数据、图表等进行输出、拷贝、打印等。整个装置采用屏蔽外壳10进行整体屏蔽，提高装置的抗干扰性能，具有便于携带、易于扩展功能、提高校准工作效率等优点。

本发明的工作原理如下：

参见图2和图3，本发明在实施具体校验时，给定一参考直流电压源11，用待校分压器12和标准分压器13测量这同一参考源，分压器的二次侧的电压信号(模拟量或数字量)经转换、调理分别送入各自的被校量采集通道4和标准量采集通道6中，在模拟量的采集中，同步信号用来保证两路信号的同步接收，经采集通道将数据送入校准装置的核心单元-数据处理分析系统7，借助预先编制好的软件对数据进行计算、分析、处理后，表征分压器技术性能的测量结果被存储、显示、打印或以其它方式(USB接口)输出，完成这些功能都是通过人机交互界面8和外部设备接口9来实现的。

综上所述，本发明的直流分压器校准装置采用专用的操作系统，响应速度快，视窗和按键操作相结合，画面直观，操作简单易用，功能可扩展性强，既可用于传统模拟量输出的直流分压器的校准，也可用于新型数字量输出的直流分压器的校准。本发明数据输入接口采用专用连接头，接线方便，提高了试验的工作效率。

Claims (5)

1.一种直流输电系统用直流分压器校准装置，其特征在于：包括屏蔽体外壳(1)以及设置在屏蔽体外壳(1)内的数据采集系统、数据处理分析系统(7)和人机交互界面(8)，所述数据采集系统通过线缆将采集数据送入数据处理分析系统(7)的输入端，所述数据处理分析系统(7)连接人机交互界面；所述数据采集系统包括被校量采集通道(4)、标准量采集通道(6)和同步信号发生器(5)，所述同步信号发生器(5)向数据处理分析系统(7)输出同步时钟；所述数据处理分析系统(7)由工控机和运行于工控机上的软件部分实现；所述人机交互界面(8)由操作控制系统和显示屏组成。

2.根据权利要求1所述的直流输电系统用直流分压器校准装置，其特征在于：所述同步信号发生器由六路同步信号脉冲组成。

3.根据权利要求1所述的直流输电系统用直流分压器校准装置，其特征在于：所述数据处理分析系统(7)接收被校量采集通道(4)和标准量采集通道(6)的数据，同时控制同步信号发生器(5)。

4.根据权利要求1所述的直流输电系统用直流分压器校准装置，其特征在于：所述人机交互界面(8)连接有外部设备接口(9)。

5.根据权利要求1所述的直流输电系统用直流分压器校准装置，其特征在于：所述外部设备接口(9)包括键盘和通信接口。

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