一種汽輪機調速系統(tǒng)模型參數測試儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種汽輪機調速系統(tǒng)模型參數測試儀，屬電力系統(tǒng)測試儀器技術領域。
【背景技術】
[0002]現代電網是世界上最大的人造系統(tǒng)，具有高度的時變、非線性特點，其控制運行高度依賴于數字仿真，汽輪機調速系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中重要的動態(tài)元件，其模型參數對電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定分析有著決定性的影響。由于汽輪機調速系統(tǒng)的復雜性，為了建立更為準確的模型，需要同步采集包括機組主汽壓、調節(jié)級壓力等熱工模擬量信號，機組電壓、電流等高壓交流電氣量參數，以及采集和模擬輸出電網頻率參數。現有的參數測試設備不能同時滿足模擬量采集、交流電氣量參數采集功能和頻率采集、輸出功能，為了獲取試驗參數，需要分別采用模擬量采集儀器、高壓交流電氣量采集儀器和頻率信號采集和模擬輸出設備。由于設備的測量精度和指標存在差別，容易造成數據的誤差增大和失真；同時，由于采用多種設備進行試驗，不能夠實現數據的同步采樣和輸出。
[0003]此外，建立汽輪機調速系統(tǒng)模型需要在發(fā)電機組運行工況下采集和模擬輸出參數。將采集設備串聯(lián)接入現場信號回路進行模擬量數據采集容易對機組的運行安全造成影響；而模擬輸出頻率信號時，由于電網頻率信號帶有強電，帶電操作容易對試驗人員安全造成威脅。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種汽輪機調速系統(tǒng)模型參數測試儀，該儀器可克服以上的缺點，實現熱工模擬量信號、交流電氣量信號的采集和頻率信號的同步采集、輸出，并能實現模擬量數據采集時的信號隔離以及頻率輸出的信號無擾切換。
[0005]本實用新型的目的是這樣實現的:該汽輪機調速系統(tǒng)模型參數測試儀包括模擬量采集模塊、交流電氣量采集模塊、頻率采集和輸出模塊、GPS對時單元、中央處理單元以及上位計算機；模擬量采集模塊和交流電氣量采集模的輸出端分別連接CAN總線；頻率采集和輸出模塊的輸入端連接CAN總線；中央處理單元與CAN總線互連；中央處理單元與GPS對時單元連接；中央處理單元通過USB 口連接上位機。
[0006]所述模擬量采集模塊由信號隔離器、I/V轉換單元、V/F轉換單元、計數器和處理器組成。信號隔離器連接Ι/v轉換單元；再通過ν/F轉換單元連接計數器；計數器連接處理器；處理器連接總線。模擬量采集模塊用于采集4-20MA或者1-5V的熱工模擬量信號。在采集過程中，將模擬量信號轉換成0-50KHZ的高頻信號，具有精度高、響應及時等特點，在進行信號采集時完全隔離開原有的采集回路，不影響原有回路的安全。
[0007]所述交流電氣量采集模塊包括現場電壓互感器、現場電流互感器、小電壓互感器、小電流互感器、信號隔離單元、信號濾波單元、采樣保持單元、16位高精度A/D轉換單元和處理器。現場電壓互感器通過小電壓互感器連接信號隔離單元的電壓輸入口 ；現場電流互感器通過小電流互感器連接信號隔離單元的電流輸入口 ；信號隔離單元輸出通過信號濾波單元連接采樣保持單元；采樣保持單元再連接16位高精度A/D轉換單元，16位高精度A/D轉換單元連接處理器。交流電氣量采集模塊用于采集交流電壓、交流電流信號，在采集過程中，將電氣量模擬信號轉換成數字量進行采集，由于采用16位高精度A/D轉換芯片，所以采集精度高，能滿足汽輪機調速系統(tǒng)建模的需求。
[0008]所述頻率采集和輸出模塊包括高速光耦隔離單元、放大整形電路、脈沖計數單元、數據鎖存單元、16位D/A轉換單元和處理器。輸入的頻率信號經高速光耦隔離單元、放大整形電路、脈沖計數單元、數據鎖存單元到處理器；處理器輸出信號經16位D/A轉換單元、放大整形電路、高速光耦隔離單元輸出。頻率采集和輸出模塊用于實現頻率信號的采集和模擬頻率信號輸出及校準，頻率采集和輸出范圍是0-5000HZ，采集精度高、穩(wěn)定性好，具備頻率的連續(xù)輸出，可實現電網頻率和仿真頻率輸出間的無擾切換。
[0009]所述GPS對時單元包括GPS天線、GPS接收裝置和控制系統(tǒng)。主要提供標準時鐘，用于信號采樣和信號輸出的時鐘同步。
[0010]所述中央處理器是該參數測試儀的核心單元，通過CAN總線實現與模擬量采集模塊、高壓交流電氣量采集模塊、頻率采集和輸出模塊的數據通信，并能實現數據運算、處理、存儲和上傳。
[0011]所述上位計算機接收中央處理器上傳的數據，通過相應的處理軟件進行數據處理，并針對汽輪機調速系統(tǒng)模型進行動態(tài)、靜態(tài)和性能分析。
[0012]和現有的參數測試儀相比，本實用新型提出的汽輪機調速系統(tǒng)模型參數測試儀具有以下優(yōu)點:①具有熱工模擬量采集、交流電氣量采集和頻率采集及輸出一體化功能。②通過GPS標準對時模塊，可實現熱工模擬量信號、高壓交流電氣量信號以及頻率量信號的同步采樣和輸出，使數據可以在一個坐標系下進行分析和處理。③針對汽輪機調速系統(tǒng)建模的特點，該測試儀可以實現模擬量信號采集時的信號隔離，避免對原有信號回路產生干擾；以及能夠實現電網頻率和仿真輸出頻率的無擾切換，防止帶電接線對操作人員安全造成威脅。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0014]圖2為本實用新型模擬量采集模塊結構框圖；
[0015]圖3為本實用新型交流電氣量采集模塊結構框圖；
[0016]圖4為本實用新型頻率采集和輸出模塊結構框圖；
[0017]圖中，I是中央處理單元；2是CAN總線；3是模擬量采集模塊；4是交流電氣量采集模塊；5是頻率采集和輸出模塊；6是上位機；7是GPS信號接收器。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對