一种电压电流同步性分级误差测试系统的制作方法

文档序号:11861911阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种电压电流同步性分级误差测试系统,其特征在于,所述系统包括:

主处理器模块,所述主处理器模块一方面用于:运行Linux操作系统、对系统人机接口进行管理、采集器数据帧组包、被测合并单元帧接收与解析;所述主处理器模块另一方面用于:时标处理、串行帧发送值计算、串行帧发送时刻计算、功率因数误差计算;

FPGA模块,所述FPGA模块用于系统数据的输入和输出控制;

电压转换采集回路模块,所述电压转换采集回路模块用于进行电压转换,将转换后的电压经过低通滤波调理回路后进行AD采样;

同步模块,所述同步模块用于为主处理器模块、FPGA模块、模数转换器提供各种不同频率需求的运行工作节拍,同时输出1PPS和IRIG-B码到被测合并单元;

光纤串行发送模块,所述光纤串行发送模块用于完成FPGA模块控制的串行数据帧的电到光转换,实现多路电子式电流互感器本体采集器的模拟数据帧发送;

光纤以太网接收模块,所述光纤以太网接收模块用于完成多路被测合并单元的光纤以太网数据接收。

2.根据权利要求1所述的电压电流同步性分级误差测试系统,其特征在于,所述主处理器模块具体包括:ARM模块和DSP模块,所述ARM模块与所述DSP模块连接,所述ARM模块用于运行Linux操作系统、对系统人机接口进行管理、采集器数据帧组包、被测合并单元帧接收与解析;所述DSP模块用于时标处理、串行帧发送值计算、串行帧发送时刻计算、功率因数误差计算。

3.根据权利要求1所述的电压电流同步性分级误差测试系统,其特征在于,所述FPGA模块具体用于:完成多路光纤串口的数据帧发送,实现多路电流互感器的采集器模拟,控制模数转换器ADC的读取时序,将每个ADC的采样值标定当前时标,将每个带时标的采样值上送给主处理器。

4.根据权利要求1所述的电压电流同步性分级误差测试系统,其特征在于,所述电压转换采集回路模块具体用于:电压标准互感器将一次侧高压转换成额定100V/√3的电压,该电压进入电压转换采集回路模块,首先由0.01级的电压互感器完成100V/√3到5V电压的转换,5V电压经过低通滤波调理回路,进入AD采样环节,采样的工作时钟来自于时钟同步模块。

5.根据权利要求4所述的电压电流同步性分级误差测试系统,其特征在于,AD采样在同步模块的时序控制下进行,在时刻T1取得采样样本Du1,T2时刻取得Du2,以此类推,从一次侧高压信号出现到完成该电压信号的采样,整过程中消耗掉的绝对延时时间设为Td_u,Td_u小于50us,通过电压采样值计算出当前电压信号的实时频率值f。

6.根据权利要求5所述的电压电流同步性分级误差测试系统,其特征在于,在一次侧升压的同时,通过仿真实际电子式电流互感器输出,以电压采样值为基准来控制电子式电流互感器的仿真输出,首先对电压采样值进行幅值变换,作为电流仿真输出的瞬时采样值,然后根据需要仿真的实际电子式电流互感器绝对延时时间参数来控制仿真输出的时序。

7.根据权利要求6所述的电压电流同步性分级误差测试系统,其特征在于,间隔MU1和间隔MU2的绝对延时时间分别设为:Td_ct1和Td_ct2,间隔MU1T1时刻的采样值变换为Di1=ka*Du1,T2时刻采样值变换为Di2=ka*Du2,以此类推,通过电子式电流互感器与电压信号采集的绝对延时差异ΔT1=Td_ct1-Td_u来控制每一个采样点的输出时刻,将每一个采样点均延时ΔT1发送;

间隔MU2的电子式电流互感器仿真输出瞬时值为Di1=kb*Du1,Di2=kb*Du2,以此类推,每个采样点延时ΔT2=Td_ct2-Td_u发送;

进行一次电压和电流相位角为θ测试,将电流输出的延时时间ΔT1和ΔT2进行调整,即ΔT1'=ΔT1+θ/2πf,ΔT2'=ΔT2+θ/2πf,f为计算出来的电压频率值;

仿真发送基于FPGA模块控制光纤串行发送模块来进行串行通信。

8.根据权利要求1所述的电压电流同步性分级误差测试系统,其特征在于,将各级MU输出同时接入到测试系统,主处理器模块从各级MU采样值输出中计算出其电压电流夹角θt,则被测MU输出的功率因数为cos(θt),功率因数误差为:

e=(cos(θt)-cos(θ))*100/cos(θ)(1),其中,θ为系统功率因数角。

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