一种数字化智能核相仪装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种数字化智能核相仪装置，包括5个电压信号采集模块、5个整形模块、DSP核相模块、串行通信模块、人机交互模块、电源模块；每个电压信号采集模块均通过一个对应的整形模块与DSP核相模块相连，电压信号采集模块对电压信号进行处理，得到与电压信号同频率、同相位的低电流信号，并将电流信号传输给整形模块，整形模块将电流信号还原为电压信号并传输给DSP核相模块；DSP核相模块通过串行通信模块与人机交互模块相连接。本发明能对核相工作给出合理的处理方案，降低现场工作人员的工作量及出错率，提高工作效率。
【专利说明】一种数字化智能核相仪装置
【技术领域】
[0001]本发明属于电气工程【技术领域】，具体涉及一种数字化智能核相仪装置。
【背景技术】
[0002]新发电站并网，新变电站投产前，输变电工程扩建、改造或主设备大修后，竣工投运现场经常要做核相试验，包括核对相序和核对相位。核对相序，主要是为了发电机、电动机的正常工作，若相序不正确则会造成发电机无法并网和电动机反转，造成事故。
[0003]目前，核相工作多采用人工比对电压的方式进行，工作量大、效率低，并且电压核相主要集中在高压无线一次核相和二次数字核相两个方面，其中，二次数字核相主要通过电压互感器二次电压引入后通过变压器隔离、放大器调理后，利用A/D进行分析检测，给出各相的电压检测结果，而未对该结果深入分析，不能对存在问题进行智能判断、给出处理意见。进一步，当核相试验发现存在问题时，需要试验人员利用经验进行分析判断，这一方面增加了人员的工作量、降低了工作效率，延长了新设备启动投运的时间，影响了电网的安全性和可靠性；另一方面，也使该工作对人员技能水平依赖较大，对存在问题的判断较为困难。
[0004]综上可知，现有的核相装置存在效率低、安全性差等问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种提高工作效率，尽可能避免出错机会的核相装置。
[0006]实现本发明目的的技术解决方案为:一种数字化智能核相仪装置，包括5个电压信号采集模块、5个整形模块、DSP核相模块、串行通信模块、人机交互模块、电源模块；每个电压信号采集模块均通过一个对应的整形模块与DSP核相模块相连，电压信号采集模块对电压信号进行处理，得到与电压信号同频率、同相位的低电流信号，并将电流信号传输给整形模块，整形模块将电流信号还原为电压信号并传输给DSP核相模块；DSP核相模块通过串行通信模块与人机交互模块相连接。
[0007]所述电压信号采集模块的型号为HB.97 - KLM - 4122/4124/4128。
[0008]所述整形模块型号为CD40106。
[0009]所述DSP核相模块型号为TMS320F2808。
[0010]所述串行通讯模块为RS422串行通讯模块。
[0011]所述人机交互模块包括一台带通讯功能的触摸屏。
[0012]本发明与现有技术相比，其显著优点为:1)本发明并联运行的两端的相位参考相均取自同一单相电源，通过计算相对于参考相的相位差确定相序，可使并列相序准确无误；
2)本发明内置专家知识系统，可根据所求相差和外部接线方式，判断出正确的相位结果，若预设相位、相序不正确，专家系统自动判断错误，并给出了对应问题的解决方案，提高了智能化程度。
[0013]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明数字化智能核相仪装置的原理图。
[0015]图2为本发明数字化智能核相仪装置处理器结构图。
[0016]图3为本发明数字化智能核相仪装置的工作原理图。
【具体实施方式】
[0017]结合图1、图2，本发明的一种数字化智能核相仪装置，包括5个电压信号采集模块、5个整形模块、DSP核相模块、串行通信模块、人机交互模块、电源模块；每个电压信号采集模块均通过一个对应的整形模块与DSP核相模块相连，电压信号采集模块对电压信号进行处理，得到与电压信号同频率、同相位的低电流信号，并将电流信号传输给整形模块，整形模块将电流信号还原为电压信号并传输给DSP核相模块；DSP核相模块通过串行通信模块与人机交互模块相连接。
[0018]所述电压信号采集模块的型号为HB.97 - KLM - 4122/4124/4128。
[0019]所述整形模块型号为CD40106。
[0020]所述DSP核相模块型号为TMS320F2808。
[0021]所述串行通讯模块为RS422串行通讯模块。
[0022]所述人机交互模块包括一台带通讯功能的触摸屏。
[0023]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0024]实施例
[0025]如图1所示，本发明是一种数字化智能核相仪装置，包括5个电压信号采集模块、5个整形模块、DSP核相模块、串行通信模块、人机交互模块、电源模块；每个电压信号采集模块均通过一个对应的整形模块与DSP核相模块相连，电压信号采集模块对电压信号进行处理，得到与电压信号同频率、同相位的低电流信号，并将电流信号传输给整形模块，整形模块将电流信号还原为电压信号并传输给DSP核相模块；DSP核相模块通过串行通信模块与人机交互模块相连接。所述电压信号采集模块的型号为HB.97 - KLM - 4122/4124/4128。
[0026]其中，整形模块型号为CD40106，DSP核相模块型号为TMS320F2808，串行通讯模块为RS422串行通讯模块，人机交互模块包括一台带通讯功能的触摸屏。
[0027]所述电压信号采集模块包括高压二次采样支路和低压一次采样支路，其中，高压二次采样支路前置电压互感器，输出信号接至整形模块的波形转换电路；电压信号采集模块输入为待核端电压信号，输出为与输入侧同频率、同相位的低电流信号。并且，高压二次采样支路与低压一次采样支路由外部接线决定，并由核相仪自动识别档位。
[0028]所述整形模块包括:整流部分、电流-电压信号还原部分、滤波整形部分；输出端方波频率为50Hz ;整形模块输入端信号来自于电压信号采集模块，输出端接至DSP特定管脚。其中，输出端方波为电压比较器运算之后产生，并且原正弦波电压的过零点为方波的状态上升沿或下降沿的跳变点。
[0029]如图2所示，所述DSP核相模块包括预设核相算法、相位分析算法、专家知识库、自学习系统；其中，预设核相算法处理来自整形模块输出端的信号和串行通讯模块接收到来自人机交互模块的指令。其中，DSP核相模块是本智能核相仪装置的核心，并且通过预设的核相算法，可以得出各待核相与参考相之间的相位关系；相位分析算法对实际工程中接线可能存在的错误进行梳理、分析、总结，在检测各相电压的基础上，利用检测结果判断相位、相序正确性；若预设相位、相序不正确，则启动专家系统根据所求相差和外部接线方式，自动判断接线中存在的问题及正确的相位结果；专家知识系统由经过多年的现场经验得出，总结了工作人员在实际操作中可能出现的错误或疏漏，并给出了对应问题的解决方案；自学习功能能够及时结合工作实际中发现的新问题，更新或扩充专家知识库，在之后的检测过程中发现类似问题可以做出正确判断，具有强大的内部处理功能。
[0030]所述串行通讯模块为全双工工作模式。并且，串行通讯模块是DSP核相模块进行数据交换和程序升级的通道，将判别出的基于参考相的相位关系输出到人机交互模块显示，同时接收来自人机交互模块的输入指令到DSP。
[0031]所述人机交互模块包括一台带通讯功能的触摸屏。并且，人机交互模块是智能核相仪与工作人员交互信息的窗口。
[0032]并且，电源模块输入端接收220V交流电源，输出端为24V、± 12V、5V、3.3V共4个电压等级并且相互隔 离的直流电，分别用于给人机交互模块、电压信号采集模块和整形模块、外围工作芯片、DSP提供直流工作电源。
[0033]如图3所示，DSP核相模块输入端包括接受来自整形模块产生的方波信号，来自核相仪的工作状态信号，以及来自人机交互模块的输入指令。以给定220V交流电源为参考相，DSP核相模块内部检测处理输入的每一相方波信号，通过计算各相待测方波的上升沿与参考相方波的下降沿的时间差，或通过计算各相待测方波的下降沿与参考相方波的上升沿
的时间差，得出各待核相的相差=Zl,.--，经数次取样计算，取稳定后平均值，即可判断
各待核相的相差，与参考相做比较得到待核相的相序。
[0034]本发明相比于传统的核相仪，采用了 DSP核相模块作为处理核心，能省去现场操作人员的复杂判断，减少出错的概率，提高了智能化。
【权利要求】
1.一种数字化智能核相仪装置，其特征在于，包括5个电压信号采集模块、5个整形模块、DSP核相模块、串行通信模块、人机交互模块、电源模块；每个电压信号采集模块均通过一个对应的整形模块与DSP核相模块相连，电压信号采集模块对电压信号进行处理，得到与电压信号同频率、同相位的低电流信号，并将电流信号传输给整形模块，整形模块将电流信号还原为电压信号并传输给DSP核相模块；DSP核相模块通过串行通信模块与人机交互模块相连接。
2.根据权利要求1所述的数字化智能核相仪装置，其特征在于，所述电压信号采集模块的型号为 97-KLM-4122/4124/4128。
3.根据权利要求1所述的一种数字化智能核相仪装置，其特征在于，所述整形模块型号为 CD40106。
4.根据权利要求1所述的一种数字化智能核相仪装置，其特征在于，所述DSP核相模块型号为 TMS320F2808。
5.根据权利要求1所述的一种数字化智能核相仪装置，其特征在于，所述串行通讯模块为RS422串行通讯模块。
6.根据权利要求1所述的一种数字化智能核相仪装置，其特征在于，所述人机交互模块包括一台带通讯功能的触摸屏。
【文档编号】G01R29/18GK103630765SQ201310648581
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】伏祥运, 谭光慧, 李红, 谭敏刚, 代鹏, 邱涛 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司连云港供电公司