一種測試pmu裝置測量精度的測試儀及其測試方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種測試PMU裝置測量精度的測試儀，包括處理器模塊，D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，電子開關(guān)模塊、功率放大器模塊和解碼器模塊，B碼對時信號經(jīng)解碼器模塊輸出時鐘同步信號至處理器模塊，處理器模塊輸出D/A控制信號控制D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出直流電壓信號，輸出交流電壓信號，處理器模塊輸出開關(guān)控制信號控制電子開關(guān)模塊接通或斷開，所述直流電壓信號經(jīng)電子開關(guān)模塊輸出模擬鍵相脈沖信號，所述功率放大器模塊包含驅(qū)動功率放大器和轉(zhuǎn)換功率放大器，所述交流電壓信號經(jīng)驅(qū)動功率放大器放大輸出模擬機(jī)端電壓信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換功率放大器轉(zhuǎn)換為交流電流信號，輸出模擬機(jī)端電流信號。本發(fā)明還提出一種應(yīng)用上述測試儀測試PMU裝置測量精度的方法。
【專利說明】一種測試PMU裝置測量精度的測試儀及其測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測試PMU裝置測量精度的測試儀及其測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其安全運(yùn)行已成為電力生產(chǎn)的重要課題。由于廣域測量系統(tǒng)能夠在動態(tài)情況下實(shí)現(xiàn)對全網(wǎng)同步監(jiān)測和有效控制，目前已廣泛應(yīng)用于實(shí)時狀態(tài)監(jiān)測、擾動記錄、失步保護(hù)、電網(wǎng)穩(wěn)定控制等多個領(lǐng)域。
[0003]PMU裝置，同步向量測量裝置，是廣域測量系統(tǒng)的重要組成部分，多用于電廠和變電站，實(shí)時、連續(xù)測量發(fā)電機(jī)功角、母線或者線路電壓幅值、相角等相量參數(shù)，通過高速數(shù)據(jù)傳輸通道把帶時標(biāo)的測量值傳輸?shù)奖O(jiān)測中心，以進(jìn)行實(shí)時的動態(tài)安全分析，實(shí)現(xiàn)預(yù)防性控制和緊急控制。其測量功能的準(zhǔn)確性，直接影響電力系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)測和控制決策。
[0004]發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢和機(jī)端電壓正序相量之間的夾角稱為發(fā)電機(jī)功角。發(fā)電機(jī)功角測量是PMU裝置的重要功能之一，由于發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢很難直接測量，目前普遍采用高性能處理器對發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓、機(jī)端電流、轉(zhuǎn)子鍵相脈沖、轉(zhuǎn)速脈沖進(jìn)行高速采樣，根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)對發(fā)電機(jī)空載、負(fù)載運(yùn)行比對，分析得出發(fā)電機(jī)的初相角和實(shí)時功角。不管各廠家的PMU裝置采用何種方法進(jìn)行發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢測量，其測量功能的準(zhǔn)確性都是PMU裝置的重要指標(biāo)之一。
[0005]而對PMU裝置發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢測量功能的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢驗(yàn)，需要測試設(shè)備的支撐?，F(xiàn)有技術(shù)中，未發(fā)現(xiàn)有測試PMU裝置測量精度的測試裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題，就是提供一種測試PMU裝置測量精度的測試儀。
[0007]本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題，就是提供一種應(yīng)用上述測試儀測試PMU裝置測量精度的測試方法。
[0008]解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明采取以下的技術(shù)方案:
[0009]一種測試PMU裝置測量精度的測試儀，包括處理器模塊，D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，電子開關(guān)模塊、功率放大器模塊和解碼器模塊，B碼對時信號經(jīng)解碼器模塊輸出時鐘同步信號至處理器模塊，該處理器模塊輸出D/A控制信號控制D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊分別輸出直流電壓信號和輸出交流電壓信號，該處理器模塊還輸出開關(guān)控制信號控制電子開關(guān)模塊接通或斷開，所述直流電壓信號經(jīng)電子開關(guān)模塊輸出模擬鍵相脈沖信號，所述功率放大器模塊包含驅(qū)動功率放大器和轉(zhuǎn)換功率放大器，所述交流電壓信號經(jīng)驅(qū)動功率放大器放大輸出模擬機(jī)端電壓信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換功率放大器轉(zhuǎn)換為交流電流信號，輸出模擬機(jī)端電流信號。
[0010]在一種實(shí)施方式中，上述電子開關(guān)模塊米用繼電器模塊，上述處理器模塊輸出開關(guān)控制信號控制電子開關(guān)模塊接通或斷開，上述直流電壓信號經(jīng)電子開關(guān)模塊輸出模擬鍵相脈沖信號指的是上述處理器模塊輸出開關(guān)控制信號控制繼電器的接通或斷開，上述直流電壓信號經(jīng)繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)輸出模擬鍵相脈沖信號。
[0011 ] 在一種實(shí)施方式中，上述D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊采用二通道D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，上述處理器模塊輸出D/A控制信號控制D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出直流電壓信號，輸出交流電壓信號為處理器模塊輸出D/A控制信號控制二通道D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊中的一通道輸出直流電壓信號，另一通道輸出交流電壓信號，該交流電壓信號分別經(jīng)驅(qū)動功率放大器放大輸出模擬機(jī)端電壓信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換功率放大器轉(zhuǎn)換為交流電流信號，輸出模擬機(jī)端電流信號。
[0012]在另一種實(shí)施方式中，上述D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊采用三通道D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，上述處理器模塊輸出D/A控制信號控制D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出直流電壓信號，輸出交流電壓信號為處理器模塊輸出D/A控制信號控制三通道D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊中的一通道輸出直流電壓信號，另一通道輸出交流電壓信號，再一通道輸出交流電壓信號，該兩交流電壓信號之一經(jīng)驅(qū)動功率放大器放大輸出模擬機(jī)端電壓信號，另一經(jīng)轉(zhuǎn)換功率放大器轉(zhuǎn)換為交流電流信號，輸出模擬機(jī)端電流信號。
[0013]解決上述第二個技術(shù)問題，本發(fā)明采取以下的技術(shù)方案:
[0014]一種測試PMU裝置測量精度的測試方法，包括下列步驟:
[0015]I)測試儀和PMU裝置分別接入B碼對時信號；
[0016]2)測試儀輸出的模擬鍵相脈沖信號、模擬機(jī)端電壓信號和模擬機(jī)端電流信號分別引至PMU裝置的相關(guān)采樣端子；
[0017]3)通過測試儀控制軟件，設(shè)置模擬機(jī)端電壓信號和模擬機(jī)端電流信號的幅值、相位和頻率，設(shè)置模擬鍵相脈沖信號的高電平值、占空比、脈沖持續(xù)時間以及觸發(fā)時刻；
[0018]4)讀取PMU裝置的測量值，和測試儀輸出的實(shí)際值相對比，分析其測量精度。
[0019]本發(fā)明提出的測試儀，用D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出的直流電壓信號精準(zhǔn)控制模擬鍵相脈沖信號的高電平值，通過控制電子開關(guān)模塊間斷閉合，精準(zhǔn)控制模擬鍵相脈沖信號的輸出周期、占空比、輸出持續(xù)時間等，從而模擬各類不同的發(fā)電機(jī)鍵相脈沖。
[0020]本發(fā)明提出的測試儀，用D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出的交流電壓信號經(jīng)功率放大器模塊放大后模擬發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓、機(jī)端電流，處理器精準(zhǔn)控制D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出交流電壓信號的幅值、相位、頻率等，從而模擬各類不同的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、機(jī)端電流。
[0021]本發(fā)明提出的測試儀，模擬發(fā)電機(jī)鍵相脈沖的同時，同步輸出機(jī)端電壓，通過處理器精準(zhǔn)控制鍵相脈沖高電平上升沿的觸發(fā)時刻，可以使其對應(yīng)不同的機(jī)端電壓相角，從而模擬多種工況。
[0022]由此可見，本發(fā)明提出的測試儀，通過對其處理器編制控制軟件，可以用于測試PMU裝置發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢測量功能的準(zhǔn)確性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一測試儀結(jié)構(gòu)方框圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例二測試儀結(jié)構(gòu)方框圖；
[0025]圖3為測試系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。[0027]實(shí)施例一
[0028]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例一一種測試PMU裝置測量精度的測試儀，包括處理器模塊，二通道D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，繼電器模塊、功率放大器模塊和解碼器模塊，B碼對時信號經(jīng)解碼器模塊輸出時鐘同步信號至處理器模塊，該處理器模塊輸出D/A控制信號控制二通道D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊中的一通道輸出直流電壓信號，另一通道輸出交流電壓信號，該處理器模塊輸出開關(guān)控制信號控制繼電器的接通或斷開，所述直流電壓信號經(jīng)繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)輸出模擬鍵相脈沖信號，所述功率放大器模塊包含驅(qū)動功率放大器和轉(zhuǎn)換功率放大器，所述交流電壓信號分別經(jīng)驅(qū)動功率放大器放大輸出模擬機(jī)端電壓信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換功率放大器轉(zhuǎn)換為交流電流信號，輸出模擬機(jī)端電流信號。
[0029]二通道D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊可選用型號DAC7744的D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，該芯片含有四條獨(dú)立D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換通道，使用該芯片的其中二條通道。通過處理器的控制軟件，控制一條D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換通道輸出直流電壓信號，另一條D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換通道輸出交流電壓信號。
[0030]本發(fā)明測試儀通過對其處理器編制控制軟件，可以向PMU裝置提供時序、幅值、相位等參數(shù)可控的方波脈沖和交流電壓、電流，用于模擬各類不同的發(fā)電機(jī)鍵相脈沖和機(jī)端電壓、機(jī)端電流。
[0031 ] 測試儀的D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出的直流電壓幅值是精確可控的。該直流電壓由測試儀的處理器輸出控制信號作用于D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，產(chǎn)生直流-1OV?IOV直流電壓信號，該直流電壓信號經(jīng)測試儀的繼電器觸點(diǎn)開關(guān)輸出，測試儀的處理器控制繼電器觸點(diǎn)開關(guān)的打開和閉合，進(jìn)而獲得一個輸出周期、占空比、輸出持續(xù)時間精確可控的方波脈沖，模擬PMU裝置需要的鍵相脈沖。
[0032]測試儀的D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出的交流電壓幅值、相位、頻率是精確可控的。該交流電壓信號由測試儀的處理器輸出控制信號作用于D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊,產(chǎn)生0?+7V正弦電壓信號，然后通過功率放大器模塊放大為0?300V交流電壓信號，轉(zhuǎn)換為0?IOA交流電流信號，模擬PMU裝置需要的機(jī)端電壓，機(jī)端電流。
[0033]測試儀支持B碼對時。外部時鐘源的B碼對時信號由解碼器模塊接收，解碼器模塊解碼后提供精確秒脈沖輸入處理器，用于測試儀和被測PMU裝置時間同步。
[0034]測試儀模擬發(fā)電機(jī)鍵相脈沖的同時，可以同步輸出機(jī)端電壓和機(jī)端電流。通過控制鍵相脈沖高電平上升沿的觸發(fā)時刻，可以使其對應(yīng)不同的機(jī)端電壓相角，從而可以模擬多種工況，可以用于檢測PMU裝置發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢測量功能的準(zhǔn)確性。
[0035]實(shí)施例二
[0036]如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例二和實(shí)施例一不同的是:D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊采用三通道D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，處理器模塊輸出D/A控制信號控制三通道D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊中的一通道輸出直流電壓信號，另一通道輸出交流電壓信號，再一通道輸出交流電壓信號，該兩交流電壓信號之一經(jīng)驅(qū)動功率放大器放大輸出模擬機(jī)端電壓信號，另一經(jīng)轉(zhuǎn)換功率放大器轉(zhuǎn)換為交流電流信號，輸出模擬機(jī)端電流信號。
[0037]三通道D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊同樣可以選用型號DAC7744的D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，該芯片含有四條獨(dú)立D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換通道，使用該芯片的其中三條通道。通過處理器的控制軟件，控制一條D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換通道輸出直流電壓信號，另一條D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換通道輸出交流電壓信號，再一條D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換通道輸出交流電壓信號。[0038]其余和實(shí)施例一相同，不多描述。
[0039]如圖3所示，利用上述測試儀測試PMU裝置測量精度的測試方法，包括下列步驟:
[0040]I)測試儀和PMU裝置分別接入B碼對時信號，測試儀被時鐘源對時后，時間控制精度達(dá)Ius ；
[0041 ] 2 )測試儀輸出的模擬鍵相脈沖信號、模擬機(jī)端電壓信號和模擬機(jī)端電流信號分別引至PMU裝置的相關(guān)采樣端子；
[0042]3)通過測試儀控制軟件，設(shè)置模擬機(jī)端電壓信號和模擬機(jī)端電流信號的幅值、相位和頻率，設(shè)置模擬鍵相脈沖信號的高電平值、占空比、脈沖持續(xù)時間以及觸發(fā)時刻；
[0043]4)讀取PMU裝置測量的發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢值和功角值，和測試儀輸出的實(shí)際值相對t匕，分析其測量精度。
【權(quán)利要求】
1.一種測試PMU裝置測量精度的測試儀，其特征在于:包括處理器模塊，D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，電子開關(guān)模塊、功率放大器模塊和解碼器模塊，B碼對時信號經(jīng)解碼器模塊輸出時鐘同步信號至處理器模塊，該處理器模塊輸出D/A控制信號控制D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊分別輸出直流電壓信號和輸出交流電壓信號，該處理器模塊還輸出開關(guān)控制信號控制電子開關(guān)模塊接通或斷開，所述直流電壓信號經(jīng)電子開關(guān)模塊輸出模擬鍵相脈沖信號，所述功率放大器模塊包含驅(qū)動功率放大器和轉(zhuǎn)換功率放大器，所述交流電壓信號經(jīng)驅(qū)動功率放大器放大輸出模擬機(jī)端電壓信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換功率放大器轉(zhuǎn)換為交流電流信號，輸出模擬機(jī)端電流信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試儀，其特征在于:所述電子開關(guān)模塊采用繼電器模塊，所述處理器模塊輸出開關(guān)控制信號控制電子開關(guān)模塊接通或斷開，所述直流電壓信號經(jīng)電子開關(guān)模塊輸出模擬鍵相脈沖信號指的是所述處理器模塊輸出開關(guān)控制信號控制繼電器的接通或斷開，所述直流電壓信號經(jīng)繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)輸出模擬鍵相脈沖信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測試儀，其特征在于:所述D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊采用二通道D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，所述處理器模塊輸出D/A控制信號控制D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出直流電壓信號，輸出交流電壓信號為處理器模塊輸出D/A控制信號控制二通道D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊中的一通道輸出直流電壓信號，另一通道輸出交流電壓信號，該交流電壓信號分別經(jīng)驅(qū)動功率放大器放大輸出模擬機(jī)端電壓信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換功率放大器轉(zhuǎn)換為交流電流信號，輸出模擬機(jī)端電流信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測試儀，其特征在于:所述D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊采用三通道D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，所述處理器模塊輸出D/A控制信號控制D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出直流電壓信號，輸出交流電壓信號為處理器模塊輸出D/A控制信號控制三通道D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊中的一通道輸出直流電壓信號，另一通道輸出交流電壓信號，再一通道輸出交流電壓信號,該兩交流電壓信號之一經(jīng)驅(qū)動功率放大器放大輸出模擬機(jī)端電壓信號，另一經(jīng)轉(zhuǎn)換功率放大器轉(zhuǎn)換為交流電流信號，輸出模擬機(jī)端電流信號。
5.一種采用如權(quán)利要求1所述的測試儀測試PMU裝置測量精度的方法，包括下列步驟: 1)測試儀和PMU裝置分別接入B碼對時信號； 2)測試儀輸出的模擬鍵相脈沖信號、模擬機(jī)端電壓信號和模擬機(jī)端電流信號分別引至PMU裝置的相關(guān)采樣端子； 3)通過測試儀控制軟件，設(shè)置模擬機(jī)端電壓信號和模擬機(jī)端電流信號的幅值、相位和頻率，設(shè)置模擬鍵相脈沖信號的高電平值、占空比、脈沖持續(xù)時間以及觸發(fā)時刻； 4)讀取PMU裝置的測量值，和測試儀輸出的實(shí)際值相對比，分析其測量精度。
【文檔編號】G01R35/00GK103698728SQ201310692817
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】汪溢, 馬凱, 黃曙, 陳炯聰, 王紅星, 侯艾君, 余南華, 包偉, 李曉朋, 談樹峰, 張曉悅, 曹麗娟, 馮善強(qiáng), 胡春潮, 楊占杰, 張瑩, 顧峰, 胡寶, 王利業(yè), 凌特利 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 許繼電器股份有限公司