单相电压监测仪校验装置设计.PDF

第34卷 第23期 摧 电器 No.23 62 2006年12月1日 RELAY 2006 单相电压监测仪校验装置的设计 刘德辉，朱杰斌，廖高华 (南昌工程学院，江西南昌330099) 摘要:电压监测仪的校验工作量大、效率和精度低，为保证电压监测仪性能指标，研制了一种对单相电压监测 统计仪进行精度、灵敏度、谐波、时间试验的校验装置。装置以高速单片机为核心，利用丰富的PC机资源、融 合FPGA(FieldProgrammableGatesArray)技术、点阵图形液晶等技术，实现监测仪误差校验过程的自动控制、 微机数据管理、程控操作、故障保护。实验结果表明装置综合误差为0.1级，输出电压失真度小于0.5%，系 统运行准确、数据传输可靠、操作方便及功能完善。 关键词:电压监测;单片机;校验装置;谐波;FPGA 中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1003-4897(2006)23-0062-04 系统装置以Winbond公司的单片机W77E58为 0 引言 控制核心，由信号检测转换电路、谐波的程控信号发 电网的可靠、经济运行，电压质量是一个重要的 生器、OCL互补推挽功率放大器、电压量程控制电 方面。在电力系统中，电压参数的测量是非常必要 路、标准时间测量电路、人机界面接口电路、故障监 的，在电厂、变电站的输出馈线上都装有电压监测 测保护电路、通信电路以及微机控制系统等组成。 仪，对电压参数及谐波成分进行监视、统计’了〔。因 系统结构图如图1所示。 此，电压监测仪的可靠性和准确性对保证供电安全 装置可作为电压标准表和表源合一使用，当作为 生产、电能计量、电参量值传递的准确，发挥着重要 标准表用时，先选好电压表量程，然后将外部被测电 的作用。电压监测仪校验装置是标定和校验电压监 压从输人端子接人，进行测量;作为表、源合一使用 测仪表的必不可少的设备，专门用于提供电压、时钟 时，被测表的电压输人端子与装置输出端子连接，进 标准，以便对单相电压监测仪进行电压、时钟校验， 行测量、试验，可实现电压校准、时钟校准、综合试验、 同时具有模拟现场电压输出信号的一套装置。传统 精度试验、灵敏度试验、谐波试验等功能。装置通过 的校验台，需要人工改变负荷、记录调整后的误差 采集前端外部电压或电压表信号，并将采样的数字信 值，效率低、自动化程度低而且人为因素占有很大的 号存人缓存中，其中起始信号控制采样的起始位置， 成份，且电压监测仪的校验一般采用表、源分开的形 采样结束信号控制采样的长度，当转换结束后，信号 式，并且不是专门对电压监测仪校验而设计，很多功 经过量化后读取缓存中的数据，进行数字信号处理和 能实验不能方便地进行，存在校验精度低、效率低等 LCD结果显示;通过RS232接口与上位机通讯，实现 缺点。以单片机核心，利用丰富的PC机资源，研制 曲线显示、数据存储、打印输出等进一步处理。 了一种单相多功能电压监测仪校验装置。校验装置 根据国家有关标准和规程要求而设计，结构上采用 表、源一体化的形式，功能上提供了电压校准、时钟 校准、综合试验、精度试验、灵敏度试验、谐波试验等 功能，使电压监测仪的校验更加全面，克服了电工式 校验时的缺点，实现了电压监测仪高精度的校验。 1 校验装置结构 图1 系统结构图 Fig.1Systemsstruture 基金项目:江西省科技厅2002年工业重点科技计划指导性 课题(200210200221) 刘德辉，等 单相电压监测仪校验装置的设计