衛星授時核相儀是一種結合衛星授時技術與無線傳輸技術的高精度電力檢測設備,主要用于電力系統中輸電線路、變電所及開關柜的相位校驗和相序校驗。采用GPS(或北斗等多模衛星導航系統)精確授時技術和無線傳輸技術,能夠在全球任何地方獲取統一的時間標準。在核相過程中,通過衛星授時確保兩臺或多臺主機在相同的時間點開始測量,從而精確計算兩條電線之間的相位差值,實現遠距離核相。
一、衛星授時模塊
衛星信號接收天線
功能:接收GPS、北斗、GLONASS等多模衛星信號,確保全球范圍內的時間同步。
特點:支持多系統聯合定位,提升授時精度與抗干擾能力;部分型號采用高靈敏度天線,適應復雜環境(如室內、地下室)。
授時處理單元
功能:解析衛星信號,提取精確時間信息(如UTC時間),并通過算法修正信號傳輸延遲。
精度:授時誤差通常≤30納秒(ns),滿足電力系統對時間同步的嚴苛要求。
二、核相測量模塊
高壓傳感器(或探頭)
功能:非接觸式檢測高壓線路的電壓相位,避免直接接觸帶電體。
類型:
電容式傳感器:適用于10kV至500kV電壓等級,通過電容耦合獲取信號。
電磁感應傳感器:用于低電壓場景(如10V-10kV),通過磁場變化檢測相位。
信號調理電路
功能:對傳感器輸出的微弱信號進行放大、濾波、模數轉換(ADC),提升信噪比。
相位比較單元
功能:將兩路電壓信號的相位差轉換為數字量,結合衛星授時的時間基準,計算精確相位差。
輸出:相位差結果(如0°-360°)、相序(正序/逆序)、頻率等參數。
三、無線通信模塊
射頻收發器
功能:實現主從設備間的無線數據傳輸,支持遠距離核相(≥500km)。
頻段:通常采用2.4GHz或5.8GHz工業頻段,抗干擾能力強。
天線
功能:增強無線信號的發射與接收能力,確保復雜環境下的通信穩定性。
通信協議
標準:支持ZigBee、LoRa或自定義協議,實現低功耗、高可靠性的數據傳輸。
四、中央處理單元(CPU)
微控制器(MCU)或數字信號處理器(DSP)
功能:
協調各模塊工作,處理衛星授時、核相測量、無線通信等任務。
運行相位差計算算法,生成測量結果。
管理數據存儲與傳輸,支持歷史記錄查詢。
存儲器
功能:存儲測量數據、設備參數及衛星軌道信息,支持SD卡或Flash擴展。
五、人機交互模塊
顯示屏
類型:LCD或OLED屏幕,顯示相位差、相序、頻率、電壓等級等關鍵信息。
特點:高亮度、寬視角,適應戶外強光環境。
按鍵/觸摸屏
功能:輸入操作指令(如開始測量、切換模式、設置參數)。
指示燈與蜂鳴器
功能:通過聲光提示測量狀態(如核相成功/失敗、電量低)。
六、電源模塊
電池組
類型:鋰電池或干電池,支持長時間連續工作(通常≥8小時)。
電源管理電路
功能:
調節電壓至各模塊所需電平(如3.3V、5V)。
實現低功耗設計,延長續航時間。
支持充電管理(如USB充電或專用充電器)。
七、外殼與防護結構
絕緣材料
功能:采用高強度工程塑料或硅膠,確保設備在高壓環境下的電氣安全。
防水防塵設計
標準:符合IP65或更高防護等級,適應雨天、沙塵等惡劣環境。
便攜式設計
特點:輕量化、手持式結構,便于現場操作。
八、輔助功能模塊(可選)
數據接口
類型:USB、RS485或以太網接口,支持數據導出至PC或上傳至云端。
藍牙/Wi-Fi模塊
功能:實現與智能手機或平板電腦的無線連接,通過APP遠程監控。
溫度傳感器
功能:監測設備內部溫度,防止過熱損壞。
