專利名稱：合并單元延時(shí)測(cè)量方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子式電流互感器的合并單元，尤其涉及一種合并單元延時(shí)測(cè)量 方法；另外，本發(fā)明還涉及一種合并單元延時(shí)測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電子式互感器將一次的大電流，電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成二次的小模擬量，并實(shí)現(xiàn)就地的 采集，通過傳輸數(shù)字的電流電壓信號(hào)進(jìn)入合并器，在合并器處統(tǒng)一打包之后向保護(hù)測(cè)控等 裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。電子式電流互感器采用羅科夫斯基(Rogowski)線圈和輕載線圈的基本原理。 Rogowski線圈由于采用非磁性的骨架，不存在磁飽和現(xiàn)象。一次電流通過Rogowski線圈得 到了與一次電流的時(shí)間微分成比例的二次電壓，將該二次電壓進(jìn)行積分處理，獲得與一次 電流成比例的電壓信號(hào)，通過微處理器將該信號(hào)進(jìn)行變換、處理，即可將一次電流信息變成 模擬量和數(shù)字量輸出。輕載線圈代表著經(jīng)典感應(yīng)電流互感器的發(fā)展方向；其由一次繞阻、小 鐵芯和損耗最小化的二次繞組組成。二次繞組上連接著分流電阻，二次電流在分流電組Ra 兩端的電壓降與一次電流成比例，電子式電流互感器比傳統(tǒng)的電磁式電流互感器擁有更大 的電流測(cè)量范圍。電子式電壓互感器采用電阻分壓原理。互感器由高壓臂電阻、低壓臂電阻、屏蔽電 極、過電壓保護(hù)裝置組成。通過分壓器將一次電壓轉(zhuǎn)換成與一次電壓和相位成比例的小電 壓信號(hào)。采用屏蔽電極的方法改善電場(chǎng)分布狀況和雜散電容的影響，在二次輸出端并聯(lián)一 個(gè)過電壓保護(hù)裝置，防止在二次輸出端開路時(shí)將二次側(cè)電壓提高；也可采用電容(阻容)分 壓的原理制作電子式電壓互感器。相比傳統(tǒng)電流互感器，電子式電流互感器輸出信號(hào)到控制保護(hù)設(shè)備之間增加了一 個(gè)合并單元環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的存在，會(huì)使得二次設(shè)備接收到的電流信號(hào)相比一次實(shí)際信號(hào)由 一個(gè)延時(shí)，而這個(gè)延時(shí)的大小將直接影響到保護(hù)及計(jì)量設(shè)備的正確工作，同時(shí)，對(duì)于多個(gè)不 同型號(hào)不同廠家的合并單元配合使用時(shí)，也需要精確測(cè)量不同裝置的延時(shí)，并在有關(guān)保護(hù) 設(shè)備內(nèi)進(jìn)行修正，以防由于合并單元延時(shí)造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。合并單元是針對(duì)數(shù)字化輸出的電子式互感器而定義的，其主要功能是同步采集三 相電流和電壓信息，并按照一定的格式匯總輸出給二次保護(hù)控制設(shè)備。請(qǐng)參閱圖2，合并單 元主要包括同步功能模塊、數(shù)據(jù)接收和處理模塊、數(shù)據(jù)配置和通訊模塊和以太網(wǎng)發(fā)送模塊。 圖2中，合并單元采用32位DSP處理器，其工作頻率為600MHz。其主要功能是同步接收并 處理多路二次轉(zhuǎn)換器的信號(hào)采集插件傳來的數(shù)字信息，匯總后按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的格式實(shí)時(shí)保 真地對(duì)外提供數(shù)字量數(shù)據(jù)。在使用電子式互感器的場(chǎng)合，或者模擬量信號(hào)傳輸采用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字化 變電站中，合并單元是將電子式互感器信號(hào)(或者傳統(tǒng)二次電流電壓信號(hào))轉(zhuǎn)換成符合一 定規(guī)約方式的數(shù)字量信號(hào)的中間轉(zhuǎn)換單元，和傳統(tǒng)方式相比，相當(dāng)于在互感器與保護(hù)設(shè)備 之間增加了一個(gè)中間環(huán)節(jié)，合并單元也可被看成是互感器的一部分，合并單元內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的延時(shí)相當(dāng)于互感器一次與二次之間的角差(即相位差)。通常情況下，對(duì)于互感器本 身其角差有著嚴(yán)格的規(guī)定，以配合相關(guān)二次設(shè)備的應(yīng)用，但是附加的合并單元環(huán)節(jié)沒有嚴(yán) 格的產(chǎn)品規(guī)定，而其延時(shí)往往比互感器本身大得多，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)其延時(shí)加 以精確測(cè)定。而如今還沒有測(cè)定其延時(shí)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種合并單元延時(shí)測(cè)量方法，可精確測(cè)量不 同型號(hào)不同廠家的合并單元信號(hào)轉(zhuǎn)換延時(shí)。此外，本發(fā)明還提供一種合并單元延時(shí)測(cè)量系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種合并單元延時(shí)測(cè)量方法，用以測(cè)量合并單元的延時(shí)；該方法包括如下步驟A、提供一信號(hào)源輸出裝置，該信號(hào)源輸出裝置同時(shí)輸出模擬量信號(hào)和開關(guān)量信 號(hào)；B、開關(guān)量信號(hào)接入至一記錄裝置；C、模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，接入所述合并單元，經(jīng)過合并單元后接入至所 述記錄裝置；D、所述記錄裝置記錄其接收的開關(guān)量信號(hào)、模擬量信號(hào)的波形；E、根據(jù)記錄裝置記錄的波形信息獲取合并單元的延時(shí)數(shù)據(jù)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟E中獲取延時(shí)數(shù)據(jù)的方法為在記錄波形 上以開關(guān)量變位為參照點(diǎn)，測(cè)量開關(guān)量變位時(shí)刻到模擬量信號(hào)變化時(shí)刻之間的延時(shí)，該延 時(shí)即為合并單元的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換延時(shí)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟C中，所述模擬量信號(hào)經(jīng)過一采集器后，轉(zhuǎn)換為
數(shù)字信號(hào)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述信號(hào)源輸出裝置為繼電保護(hù)試驗(yàn)儀。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述記錄裝置為可以同時(shí)接收數(shù)字化信號(hào)和開關(guān)量 信號(hào)的記錄裝置?？蛇x地，所述記錄裝置為錄波器。一種合并單元延時(shí)測(cè)量系統(tǒng)，用以測(cè)量合并單元的延時(shí)；其包括信號(hào)源輸出裝置、 記錄裝置、延時(shí)測(cè)量單元。信號(hào)源輸出裝置用以輸出模擬量信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)；所述開關(guān)量 信號(hào)接入至一記錄裝置；所述模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，接入所述合并單元，經(jīng)過合并 單元后接入至所述記錄裝置；記錄裝置用以記錄其接收的開關(guān)量信號(hào)、模擬量信號(hào)的波形； 延時(shí)測(cè)量單元用以根據(jù)記錄裝置記錄的波形信息獲取合并單元的延時(shí)數(shù)據(jù)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述延時(shí)測(cè)量單元獲取延時(shí)數(shù)據(jù)的方法為在記錄 波形上以開關(guān)量變位為參照點(diǎn)，測(cè)量開關(guān)量變位時(shí)刻到模擬量信號(hào)變化時(shí)刻之間的延時(shí)， 該延時(shí)即為合并單元的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換延時(shí)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述測(cè)量系統(tǒng)還包括采集器，用以把所述信號(hào)源輸 出裝置輸出的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述信號(hào)源輸出裝置為繼電保護(hù)試驗(yàn)儀。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述記錄裝置為可以同時(shí)接收數(shù)字化信號(hào)和開關(guān)量 信號(hào)的記錄裝置。可選地，所述記錄裝置為錄波器。
本發(fā)明使用常規(guī)繼電保護(hù)試驗(yàn)儀作為信號(hào)源，使用同步輸出的模擬量信號(hào)和開關(guān) 量信號(hào)，其中模擬量信號(hào)接入合并單元，開關(guān)量信號(hào)直接接到數(shù)字化的故障錄波器(或其 他可以同時(shí)接收數(shù)字化信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)的記錄裝置)，同時(shí)將合并單元輸出信號(hào)也接到 故障錄波器(或其他記錄裝置)，啟動(dòng)記錄設(shè)備，同時(shí)啟動(dòng)信號(hào)源，同時(shí)輸出模擬量信號(hào)和 開關(guān)量信號(hào)，通過記錄裝置記錄波形，從記錄波形上以開關(guān)量變位為參照點(diǎn)，測(cè)量開關(guān)量變 位時(shí)刻到模擬量信號(hào)變化時(shí)刻之間的延時(shí)，該延時(shí)即為合并單元的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換延時(shí)。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提出的合并單元延時(shí)測(cè)量方法及系統(tǒng)，可精確測(cè) 量不同型號(hào)不同廠家的合并單元信號(hào)轉(zhuǎn)換延時(shí)；并可解決不同合并單元使用過程中對(duì)差動(dòng) 保護(hù)及其他相關(guān)二次設(shè)備產(chǎn)生相位誤差而造成不正常工作的情況或保護(hù)誤動(dòng)情況。


圖1為合并單元的組成示意圖。圖2為合并單元的工作原理圖。圖3為測(cè)量合并單元延時(shí)系統(tǒng)的組成示意圖。圖4為測(cè)量合并單元延時(shí)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明揭示了一種合并單元延時(shí)測(cè)量系統(tǒng)10，用以測(cè)量合并單元的 延時(shí)。該延時(shí)測(cè)量系統(tǒng)10包括信號(hào)源輸出裝置11、采集器12、記錄裝置13、延時(shí)測(cè)量單元 (圖未示)。其中，信號(hào)源輸出裝置11用以同步輸出模擬量信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)；所述開關(guān)量信 號(hào)接入至所述記錄裝置13 ；所述模擬量信號(hào)經(jīng)采集器12轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，接入所述合并 單元20，經(jīng)過合并單元20后接入至所述記錄裝置13。本實(shí)施例中，信號(hào)源輸出裝置11為 繼電保護(hù)試驗(yàn)儀；當(dāng)然，還可以選用其他信號(hào)源輸出裝置。采集器12用以把所述信號(hào)源輸出裝置11輸出的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。記錄裝置13用以記錄其接收的來自信號(hào)源輸出裝置11的開關(guān)量信號(hào)、及來自合 并單元20的模擬量信號(hào)的波形。記錄裝置13為可以同時(shí)接收數(shù)字化信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)的 記錄裝置?？蛇x地，所述記錄裝置13為故障錄波器，當(dāng)然，也可以是其他記錄裝置。延時(shí)測(cè)量單元用以根據(jù)記錄裝置13記錄的波形信息獲取合并單元20的延時(shí)數(shù) 據(jù)。本實(shí)施例中，其獲取延時(shí)數(shù)據(jù)的方法為在記錄波形上以開關(guān)量變位為參照點(diǎn)，測(cè)量開 關(guān)量變位時(shí)刻到模擬量信號(hào)變化時(shí)刻之間的延時(shí)，該延時(shí)即為合并單元20的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換延 時(shí)。以上介紹了本發(fā)明合并單元延時(shí)測(cè)量系統(tǒng)10，以下結(jié)合圖4介紹上述延時(shí)測(cè)量系 統(tǒng)10的延時(shí)測(cè)量方法，該方法包括如下步驟A、提供一信號(hào)源輸出裝置11，該信號(hào)源輸出裝置同時(shí)輸出模擬量信號(hào)和開關(guān)量信 號(hào)；B、開關(guān)量信號(hào)接入至一記錄裝置13 ；C、模擬量信號(hào)經(jīng)采集器12轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，接入所述合并單元20，經(jīng)過合并單元20后接入至所述記錄裝置13 ；D、所述記錄裝置13記錄其接收的開關(guān)量信號(hào)、模擬量信號(hào)的波形；E、根據(jù)記錄裝置記錄的波形信息獲取合并單元20的延時(shí)數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中，獲取 延時(shí)數(shù)據(jù)的方法為在記錄波形上以開關(guān)量變位為參照點(diǎn)，測(cè)量開關(guān)量變位時(shí)刻到模擬量 信號(hào)變化時(shí)刻之間的延時(shí)，該延時(shí)即為合并單元20的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換延時(shí)。綜上所述，本發(fā)明合并單元延時(shí)測(cè)量方法及系統(tǒng)在精確測(cè)量不同型號(hào)不同廠家的 合并單元信號(hào)轉(zhuǎn)換延時(shí)，解決不同合并單元使用過程中對(duì)差動(dòng)保護(hù)及其他相關(guān)二次設(shè)備產(chǎn) 生相位誤差而造成不正常工作的情況或保護(hù)誤動(dòng)情況。這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例 中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí) 施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明 的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、 材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn) 行其它變形和改變。
權(quán)利要求
一種合并單元延時(shí)測(cè)量方法，用以測(cè)量合并單元的延時(shí)；其特征在于，該方法包括如下步驟A、提供一信號(hào)源輸出裝置，該信號(hào)源輸出裝置同時(shí)輸出模擬量信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)；B、開關(guān)量信號(hào)接入至一記錄裝置；C、模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，接入所述合并單元，經(jīng)過合并單元后接入至所述記錄裝置；D、所述記錄裝置記錄其接收的開關(guān)量信號(hào)、模擬量信號(hào)的波形；E、根據(jù)記錄裝置記錄的波形信息獲取合并單元的延時(shí)數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合并單元延時(shí)測(cè)量方法，其特征在于所述步驟E中獲取延時(shí)數(shù)據(jù)的方法為在記錄波形上以開關(guān)量變位為參照點(diǎn)，測(cè)量開 關(guān)量變位時(shí)刻到模擬量信號(hào)變化時(shí)刻之間的延時(shí)，該延時(shí)即為合并單元的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換延時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合并單元延時(shí)測(cè)量方法，其特征在于 步驟C中，所述模擬量信號(hào)經(jīng)過一采集器后，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的合并單元延時(shí)測(cè)量方法，其特征在于 所述信號(hào)源輸出裝置為繼電保護(hù)試驗(yàn)儀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的合并單元延時(shí)測(cè)量方法，其特征在于 所述記錄裝置為錄波器。
6.一種合并單元延時(shí)測(cè)量系統(tǒng)，用以測(cè)量合并單元的延時(shí)；其特征在于，其包括 信號(hào)源輸出裝置，用以輸出模擬量信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)；所述開關(guān)量信號(hào)接入至一記錄裝置；所述模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，接入所述合并單元，經(jīng)過合并單元后接入至所述 記錄裝置；記錄裝置，用以記錄其接收的開關(guān)量信號(hào)、模擬量信號(hào)的波形； 延時(shí)測(cè)量單元，用以根據(jù)記錄裝置記錄的波形信息獲取合并單元的延時(shí)數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的合并單元延時(shí)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述延時(shí)測(cè)量單元獲取延時(shí)數(shù)據(jù)的方法為在記錄波形上以開關(guān)量變位為參照點(diǎn)，測(cè) 量開關(guān)量變位時(shí)刻到模擬量信號(hào)變化時(shí)刻之間的延時(shí)，該延時(shí)即為合并單元的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換延 時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的合并單元延時(shí)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述測(cè)量系統(tǒng)還包括采集器，用以把所述信號(hào)源輸出裝置輸出的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一所述的合并單元延時(shí)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于 所述信號(hào)源輸出裝置為繼電保護(hù)試驗(yàn)儀。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一所述的合并單元延時(shí)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于 所述記錄裝置為錄波器。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種合并單元延時(shí)測(cè)量方法及系統(tǒng)，延時(shí)測(cè)量系統(tǒng)包括信號(hào)源輸出裝置、記錄裝置、延時(shí)測(cè)量單元。信號(hào)源輸出裝置用以輸出模擬量信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)；所述開關(guān)量信號(hào)接入至一記錄裝置；所述模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，接入所述合并單元，經(jīng)過合并單元后接入至所述記錄裝置；記錄裝置用以記錄其接收的開關(guān)量信號(hào)、模擬量信號(hào)的波形；延時(shí)測(cè)量單元用以根據(jù)記錄裝置記錄的波形信息獲取合并單元的延時(shí)數(shù)據(jù)。本發(fā)明提出的合并單元延時(shí)測(cè)量方法及系統(tǒng)，可精確測(cè)量不同型號(hào)不同廠家的合并單元信號(hào)轉(zhuǎn)換延時(shí)；并可解決不同合并單元使用過程中對(duì)差動(dòng)保護(hù)及其他相關(guān)二次設(shè)備產(chǎn)生相位誤差而造成不正常工作的情況或保護(hù)誤動(dòng)情況。
文檔編號(hào)G01R35/00GK101930064SQ20091005366
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者吳建坤, 陸志浩, 陳建民, 韓學(xué)軍 申請(qǐng)人:華東電力試驗(yàn)研究院有限公司