一种智能变电站继电保护试验装置模拟小信号的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于仪器仪表和电工技术领域，尤其是一种智能变电站继电保护试验装置模拟小信号的检测方法。
【背景技术】
[0002]智能变电站是坚强智能电网建设中实现能源转换和控制的核心平台之一，是智能电网的重要组成部分，它是衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键，同时也是实现风能、太阳能等新能源接入电网的重要支撑。传统变电站的智能化改造是逐步替代的过程，为了兼容传统互感器，合并单元还带有模拟量采集模块，将传统互感器输出的模拟信号采集后与数字信号合并，发送给计量、保护和测控设备。智能变电站继电保护试验装置被广泛用来对继电保护和安全自动装置进行试验，可以输出模拟小信号，为保证输出地模拟小信号量值准确可靠，需对其进行检测。
[0003]经过检索发现以下已公开的公开技术:
[0004]—种继电保护试验电源屏直流电源监视装置(CN203811729U)，其包括测量单元、继电器组单元，测量单元包括两个进线测量端子、带有常开辅助接点-SD的进线开关QS1、电阻R1、电阻R2以及电压表V1、电压表V2，继电器组单元包括继电器供电模块、欠电压继电器KJU、欠电压继电器KJV、中间继电器KA、时间继电器KT、信号继电器KX、以及声光报警单元。本发明只在继电保护试验电源屏增加一套监视回路，可按设定电压门坎值监视直流电源欠电压，测量并数字显示正负极对地的电压，解决了目前国内的继电保护试验电源屏没有测量和监视输出直流电源绝缘的问题，在变电站改扩建二次设备调试施工时可及时发现新设备回路隐患，从而提高设备验收投运的安全可靠性。
[0005]—种多路开关传动跳闸出口信号检测装置(CN202939209U)，涉及电力系统继电保护试验装置技术领域。包括单片机、多路脉冲处理电路、LCD和键盘，多路电压信号通过多路脉冲处理电路处理后传送给单片机进行处理，单片机将处理后的结果显示在IXD上，所述装置通过键盘设置参数并操作单片机进行数据处理。所述装置采用多路脉冲处理电路将快速变化的脉冲的上升沿捕捉到，运用单片机驱动LCD显示屏将多路开关信号自动排列后显示测量数据，所述装置识别脉冲的分辨力可达到了 0.1ms，且可同时检测多路开关信号，并标示出先后顺序，便于分析继电保护装置的动作情况，大大简化了人工测试的繁琐程度，提尚了检修的效率。
[0006]经过分析，本专利申请与现有公开技术相比存在较大差别，具体技术手段以及所实现的效果均存在不同。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种智能变电站继电保护试验装置模拟小信号的检测方法。
[0008]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0009]—种智能变电站继电保护试验装置模拟小信号的检测方法，其特征在于:采用小信号模拟量检测电路进行检测，将小信号模拟量检测电路串联在智能变电站继电保护试验装置与DSP之间。
[0010]而且，所述小信号模拟量检测电路包含信号调理电路、A/D转换电路以及磁耦隔离电路，智能变电站继电保护试验装置输出端连接有多条小信号输出线缆，每条小信号输出线缆中均串联有一信号调理模块，该多条小信号输出线缆的输出端并联一 A/D转换电路，该A/D转换电路连接一磁耦隔离电路，该磁耦隔离电路连接DSP。
[0011]而且，智能变电站继电保护试验装置输出的小信号模拟量经调理模块后送到A/D转换电路进行转换，A/D转换电路的转换结果通过磁耦隔离电路再传递给DSP的A组I/O口 ；DSP的另一 I/O 口将控制信号发送给磁耦隔离电路，该磁耦隔离电路将控制信号发送给A/D转换电路。
[0012]而且，所述信号调理电路的前端输入电压信号范围在0?7V之间。
[0013]而且，所述A/D转换电路选取ADS8556作为A/D芯片。
[0014]而且，所述磁耦隔离电路选用Si8420_c型磁耦芯片，该芯片的带宽达到150MHz。
[0015]而且，所述Si8420-c型磁耦芯片一边连接A/D，采用5V供电，另一边连接DSP，采用3.3V供电，一块磁耦芯片能传递两路信号。
[0016]本发明的优点和积极效果是:
[0017]1、本发明采用模拟数字隔离方法，极大减少数字噪声对模拟小信号的影响。
[0018]2、本发明采用可编程增益放大器，保证弱模拟小信号的检测精度。
[0019]3、本发明采用高精度16位A/D芯片采样，保证采样精度。
[0020]4、本发明采样变频同步采样，使信号频率在20— 1000Hz实现每周256点的采样，保证计算精度。
[0021]5、本发明方法能够实现模拟小信号的高达0.05级的高精度测量，满足智能变电站继电保护试验装置通用技术条件的要求。
【附图说明】
[0022]图1为模拟小信号检测电路框图；
[0023]图2为信号调理电路；
[0024]图3为ADS8556与DSP连接图；
[0025]图4为ADS8556转换电路图；
[0026]图5为磁隔离电路。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0028]—种智能变电站继电保护试验装置模拟小信号的检测方法，采用小信号模拟量检测电路进行检测，将小信号模拟量检测电路串联在智能变电站继电保护试验装置与DSP之间。
[0029]具体结构参见附图1，小信号模拟量检测电路包含信号调理电路、A/D转换电路以及磁耦隔离电路，智能变电站继电保护试验装置输出端连接有多条小信号输出线缆，每条小信号输出线缆中均串联有一信号调理模块，该多条小信号输出线缆的输出端并联一 A/D转换电路，该A/D转换电路连接一磁耦隔离电路，该磁耦隔离电路连接DSP ;
[0030]智能变电站继电保护试验装置输出的小信号模拟量经调理模块后送到A/D转换电路进行转换，A/D转换电路的转换结果通过磁耦隔离电路再传递给DSP的A组I/O 口 ；DSP的另一 I/O 口将控制信号发送给磁耦隔离电路，该磁耦隔离电路将控制信号发送给A/D转换电路。
[0031]各部分电路具体如下:
[0032](1)信号调理电路:前端输入电压信号范围在0?7V之间，当输入信号小到毫伏级时，噪声对有用信号的影响非常大，给准确测量带来很大困难，因此，当输入信号较小时需要对信号进行放大，并滤除一些高频干扰信号，才能达到测量精度要求。调理电路具体结构如图2所示。
[0033](2)A/D转换电路:A/D作为整个小信号模拟量检测的核心部分，它的选取非常关键。本实施例中A/D转换电路选取的是满足全部要求的ADS8556作为A/D芯片。ADS8556与DSP的接口连接如图3所示，ADS8556转换电路如图4所示。
[0034](3)磁耦隔离电路:本实施例的磁耦隔离电路选用Si8420_c型磁耦芯片，该芯片的带宽达到150MHz，数据传输的延时基本可以忽略。并且，给磁耦隔离电路提供两组独立的电源，使其能真正的实现物理隔离。
[0035]其中Si8420左边连接A/D，采用5V供电，右边连接DSP，采用3.3V供电，一块磁耦芯片能传递两路信号。
[0036]整个检测电路分数字区与模拟区，数字区是以DSP为中心的PCB区域，而模拟区是以A/D及其前端电路的PCB区域。数字区中流通的都是高频的数字信号，这些数字信号会对模拟区产生较大的干扰，给模拟测量造成设计上的误差。因此有必要将数字区与模拟区在物理上隔离开来，本实施例采用磁耦达到隔离目的，具体电路如图5所示。
[0037]尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
【主权项】
1.一种智能变电站继电保护试验装置模拟小信号的检测方法，其特征在于:采用小信号模拟量检测电路进行检测，将小信号模拟量检测电路串联在智能变电站继电保护试验装置与DSP之间。2.根据权利要求1所述的智能变电站继电保护试验装置模拟小信号的检测方法，其特征在于:所述小信号模拟量检测电路包含信号调理电路、A/D转换电路以及磁耦隔离电路，智能变电站继电保护试验装置输出端连接有多条小信号输出线缆，每条小信号输出线缆中均串联有一信号调理模块，该多条小信号输出线缆的输出端并联一 A/D转换电路，该A/D转换电路连接一磁耦隔离电路，该磁耦隔离电路连接DSP。3.根据权利要求2所述的智能变电站继电保护试验装置模拟小信号的检测方法，其特征在于:智能变电站继电保护试验装置输出的小信号模拟量经调理模块后送到A/D转换电路进行转换，A/D转换电路的转换结果通过磁耦隔离电路再传递给DSP的A组I/O 口 ；DSP的另一 I/O 口将控制信号发送给磁耦隔离电路，该磁耦隔离电路将控制信号发送给A/D转换电路。4.根据权利要求2所述的智能变电站继电保护试验装置模拟小信号的检测方法，其特征在于:所述信号调理电路的前端输入电压信号范围在0?7V之间。5.根据权利要求2所述的智能变电站继电保护试验装置模拟小信号的检测方法，其特征在于:所述A/D转换电路选取ADS8556作为A/D芯片。6.根据权利要求2所述的智能变电站继电保护试验装置模拟小信号的检测方法，其特征在于:所述磁耦隔离电路选用Si8420-c型磁耦芯片，该芯片的带宽达到150MHz。7.根据权利要求6所述的智能变电站继电保护试验装置模拟小信号的检测方法，其特征在于:所述Si8420-c型磁耦芯片一边连接A/D，采用5V供电，另一边连接DSP，采用3.3V供电，一块磁耦芯片能传递两路信号。
【专利摘要】本发明涉及一种智能变电站继电保护试验装置模拟小信号的检测方法，采用小信号模拟量检测电路进行检测，将小信号模拟量检测电路串联在智能变电站继电保护试验装置与DSP之间。本发明方法能够实现模拟小信号的高达0.05级的高精度测量，满足智能变电站继电保护试验装置通用技术条件的要求。
【IPC分类】G01R35/00
【公开号】CN105388438
【申请号】CN201510688079
【发明人】李磊, 李常春, 陈彬, 张晓勇, 沈锦昌
【申请人】国网天津市电力公司, 国家电网公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年10月22日