專利名稱：矢量變換標(biāo)準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
矢量變換標(biāo)準(zhǔn)裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及計量檢測領(lǐng)域，具體是一種矢量變換標(biāo)準(zhǔn)裝置。背景技術(shù)：
大型變電站的接地網(wǎng)在保證電力設(shè)備的穩(wěn)定運行和人身安全方 面起著決定性的作用，因此需要經(jīng)常對接地網(wǎng)進(jìn)行檢測。目前通常采用試驗電流為3A 20A的異頻電流法測試大型接地裝置的工頻特性 參數(shù)，預(yù)計未來幾年會有更多的異頻大電流接地電阻測試儀器進(jìn)入電 力系統(tǒng)。而現(xiàn)有的計量手段只能檢測0.5A以下的接地電阻測試儀器， 不能對測試儀器的全部量程進(jìn)行檢測。此外，現(xiàn)有的計量標(biāo)準(zhǔn)只能進(jìn) 行純電阻的檢測，對于測試儀器的電抗測量部分不能撿測，無法保證 量值傳遞的準(zhǔn)確和可靠性。電容電感測試儀是電力系統(tǒng)新出現(xiàn)的一種測試儀器，目前尚無相 應(yīng)的檢定裝置。
實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本實用新型提供一種矢量 變換標(biāo)準(zhǔn)裝置，以全程檢測電阻測量儀器，保證檢測的準(zhǔn)確與可靠性， 并實現(xiàn)對電容電感測試儀的檢定。為此，本實用新型采用以下技術(shù)方案矢量變換標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特 征在于它包括控制器和與控制器相連的電流檢測模塊、電壓輸出模 塊、電壓檢測模塊和電流輸出模塊，所述的電流檢測模塊和電壓輸出 模塊形成阻抗通道，而電壓檢測模塊和電流輸出模塊則形成導(dǎo)納通 道?？刂破饔靡钥刂破渌骷倪\作和信號處理。阻抗通道用以檢測 電阻測量儀器，通過檢測被檢接地電阻測試儀的輸出電流，根據(jù)接地 網(wǎng)的物理模型，控制器采用數(shù)值計算的方法模擬出測量電流和干擾接 地電流流過接地阻抗兩端的電壓，作為標(biāo)準(zhǔn)測試信號提供給被檢儀器進(jìn)行測試，從而實現(xiàn)對接地電阻測試儀的檢定測試；而導(dǎo)納通道用以檢測電容電感測試儀器，通過檢測被檢電容電感測試儀的輸出電壓， 控制器采用數(shù)值計算的方法模擬出測量電壓加在電容、電感兩端產(chǎn)生 的電流，作為標(biāo)準(zhǔn)測試信號提供給被檢儀器進(jìn)行測試，從而實現(xiàn)對電 容電感測試儀的檢定測試。檢測電阻測試儀時，根據(jù)不同的工作需要，控制器可控制采用四種電壓輸出模式一、 參數(shù)模式用串聯(lián)電路模型中RLC的參數(shù)值由如下公式直接合成出輸出電壓。m = 十Mf = + 丄i + 丄f/<if二、 阻抗模式通過測量輸入電流的基波角頻率"，按照X^"L和 Xc-1/"C用串聯(lián)電路模型中R XlXc的數(shù)値由如下公式合成出 輸出電壓。w = w及+ w丄+ wc = +*^ + 6iA^ f/A三、 相移模式以輸入電流的基波周期T為參照，對輸入電流/ =《0按照z = V^2 + (A - ic)2和P =《—i^S^ ，如下公式用 移相的方法輸出電壓。四、 參考電壓模式不計輸入電流信號，直接用諧波合成的方法由如下公式輸出電壓；<formula>formula see original document page 5</formula>為了檢測被檢儀器的抗干擾能力，在上面模式一、二、三的輸出 電壓基礎(chǔ)上還可以迭加模式四產(chǎn)生與輸入電流無關(guān)的干擾電壓。檢測電容電感測試儀時，根據(jù)不同的工作需要，控制器則可控制 采用四種電壓輸出模式一、 參數(shù)模式用并聯(lián)電路模型中RLC的參數(shù)值由如下公式直接合成出輸出電流。<formula>formula see original document page 5</formula>二、 導(dǎo)納模式通過測量輸入電壓的基波角頻率"，按照BC="C和 B^1/"L用并聯(lián)電路模型中G BcB^的數(shù)值由如下公式合成出 輸出電壓。三、 相移模式以輸入電壓的基波周期T為參照，對輸入電壓按照<formula>formula see original document page 5</formula>，如下公式用移相的方法輸出電流。四、 參考電流模式不計輸入電壓信號，直接用諧波合成的方法由如下公式輸 出電流；為了檢測被檢儀器的抗干擾能力，在上面模式一、二、三的輸出 電流的基礎(chǔ)上還可以迭加模式四產(chǎn)生與輸入電壓無關(guān)的干擾電流。
本實用新型可全量程檢測異頻大電流接地電阻測試儀，保證了計 量傳遞的準(zhǔn)確可靠；裝置用矢量法和移相法產(chǎn)生各種類型的可調(diào)虛擬 阻抗，對現(xiàn)場實際工作中出現(xiàn)的接地電阻測試儀中的電抗測量部分可 以進(jìn)行準(zhǔn)確計量，解決了以往電抗分量不能檢測的問題；在異頻大電 流接地電阻測試儀的檢測過程中，采用模擬工頻及諧波干擾法，可以 定量檢測大電流接地電阻測試儀的抗干擾性能；裝置用矢量法和移相 法產(chǎn)生各種類型的電容、電感值，實現(xiàn)了對電容電感測試儀的檢測。
作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補充，本實用新型采取如下 技術(shù)措施
所述的電流檢測模塊包括電流輸入放大器和模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換器， 電壓輸出模塊則包括模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換器和電壓輸出放大器。電流輸入 放大器用以連接電阻測試儀并通過模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換器將電流信號轉(zhuǎn) 換成數(shù)字量提供給控制器進(jìn)行處理，控制器處理完畢后發(fā)出控制信 號，模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成模擬信號，經(jīng)電壓輸出放大器放大 后向電阻測試儀提供電壓。
所述的電壓檢測模塊包括電壓輸入放大器和模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換器， 電流輸出模塊則包括模擬_數(shù)字轉(zhuǎn)換器和電流輸出放大器。電壓輸入 放大器用以連接電容電感測試儀并通過模擬 一 數(shù)字轉(zhuǎn)換器將電壓信 號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量提供給控制器進(jìn)行處理，控制器處理完畢后發(fā)出控制 信號，模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成模擬信號，經(jīng)電流輸出放大器放 大后向電容電感測試儀提供電流。
所述的矢量變換標(biāo)準(zhǔn)裝置設(shè)有USB接口 ，該UBS接口與控制器、 電壓輸入放大器以及電流輸入放大器相連。USB接口用以連接計算機，便于在計算機上用控制軟件來控制裝置運行，更加方便。
所述的控制器為FPGA控制器，F(xiàn)PGA可以針對所需的應(yīng)用或功 能要求進(jìn)行編程，十分方便。
所述的控制器連接有復(fù)位按鈕，進(jìn)行新的檢測前，可先將裝置復(fù)位。
有益效果本實用新型通過采用控制器進(jìn)行矢量計算并模擬輸 出，能全量程檢測異頻大電流接地電阻測試儀，保證了計量傳遞的準(zhǔn) 確可靠，并可檢測電抗分量和抗干擾性能，同時可實現(xiàn)對電容電感測 試儀的檢測。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖。
圖2為本實用新型的面板示意圖。
具體實施方式
如圖1、 2所示的矢量變換標(biāo)準(zhǔn)裝置，F(xiàn)PGA控制器分別連接有 USB接口以及兩個ADC (模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換器)和兩個DAC (數(shù)字一 模擬轉(zhuǎn)換器)。這四個轉(zhuǎn)換器分別連接電流輸入放大器、電壓輸入放 大器、電壓輸出放大器和電流輸出放大器，電流輸入放大器、電壓輸 入放大器還與USB接口相連。
其中，電流輸入放大器、一ADC、 一DAC和電壓輸出放大器形 成阻抗通道，電壓輸入放大器、一ADC、 一DAC和電流輸出放大器 形成導(dǎo)納通道。裝置還設(shè)有復(fù)位按鈕，與控制器相連。
使用時，將USB接口連接計算機，根據(jù)檢測對象的不同，將儀 器接入阻抗通道或?qū)Ъ{通道，然后選擇需要的控制器模式便可實現(xiàn)對 儀器的檢驗。
權(quán)利要求1、矢量變換標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于它包括控制器和與控制器相連的電流檢測模塊、電壓輸出模塊、電壓檢測模塊和電流輸出模塊，所述的電流檢測模塊和電壓輸出模塊形成阻抗通道，而電壓檢測模塊和電流輸出模塊則形成導(dǎo)納通道。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的矢量變換標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于所 述的電流檢測模塊包括電流輸入放大器和模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換器，電壓輸 出模塊則包括模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換器和電壓輸出放大器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的矢量變換標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于所 述的電壓檢測模塊包括電壓輸入放大器和模擬 一 數(shù)字轉(zhuǎn)換器，電流輸 出模塊則包括模擬 一 數(shù)字轉(zhuǎn)換器和電流輸出放大器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的矢量變換標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特 征在于所述的矢量變換標(biāo)準(zhǔn)裝置設(shè)有USB接口，該UBS接口與控 制器、電壓輸入放大器以及電流輸入放大器相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的矢量變換標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的控制器為FPGA控制器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的矢量變換標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的控制器連接有復(fù)位按鈕。
專利摘要矢量變換標(biāo)準(zhǔn)裝置，涉及計量檢測領(lǐng)域?，F(xiàn)有技術(shù)存在不能全程檢測、電抗測量部分不能檢測、無法保證量值傳遞的準(zhǔn)確和可靠性、無法檢測電容電感測試儀的缺陷，本實用新型包括控制器和與控制器相連的電流檢測模塊、電壓輸出模塊、電壓檢測模塊和電流輸出模塊，所述的電流檢測模塊和電壓輸出模塊形成阻抗通道，而電壓檢測模塊和電流輸出模塊則形成導(dǎo)納通道。通過采用控制器進(jìn)行矢量計算并模擬輸出，能全量程檢測異頻大電流接地電阻測試儀，保證了計量傳遞的準(zhǔn)確可靠，并可檢測電抗分量和抗干擾性能，同時可實現(xiàn)對電容電感測試儀的檢測。
文檔編號G01R31/00GK201173968SQ20082008314
公開日2008年12月31日 申請日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月1日
發(fā)明者吳江萍, 斯征宇, 范東明 申請人:浙江省電力試驗研究院