專利名稱：電子互感器采樣同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能變電站采樣領(lǐng)域，特別涉及一種電子互感器采樣同步方法。
背景技術(shù)：
電子互感器或光互感器是智能變電站和關(guān)鍵技術(shù)之一，它完全取代了常規(guī)的 電磁互感器，電子互感器輸出的不再是電流、電壓模擬量信號(hào)，而是滿足IEC61850-9和 IEC60044-7/8標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)，這些數(shù)字信號(hào)在光纖中傳輸而不是電纜中傳輸，這個(gè)高速 傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)就是在過程總線，傳輸?shù)牟蓸訑?shù)據(jù)可以為系統(tǒng)所有IED設(shè)備所共享。當(dāng)前，電子 互感器傳輸?shù)氖菃蜗嚯妷夯騿蜗嚯娏鞯牟蓸訑?shù)據(jù)，由于采樣時(shí)刻的不一致，在過程總線中 傳遞時(shí)就會(huì)帶來相電流與相電流、相電壓與相電壓、相電流與相電壓之間的角差，這個(gè)角差 將嚴(yán)重影響功率、相序、差動(dòng)電流、阻抗等關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算，目前解決問題的辦法是采用合 并單元解決，即依靠一個(gè)IED裝置將收集到的所有數(shù)字信號(hào)通過一種計(jì)算方法(通常采用 插值算法)，使輸出的任意一組采樣數(shù)據(jù)看起來像是在同一個(gè)時(shí)刻采樣得到的數(shù)據(jù)。但是， 這樣的實(shí)現(xiàn)方式使每個(gè)參數(shù)都需要一個(gè)電子互感器，使一組參數(shù)需要一個(gè)合并單元，這就 導(dǎo)致了實(shí)施成本比較高；同時(shí)采用的計(jì)算方法較復(fù)雜，也容易導(dǎo)致誤差明顯。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種電子互感器采樣同步方法，解決 現(xiàn)有技術(shù)中需要通過合并單元采樣同步的問題。 本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)和制造一種電子互感器采樣 同步方法，包括以下步驟，(Sl)將多路互感器集中并由單一主控單元進(jìn)行控制；(S2)主控 單元發(fā)出采樣指令；(S3) A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣，并獲取采樣信號(hào)；(S4)主控單元讀取采 樣數(shù)據(jù)并設(shè)定下一次采樣時(shí)間。 本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述步驟(Sl)中，所述多路互感器的傳感信號(hào)經(jīng)過調(diào)制 后，由同一個(gè)主控單元控制采樣時(shí)刻。 本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述步驟(S3)中，所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別連接多路互 感器中的一路；所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器對所述多路互感器進(jìn)行采樣。 本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述主控單元設(shè)定對多路互感器采樣的采樣時(shí)刻以及采 樣周期，所述采樣周期為連續(xù)兩次采樣之間的時(shí)間間隔。 本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述多路互感器的各相可在一個(gè)單元或間隔內(nèi)組合在一 起。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述步驟(S4)之前還包括采樣信號(hào)進(jìn)行高通濾波HPF 處理再使用數(shù)字積分進(jìn)行信號(hào)還原或/和采樣信號(hào)進(jìn)行高通濾波HPF處理進(jìn)行信號(hào)還原。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述互感器包括電流互感器和電壓互感器；所述互感器 為中低壓互感器。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述采樣周期可通過主控單元進(jìn)行調(diào)整。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過所述主控單元進(jìn)行硬件同步采 樣。 本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述輸出數(shù)字信號(hào)為兩組，一組供測量用，一組供保護(hù) 用。 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明依靠硬件即可控制采樣時(shí)刻，并且可以任意調(diào)整采 樣間隔或采樣周期，無須依靠軟件計(jì)算就簡單地解決了采樣同步問題；同時(shí)取消了合并單 元，大大降低了互感器成本，提高數(shù)據(jù)的可靠性和置信度。


圖1是本發(fā)明電子互感器采樣同步方法的流程圖。
圖2是現(xiàn)有電子互感器采樣同步裝置框圖。
圖3是本發(fā)明中電子互感器采樣同步裝置框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
以下先對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行說明。 在現(xiàn)有技術(shù)中，一般電子互感器采樣同步方法都是通過合并單元來完成采樣同 步。如圖2所示，一組參數(shù)需要一個(gè)合并單元，特別是在中低壓系統(tǒng)時(shí)，采用合并單元的成 本將會(huì)很高；同時(shí)，依靠一個(gè)IED裝置將收集到的所有數(shù)字信號(hào)通過一種計(jì)算方法(通常采 用插值算法)，使輸出的任意一組采樣數(shù)據(jù)看起來像是在同一個(gè)時(shí)刻采樣得到的數(shù)據(jù)。
以下對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 如圖1所示，一種電子互感器采樣同步方法，包括以下步驟，S1將多路互感器集中 并由單一主控單元進(jìn)行控制；S2主控單元發(fā)出采樣指令；S3A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣，并獲 取采樣信號(hào)；S4主控單元讀取采樣數(shù)據(jù)并設(shè)定下一次采樣時(shí)間。 所述步驟Sl中，所述多路互感器的傳感信號(hào)經(jīng)過調(diào)制后，由同一個(gè)主控單元控制 采樣時(shí)刻。 所述步驟S3中，所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別連接多路互感器中的一路；所述A/D模 數(shù)轉(zhuǎn)換器對所述多路互感器進(jìn)行采樣。 所述主控單元設(shè)定對多路互感器采樣的采樣時(shí)刻以及采樣周期，所述采樣周期為 連續(xù)兩次采樣之間的時(shí)間間隔。 所述多路互感器的各相可在一個(gè)單元或間隔內(nèi)組合在一起。 所述步驟S4之前還包括采樣信號(hào)進(jìn)行高通濾波HPF處理再使用數(shù)字積分進(jìn)行信 號(hào)還原或/和采樣信號(hào)進(jìn)行高通濾波HPF處理進(jìn)行信號(hào)還原。 所述互感器包括電流互感器和電壓互感器；所述互感器為中低壓互感器。 所述采樣周期可通過主控單元進(jìn)行調(diào)整。 所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過所述主控單元進(jìn)行硬件同步采樣。 所述輸出數(shù)字信號(hào)為兩組，一組供測量用，一組供保護(hù)用。 又如圖3所示，一種將本發(fā)明方法應(yīng)用于實(shí)踐的一種電子互感器采樣同步裝置。
將分散的AD采樣集中到到一起采樣，采用硬件同步采樣方法實(shí)現(xiàn)合并單元采樣
4同步問題。電流傳感器采用差分信號(hào)輸入，經(jīng)信號(hào)調(diào)理后進(jìn)行AD采樣，然后對AD轉(zhuǎn)化的數(shù) 字信號(hào)進(jìn)行高通濾波HPF處理，再使用數(shù)字積分的方法還原信號(hào)；電壓傳感器采用電阻分 壓取樣，采用差分信號(hào)輸入，經(jīng)信號(hào)調(diào)理后進(jìn)行AD采樣，然后對AD轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高 通濾波HPF處理。其輸出數(shù)字信號(hào)為兩組，分別滿足0. 2S和5P30的要求， 一組供測量用， 一組供保護(hù)用。 多路電流或電壓傳感信號(hào)集中在一起，經(jīng)過調(diào)制后，由同一個(gè)CPU控制采樣時(shí)刻， 達(dá)到數(shù)據(jù)采樣同步的目的。當(dāng)CPU發(fā)出同時(shí)采樣命令時(shí)，每一路A/D同時(shí)開始轉(zhuǎn)換，得到的 轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)，然后由CPU讀取這組采樣數(shù)據(jù)，就好象讀取在同一個(gè)時(shí)刻"凍結(jié)"的數(shù)據(jù)一樣；第 一組數(shù)據(jù)讀取完畢后，同步采樣信號(hào)返回，等待第二次采樣時(shí)刻的到來。兩次采樣之間的時(shí) 間間隔即為采樣周期，這個(gè)采樣周期是可以調(diào)整的。 這樣就達(dá)到了數(shù)據(jù)采樣的目的，這種方法適合各相(如相電流與相電流、相電壓 與相電壓、相電流與相電壓之間)可以在一個(gè)單元或間隔內(nèi)組合在一起的情況，如中低壓 互感器。其優(yōu)點(diǎn)是依靠硬件即可控制采樣時(shí)刻，并且可以任意調(diào)整采樣間隔或采樣周期，無 須依靠軟件計(jì)算就簡單地解決了采樣同步問題，取消了合并單元，大大降低了互感器成本， 提高數(shù)據(jù)的可靠性和置信度。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種電子互感器采樣同步方法，其特征在于，包括以下步驟，(S1)將多路互感器集中并由單一主控單元進(jìn)行控制；(S2)主控單元發(fā)出采樣指令；(S3)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣，并獲取采樣信號(hào)；(S4)主控單元讀取采樣數(shù)據(jù)并設(shè)定下一次采樣時(shí)間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述電子互感器采樣同步方法，其特征在于所述步驟(Sl)中，所 述多路互感器的傳感信號(hào)經(jīng)過調(diào)制后，由同一個(gè)主控單元控制采樣時(shí)刻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述電子互感器采樣同步方法，其特征在于所述步驟(S3)中，所 述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別連接多路互感器中的一路；所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器對所述多路互感器 進(jìn)行采樣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電子互感器采樣同步方法，其特征在于所述主控單元設(shè)定對多路互感器采樣的采樣時(shí)刻以及采樣周期，所述采樣周期為連續(xù)兩次采樣之間的時(shí)間間 隔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電子互感器采樣同步方法，其特征在于所述多路互感器的各 相可在一個(gè)單元或間隔內(nèi)組合在一起。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電子互感器采樣同步方法，其特征在于所述步驟(S4)之前還 包括采樣信號(hào)進(jìn)行高通濾波HPF處理再使用數(shù)字積分進(jìn)行數(shù)字信號(hào)輸出或/和采樣信號(hào)進(jìn)行高通濾波HPF處理進(jìn)行數(shù)字信號(hào)輸出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l-6任意所述電子互感器采樣同步方法，其特征在于所述互感器包 括電流互感器和電壓互感器；所述互感器為中低壓互感器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述電子互感器采樣同步方法，其特征在于所述采樣周期可通過 主控單元進(jìn)行調(diào)整。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述電子互感器采樣同步方法，其特征在于所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn) 換器通過所述主控單元進(jìn)行硬件同步采樣。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述電子互感器采樣同步方法，其特征在于所述輸出數(shù)字信號(hào)為兩組， 一組供測量用， 一組供保護(hù)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及智能變電站采樣領(lǐng)域，其公開了一種電子互感器采樣同步方法，包括以下步驟，(S1)將多路互感器集中并由單一主控單元進(jìn)行控制；(S2)主控單元發(fā)出采樣指令；(S3)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣，并獲取采樣信號(hào)；(S4)主控單元讀取采樣數(shù)據(jù)并設(shè)定下一次采樣時(shí)間。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明依靠硬件即可控制采樣時(shí)刻，并且可以任意調(diào)整采樣間隔或采樣周期，無須依靠軟件計(jì)算就簡單地解決了采樣同步問題；同時(shí)取消了合并單元，大大降低了互感器成本，提高數(shù)據(jù)的可靠性和置信度。
文檔編號(hào)G01R15/18GK101788584SQ200910110078
公開日2010年7月28日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者郭鴻 申請人:深圳市科陸電子科技股份有限公司