、電流電壓放大器和開關(guān)量輸入通道。信號控制單元是一個微機控制的可編程的信號發(fā)生器
，可模擬電力系統(tǒng)各種常態(tài)和故障態(tài)的電氣量
，輸出的弱信號
，經(jīng)功放放大成具有一定功率的電流、電壓激勵信號
，開關(guān)量輸入通道檢測被測試?yán)^電保護裝置的保護動作信號
。當(dāng)前的繼電保護微機型測試裝置具有以下功能：
1信號發(fā)生和開關(guān)量單元：要求能夠獨立產(chǎn)生各種輸出電壓
、電流信號．通過采用高性能數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，提供高質(zhì)量的放大器輸入端信號
；輸出直流至所需各種頻率的交流電壓、電流信號
，可以為正弦
，方波、三角波等各種波形和電力系統(tǒng)任意混成波形
；提供八路開關(guān)量輸入和輸出
；
2故障模擬：用于電路中接地短路等運行故障同時還提供模擬故障轉(zhuǎn)換及測試保護裝置的動作時間等功能；
3仿真功能：可以進行各種不同類型等仿真實驗如將故障記錄數(shù)據(jù)重新轉(zhuǎn)化為模擬量再現(xiàn)電網(wǎng)當(dāng)時的故障情況
；
4阻抗搜索：用于測試和搜索阻抗繼電器動作時間和阻抗的關(guān)系用數(shù)字方法合成試驗波形，如正弦波或疊加直流分量和高次諧波
，可測試保護繼電器的穩(wěn)態(tài)特性或暫態(tài)特性
。
2.測試儀研發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵
１．良好的系統(tǒng)架構(gòu)
為了提高測試儀的總體性能，測試儀的許多功能的實現(xiàn)都依賴于硬件電路如系統(tǒng)控制電路
、任意信號發(fā)生器
，譯碼及讀寫控制電路、總線驅(qū)動的控制
、Ｉ，ｏ接口等
，所以測試儀的硬件電路非常復(fù)雜
。可能引起可靠性
、電磁兼容性
、功耗，設(shè)計風(fēng)險
，設(shè)計周期
、設(shè)計費用等方面的問題。
２．ＵＳＢ通訊協(xié)議
通訊協(xié)議制定的好壞關(guān)系到系統(tǒng)測試的準(zhǔn)確性和有效性
。制定的協(xié)議必須保證數(shù)據(jù)的正確性的同時盡量減少數(shù)據(jù)的通訊量。ＲＴ型測試儀采用的串口通信方式在大量數(shù)據(jù)實時傳輸時
，速度已不能滿足要求
；基于ＵｓＢ通信的方案是本文設(shè)計的重點之一。
３．高性能任意波形發(fā)生器的ＦＰＧＡ實現(xiàn)
任意波形發(fā)生器的實質(zhì)是通過Ｄ，Ａ轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生模擬電力系統(tǒng)故障狀態(tài)的三相電流和電壓信號
，信號質(zhì)量將直接影響測試儀的性能指標(biāo)
。設(shè)計具有相位靈活可變
、頻率穩(wěn)定且適當(dāng)可調(diào)的任意波形發(fā)生器是測試儀的關(guān)鍵
。在任意波形發(fā)生器的設(shè)計中，主要解決的問題有：a全量程范圍內(nèi)實現(xiàn)信號輸出的高分辨率
；b信號的高穩(wěn)定度
；c信號任意波形、幅度
、相位的實現(xiàn)
；d信號的諧波疊加等。
４．保護動作的識別
繼電保護裝置的動作信號有電位式
、節(jié)點式等，還可能有正
、負(fù)極性之分
，測試裝置需要能夠自動判別保護裝置輸出的常態(tài)和動作標(biāo)志。
５．電磁兼容（ＥＭＣ）的保證
在設(shè)計過程中
，需要分析產(chǎn)生干擾的原因和干擾侵入的途徑
。從而采取有效的軟、硬件防范措施
，一方面盡量消除電磁干擾
、將干擾抑制到能夠容忍的水平，提高測試的準(zhǔn)確性
，另一方面減小系統(tǒng)自身產(chǎn)生的輻射干擾
，提高系統(tǒng)的電磁兼容性。
3.測試儀的基本功能和技術(shù)指標(biāo)
3.1.基本功能
測試儀所實現(xiàn)的基本功能有：
１．實現(xiàn)任意周期信號的輸出：根據(jù)測試的要求
，運用軟件或硬件的方法，實現(xiàn)各信號通道波形的相位
、頻率和幅值的任意設(shè)定
，以及和不同頻率信號的混合，構(gòu)成所希望的電流電壓信號
。
２．保護動作的識別：測試儀需要能夠自動判別保護裝置輸出的常態(tài)和動作標(biāo)志
。
３．軟件功能：下位機部分測試監(jiān)控軟件實現(xiàn)滿足市場上絕大多數(shù)繼電保護裝置的測試要求。
４．Usb通信的實現(xiàn)：Ｐｃ機和下位機之間ｕｓＢ傳輸?shù)膶崿F(xiàn)
，通信速率不低于１ＭＢ．
3.2.技術(shù)指標(biāo)
根據(jù)國家電力總公司頒布的國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)‘繼電保護微機測試裝置技術(shù)條件》，繼電保護微機測試裝置必須滿足如下的技術(shù)規(guī)范和要求。
●模擬故障的輸出通道
；
能夠獨立地輸出三相電壓ｕＡ’ｕＢ、ｕｃ
，三相電流Ｉ＾
、ＩＢ、ｌｃ
，中線電壓３ｕｏ
；
能夠通過一路直流電壓輸出Ｕｄ
●開關(guān)量輸出接口的要求：
裝置需配備８對開關(guān)量輸出接口；
開關(guān)量的遮斷容量不低于250Ｖｍ．３Ａ（Ｄｃ）
；
各對開關(guān)量輸出通道在電氣上完全隔離。
●開關(guān)量輸入接口的要求：
裝置需配備８對開關(guān)量輸入接口
；
開關(guān)量輸入接口的輸入阻抗不低于10Ｋ
；
電壓型或接點型開關(guān)量可以自動識別；
開關(guān)量輸入電壓不低于250ｖ（Ｄｃ）：
各開關(guān)量輸入通道在電氣上完全隔離
。
●交流電流源的要求：
電流幅值范圍為：0-30Ａ
電流幅值的分辨力為：0.00ｌＡ
電流頻率變化范圍為：0-1000Ｈｚ
電流頻率變化分辨力為：0.001Ｈｚ
●交流電壓源的要求：
電壓幅值范圍為：0-75ｖ
電壓幅值分辨力為：0.001ｖ
電壓頻率變化范圍為：0-1Ｈｚ
電壓頻率變化分辨力為：0.001Ｈｚ
●電流與電壓的同步性
；
不同步時間小于100
主題詞： 繼電保護裝置 微處理器
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