专利名称：一种用于变电站计算机监控系统的智能检测系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电力系统智能检测技术领域，特别涉及一种用于变电站计算机监控系统的智能检测系统。
背景技术：
变电站计算机监控系统为调度运行人员提供了丰富的现场信息，对及时掌握一次系统的运行状况、提高电网运行的安全性和可靠性做出了重要贡献。从这个角度看，变电站计算机监控系统运行状况是否正常、可靠将会影响到电网运行的安全性和可靠性。因此确保变电站计算机监控系统稳定、可靠的运行具有重要意义。为了保证变电站计算机监控系统安全、稳定地运行，国家制定了一系列的规程，如 Q/GDW213-2008《变电站计算机监控系统工厂验收管理规程》(FAT)、Q/GDW214-2008《变电站计算机监控系统现场验收管理规程》(SAT)和Q/GDWM9-2010《变电站监控系统微机型试验装置技术条件》等，其内容涵盖了变电站计算机监控系统的工厂验收和现场验收、监控系统功能和性能测试等等各个方面，制定了一些测试指标，是变电站计算机监控系统检测的依据。目前国内根据上述规程的要求进行变电站计算机监控系统检测通常需要配置诸多的仪器，例如，标准功率源、保护试验仪，毫秒计等，有些指标(如SOE分辩率、遥信风暴) 还没有合适的仪器测试，工作起来十分不便，造成仪器资源浪费。目前已有少数厂家针对这些问题推出一些具有综合测试功能的检测设备，但是这些检测设备采用的均为表源一体式功率源，该种功率源采用变压器耦合的输出方式，存在相位输出精度不高、负载条件变化时输出波动大、三相输出互相影响等缺点，而且这些设备还不具有同期测试、响应时间测试、 雪崩试验等功能。因此，有必要研制一种针对变电站计算机监控系统检测的高精度设备，使用该设备能够满足国家相关规程中列出的各类变电站计算机监控系统检验指标的需求，从而提高检验效率和质量。
发明内容
(一)技术问题本发明不仅解决了表源一体式功率源相位输出精度低、线性度和稳定度差、三相输出互相影响、负载变化对输出相位影响大等问题，还实现了利用较少的设备，完成国家制定的有关变电站计算机监控系统检测的规程中规定的各项检测指标的测试内容。此外，本发明通过全数字校准和自动温度补偿等技术解决了精密源的输出受温度影响等技术问题。( 二 )技术方案本发明公开了一种用于变电站计算机监控系统的智能检测系统，包括上位机和测控装置，该智能检测系统还包括智能检测装置，该智能检测装置包括功率�？�、网络接口、 单片机、DSP、FPGA、D/A转换器、同步�？�、开关量输入接口、开关量输出接口、IXD和输入设备，该智能检测装置通过该网络接口与该上位机相连，该测控装置通过该功率�？橛敫弥悄芗觳庾爸孟嗔貌饪刈爸没狗直鹩敫蒙衔换�、该开关量输入接口以及该开关量输出接口相连，该网络接口、单片机、DSP、FPGA、D/A转换器及该功率�？橐来蜗嗔肈SP还分别与该同步�？�、该开关量输入接口以及该开关量输出接口相连，该LCD和输入设备分别与该FPGA相连。进一步，该功率�？榘�1个取样电阻和2个功率放大器，该取样电阻的两端分别与该第一个功率放大器的输出端和负载相连，该第一个功率放大器的同向输入端连接该D/ A转换器，该第一个功率放大器的反向输入端接地，该第二个功率放大器的同向输入端、反向输入端并联于该取样电阻的两端，该第二个功率放大器的输出端连接在该第一个功率放大器的同向输入端与该D/A转换器的连线上。进一步，该智能检测装置还包括环境温度补偿�？椋糜诓杉肪澄露纫约白远瓿晌露炔钩ィ没肪澄露炔钩ツ？橛敫肈SP相连。进一步，该智能检测装置还包括报警信号发生�？椋糜谠诟弥悄芗觳庾爸梅⑸收鲜狈⒊霰ň藕牛帽ň藕欧⑸？橛敫肍PGA相连。进一步，该同步模块包括PGPS02接收器和^IG-B码接收器，该PGPS02接收器以及该^IG-B码接收器分别与该DSP相连。(三)有益效果本发明提供的一种用于变电站计算机监控系统的智能检测系统，以高精度、高稳定度直接输出式功率模块取代了表源一体式功率源，相位精度达到0. 05级，响应时间小于 0. 1毫秒，具有带载能力强、相位精度高、响应时间少等特点，能够对变电站计算机监控系统进行检测，尤其是响应时间测试和滑差测试等系统功能的测试；提供了 64路相互独立隔离的快速开关量输出，各输出间不互相影响，开关量输出采用空接点方式，能够方便的对测控装置遥信进行批量测试；能够外接站内GPS对时系统，实现多台设备的同步检测，以及对 SOE分辨率、单装置和系统遥测、遥信、�？叵煊κ奔涞冉屑觳猓皇奔渫焦δ芘浜夏Ｄ馐涑鱿煊ρ杆俚奶氐悖芄皇迪衷谌舾筛鲈ど枋奔涞悖ㄊ钡厥涑鲆Ｐ疟湮缓鸵２馔槐洌韵低逞┍雷刺硇阅芙胁馐�。
图1为本发明的用于变电站计算机监控系统的智能检测系统的结构示意图。图2为表源一体式功率源的电路示意图。图3为本发明的功率�？榈牡缏肥疽馔肌�
具体实施例方式本发明的用于电力系统暂态信号源的仿真数据存储方法，结合附图和实施例详细说明如下。参见图1，本发明的用于变电站计算机监控系统的智能检测系统101，包括上位机 102、测控装置103和智能检测装置104，其中智能检测装置104包括功率模块105、网络接口 106、单片机107、DSP108、FPGA109、D/A转换器110、同步�？�111、开关量输入接口 112、 开关量输出接口 113、IXD114和输入设备115，智能检测装置104通过网络接口 106与上位机102相连，测控装置103通过功率�？�105与智能检测装置104相连，测控装置103还可通过RS232或网口与上位机102连接，网络接口 106、单片机107、DSP108、FPGA109、D/A转换器110和功率�？�105依次相连，DSP108还分别与同步�？�111、开关量输入接口 112以及开关量输出接口 113相连，IXD114和输入设备115分别与FPGA109相连。其中，功率�？� 105用于为测控装置提供模拟量的输入，其构造将在下文做详细叙述；网络接口 106为以太网口 ；同步�？�111包括PGPS02接收器和^IG-B码接收器，用于接收变电站内GPS时钟信号，和站内测控设备进行对时，完成对SOE分辨率、单装置和系统遥测、遥信、�？叵煊κ奔涞鹊南喙夭馐裕约熬荽耸迪终灸诙嗵ú饪刈爸玫耐郊觳夤δ埽豢亓渴淙虢涌� 112包含5路开关量输入通道，与测控装置103的开关量输出接口相连，可以满足同期闭环测试和遥控响应时间测试的要求，开关量输出接口 113包含64路相互独立隔离的输出通道，分别与测控装置103的开关量输入接口相连，采用电路加速设计，能够以空接点的方式快速输出，时间误差小于0. 1ms，可以方便地对测控装置遥信进行批量测试；通过IXD114可以观测测试结果，以及辅以键盘115完成参数的设置等工作，键盘115为带按键的旋转编码器。此外，智能检测装置104还包括环境温度补偿�？�116以及报警信号发生�？� 117，环境温度补偿�？�116与DSP108相连，报警信号发生�？�117与FPGA109相连，环境温度补偿模块116用于采集环境温度以及自动完成温度补偿，报警信号发生�？�117，用于在智能检测装置发生故障时发出报警信号。本发明的用于变电站计算机监控系统的智能检测系统101中的功率�？�105明显区别于现有功率源，不仅仅从结构上对功率�？榈慕峁菇辛烁慕有阅苌咸岣吡讼低车木鹊�。现有的功率源为表源一体式功率源，采用的是变压器耦合的输出方式，其电路示意图如图2所示，表源一体式功率源201包括变压器202、功率放大器203和直流表 204，功率放大器203的输出端与变压器202的一次侧一端相连，变压器202 —次侧的另一端接地，功率放大器203的反向输入端接地，功率放大器203的同向输入端与系统控制器 205相连，变压器202的二次侧与负载206相连，变压器202的二次侧还经过直流表204与系统控制器205相连，系统控制器205发出的输入信号通过功率放大器202放大后经变压器耦合输出给负载206，同时，该变压器202 二次侧输出的信号经直流表204检测后被反馈至系统控制器205，使得系统控制器205进一步精确地控制该功率源201的输出。由于该功率源201的输出反馈信号通过直流表测量得到，故该类型的功率源的输出精度依赖于直流表的测量程精度，且输入信号经过变压器时，会产生励磁电流，也会影响到模拟量的输出精度，模拟量的幅值可以经过表的测量来进行修正，但其相位是无法被修正的，所以造成相位输出难以控制，表源一体式功率源的输出响应时间慢，输出调整时间需要k甚至更长时间，不能实现遥测响应时间等功能的测试。参见图3，本发明的功率模块105包括1个取样电阻301和2个功率放大器302、 303，取样电阻301的两端分别与功率放大器302的输出端以及测控装置103相连，功率放大器302的同向输入端与D/A转换器110相连，功率放大器302的反向输入端接地，功率放大器303的同向输入端和反向输入端并联于取样电阻301的两端，功率放大器303的输出端连接在功率放大器302的同向输入端与D/A转换器110的连线上，经过D/A转换器110 转换后的输入信号通过功率放大器302被放大，放大后的输入信号经取样电阻301输出至测控装置103，此时，取样电阻301两端的电压差经功率放大器303反馈至功率放大器302 的同向输入端，形成直接闭环耦合方式，省去了表源一体式功率源的表测过程，从而达到快速稳定的输出效果。该功率�？�105的输出精度明显高于现有的表源一体式功率源的输出精度，且线性度好、响应速度快及不受负载变化的影响，其模拟输出响应迅速的特点配合时间同步的功能，能够实现在若干个预设的时间点定时输出遥信变位和遥测突变，可对系统雪崩状态处理性能进行测试。本发明的用于变电站计算机监控系统的智能检测系统101主要工作过程为首先，通过上位机102上运行的测试软件设置相关参数，并将测试内容通过网络接口 106发送至智能检测装置105，智能检测装置105通过单片机107处理该测试内容，产生相应的控制信号，并将该些控制信号发送至DSP108，DSP108控制同步模块111接收变电站内GPS时钟信号，以及控制开关量输出接口的输出，此外还控制环境温度补偿�？�116进行环境温度的采集及温度的自动补偿，FPGA109在DSP108的控制下，控制LCD114、输入设备115和报警信号发生�？�117完成相应的功能，经过D/A转换器110的数模转换，功率�？�105在 FPGA109的控制下，向测控装置103发送交直流电压和电流，测控装置103产生的开关量信号通过开关量输入接口 112被传输至智能检测装置104，而测控装置103形成的报文等信息被发送至上位机。基于全部或部分该过程，结合上述背景技术中提及的国家规程中规定的测试方法，本发明的智能检测系统101可以对变电站计算机监控系统进行多项内容的检测，如同期测试、响应时间测试、遥信风暴及雪崩试验等。除此之外，本发明的智能检测装置104还可以不连接上位机102，与测控装置103 完成一些变电站计算机监控系统的检测项目，如交流定点检验、直流定点检验、开关量校验等，此时，可以通过输入设备115设置测试参数，通过IXD114观察设置的参数和测量的结果，单片机107、DSP108和FPGA109基于智能检测装置104自带的检测程序，分别控制同步�？榻邮毡涞缯灸贕PS时钟信号，控制开关量输出接口 113输出开关量，控制环境温度补偿�？椴杉肪澄露�、完成温度的自动补偿，以及控制功率�？�105向测控装置103发送交直流电压和电流，此外在系统发生故障时，报警信号发生�？�117在FPGA109的控制下，发生报警讯号。本发明的用于变电站计算机监控系统的智能检测系统101主要是基于上述背景技术中提及的国家规程中规定的测试方法，对变电站计算机监控系统进行检测，具体的测试方法可参见有关的国家规程，在此不再赘述。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.一种用于变电站计算机监控系统的智能检测系统，包括上位机和测控装置，其特征在于，所述智能检测系统还包括智能检测装置，所述智能检测装置包括功率�？�、网络接口、单片机、DSP、FPGA、D/A转换器、同步�？�、开关量输入接口、开关量输出接口、LCD和输入设备，所述智能检测装置通过所述网络接口与所述上位机相连，所述测控装置通过所述功率�？橛胨鲋悄芗觳庾爸孟嗔霾饪刈爸没狗直鹩胨錾衔换�、所述开关量输入接口以及所述开关量输出接口相连，所述网络接口、所述单片机、所述DSP、所述FPGA、所述 D/A转换器以及所述功率�？橐来蜗嗔鯠SP还分别与所述同步�？�、所述开关量输入接口以及所述开关量输出接口相连，所述LCD和所述输入设备分别与所述FPGA相连。
2.根据权利要求1所述的用于变电站计算机监控系统的智能检测系统，其特征在于， 所述功率�？榘�1个取样电阻和2个功率放大器，所述取样电阻的两端分别与所述第一个功率放大器的输出端和负载相连，所述第一个功率放大器的同向输入端连接所述D/A转换器，所述第一个功率放大器的反向输入端接地，所述第二个功率放大器的同向输入端、反向输入端并联于所述取样电阻的两端，所述第二个功率放大器的输出端连接在所述第一个功率放大器的同向输入端与所述D/A转换器的连线上。
3.根据权利要求1或2所述的用于变电站计算机监控系统的智能检测系统，其特征在于，所述智能检测装置还包括环境温度补偿模块，用于采集环境温度以及自动完成温度补偿，所述环境温度补偿�？橛胨鯠SP相连。
4.根据权利要求3所述的用于变电站计算机监控系统的智能检测系统，其特征在于， 所述智能检测装置还包括报警信号发生�？椋糜谠谒鲋悄芗觳庾爸梅⑸收鲜狈⒊霰ň藕牛霰ň藕欧⑸？橛胨鯢PGA相连。
5.根据权利要求1所述的用于变电站计算机监控系统的智能检测系统，其特征在于， 所述智能检测装置还包括报警信号发生�？椋糜谠谒鲋悄芗觳庾爸梅⑸收鲜狈⒊霰ň藕牛霰ň藕欧⑸？橛胨鯢PGA相连。
6.根据权利要求4或5所述的用于变电站计算机监控系统的智能检测系统，其特征在于，所述同步�？榘≒GPS02接收器和^IG-B码接收器，所述PGPS02接收器以及所述 IRIG-B码接收器分别与所述DSP相连。
7.根据权利要求1所述的用于变电站计算机监控系统的智能检测系统，其特征在于， 所述同步�？榘≒GPS02接收器和^IG-B码接收器，所述PGPS02接收器以及所述^IG-B 码接收器分别与所述DSP相连。
全文摘要
本发明属于电力系统智能检测技术领域，涉及一种用于变电站计算机监控系统的智能检测系统，包括上位机、测控装置和智能检测装置，该智能检测装置包括功率模块、网络接口、单片机、DSP、FPGA、D/A转换器、同步�？�、开关量输入接口、开关量输出接口、LCD和输入设备，智能检测装置通过网络接口与上位机相连，测控装置通过功率�？橛胫悄芗觳庾爸孟嗔饪刈爸没狗直鹩肷衔换�、开关量输入接口及开关量输出接口相连，网络接口、单片机、DSP、FPGA、D/A转换器及功率�？橐来蜗嗔１痉⒚骶哂邢辔痪雀�、响应时间少等特点，可以满足变电站计算机监控系统检测有关国标的试验要求。
文档编号G01R31/00GK102353860SQ20111021298
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者凌箐, 陈卫, 魏志川 申请人:北京博电新力电气股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
