專利名稱：多同步接口的便攜式光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種光電互感器的穩(wěn)態(tài)校驗(yàn)系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)互感器校驗(yàn) 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，智能電網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)從科研工程試點(diǎn)，走向了行業(yè)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定， 并開始進(jìn)行廣泛工程實(shí)踐的階段，光電互感器是智能電網(wǎng)核心過程層設(shè)備之一。光電互感 器的精度指標(biāo)，直接影響著電力系統(tǒng)的計(jì)量、保護(hù)、監(jiān)測以及控制等自動化功能，而以往的 傳統(tǒng)互感器校驗(yàn)儀無法與光電互感器實(shí)現(xiàn)接口，所以圍繞光電互感器的精度校驗(yàn)，國內(nèi)外 出現(xiàn)了很多開創(chuàng)性的研究開發(fā)工作，如ABB公司、南京新寧光電公司、西安高壓電器研究 院、江蘇電力試驗(yàn)研究院、國網(wǎng)電力科學(xué)研究院等等，均有類似的校驗(yàn)方案或者校驗(yàn)設(shè)備出 現(xiàn)。從現(xiàn)階段已經(jīng)研制出的光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)來看，雖然能夠完成一部分的互感器 校驗(yàn)任務(wù)，但均具有系統(tǒng)功能簡單、數(shù)據(jù)接口單一、同步方案不完善，以及便攜性欠缺等方 面的問題。從現(xiàn)階段已經(jīng)研制出的光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)來看，雖然能夠完成一部分的互感 器校驗(yàn)任務(wù)，但由于前期行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚未定稿，以及現(xiàn)有互感器校驗(yàn)儀只考慮了某些具體互 感器廠家的通信接口，結(jié)構(gòu)上未考慮校驗(yàn)儀與上位機(jī)的獨(dú)立和便攜等原因，造成了系統(tǒng)功 能簡單、數(shù)據(jù)接口單一、同步方案不完善，以及便攜性欠缺等方面的問題。因而，開發(fā)出適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展，并具有高精度，能滿足工程需求多樣性的光電互 感器校驗(yàn)系統(tǒng)成為迫切之需。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是為了適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展對光電互感器提出的 性能指標(biāo)及功能日益嚴(yán)格，針對目前現(xiàn)有光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)的局限性和不足，提供一種 便攜式光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)，以滿足智能電網(wǎng)發(fā)展迫切之需。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種多同步接口的便攜式光電互感器校驗(yàn) 系統(tǒng)，包括標(biāo)準(zhǔn)互感器、被試光電互感器及光電互感器檢驗(yàn)儀，其特征在于所述被試光電 互感器的二次轉(zhuǎn)換器設(shè)置模擬量輸出口、以太網(wǎng)輸出口、串行FT3輸出端口、IEEE1588同步 通信端口及同步光脈沖端口，所述光電互感器檢驗(yàn)儀包括數(shù)據(jù)采集模塊和同步源模塊，同 步源模塊向數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)出觸發(fā)模擬采樣內(nèi)部脈沖，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括模擬量輸入 口、以太網(wǎng)輸入口、串行FT3輸入端口，分別與被試光電互感器的二次轉(zhuǎn)換器的模擬量輸出 口、以太網(wǎng)輸出口、串行FT3輸出端口相通信，標(biāo)準(zhǔn)互感器的模擬量輸出口與所述數(shù)據(jù)采集 模塊的模擬量輸入口相通信；所述模擬量輸入口、同步源模塊通過USB 口與上位機(jī)通信。前述的多同步接口的便攜式光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于同步源模塊 的IEEE1588同步通信端口、同步光脈沖端口分別與被試光電互感器的二次轉(zhuǎn)換器的 IEEE1588同步通信端口及同步光脈沖端口相通信。[0008]前述的多同步接口的便攜式光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集模 塊包括美國NI公司的高精度USB接口數(shù)據(jù)采集卡。前述的多同步接口的便攜式光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述同步模塊為 Xilinx 公司的 CPLD，IEEE1588 對時(shí)協(xié)議為 National semiconductor 的網(wǎng)絡(luò)芯片 83640 和
高精度恒溫晶振。本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果本實(shí)用新型通過以上結(jié)構(gòu)設(shè)置，能夠?qū)δ壳皣鴥?nèi) 外的光電互感器的各類數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)對接IEC61850-9-l、IEC61850-9-2、FT3等， 涵蓋了目前智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)所涉及的所有互感器接口標(biāo)準(zhǔn)，滿足智能電網(wǎng)發(fā)展的需要。

圖1為本實(shí)用新型的便攜式光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1為本實(shí)用新型的便攜式光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，為了完成精度校 驗(yàn)，校驗(yàn)系統(tǒng)需要同時(shí)接收標(biāo)準(zhǔn)源側(cè)和試品側(cè)的共兩路信號的輸入。標(biāo)準(zhǔn)源側(cè)的信號是精 度校驗(yàn)試驗(yàn)的基準(zhǔn)，它取自高精度標(biāo)準(zhǔn)互感器的模擬量輸出，試品側(cè)的信號根據(jù)試品不同 的輸出類型，可實(shí)現(xiàn)模擬量輸出式、IEC61850-9-1數(shù)字量輸出式、IEC61850-9-2數(shù)字量輸 出式、FT3串行輸出式的接口。標(biāo)準(zhǔn)源側(cè)和試品側(cè)的兩路信號采集必須在同步信號的控制下 進(jìn)行，以避免采樣不同步造成的相位誤差。校驗(yàn)系統(tǒng)的同步信號，可以采用IEEE1588對時(shí) 協(xié)議，也可以采用符合標(biāo)準(zhǔn)的光秒脈沖輸出，可滿足目前光電互感器采用的各類同步方案， 具有廣泛的適用性。校驗(yàn)儀通過USB 口與上位機(jī)通信，無需外部供電，校驗(yàn)儀將標(biāo)準(zhǔn)源和試品的兩路 同步采集信號上傳給校驗(yàn)系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)軟件采用完善的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到被試品 的比差、相差指標(biāo)，軟件同時(shí)完成波形繪制、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)回放、以及頻差計(jì)算、諧波分析、 報(bào)告生成等穩(wěn)態(tài)精度校驗(yàn)功能。USB接口方式，相對于PCI、PXI等總線接口方式，具有極大 的通用性和便攜性。本實(shí)用新型的便攜式光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)，校驗(yàn)儀采用美國OT公司的高精度USB 接口數(shù)據(jù)采集卡完成模擬量的采集，保證所有模擬量采集回路精度均達(dá)到0. 03%以上。同 步模塊中的IEEE1588對時(shí)協(xié)議采用了 National semiconductor的專用網(wǎng)絡(luò)芯片83640和 高精度恒溫晶振，以實(shí)現(xiàn)IEC1588對時(shí)協(xié)議的主時(shí)鐘功能。同時(shí)，同步模塊采用Xilinx公 司的CPLD，實(shí)現(xiàn)在整秒時(shí)刻發(fā)出觸發(fā)脈沖以啟動數(shù)據(jù)采集模塊的模擬量采樣。通過USB接口，校驗(yàn)儀將所獲取的兩路待比較信號傳至上位機(jī)分析軟件。該分析 軟件采用頻率跟蹤處理，以不低于10K采樣率的滿數(shù)據(jù)窗數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行濾波和DFT變換， 使精度校驗(yàn)結(jié)果不受系統(tǒng)一次側(cè)電量頻率波動的影響，分析得出被試品的比差、相差指標(biāo)， 并對該指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和評定。軟件同時(shí)能完成采樣值的波形繪制，增強(qiáng)直觀性。能夠采用 C0MTRADE格式和專用高壓縮率格式對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，并能夠?qū)υ摂?shù)據(jù)文件進(jìn)行事后回 放。該系統(tǒng)可進(jìn)行頻差計(jì)算、諧波分析，以增加對光電互感器精度校驗(yàn)結(jié)果評定的參考數(shù) 據(jù)。該系統(tǒng)最后還能對校驗(yàn)試驗(yàn)生成試驗(yàn)報(bào)告文件。本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)[0017]1、功能完善。除了完成光電互感器精度校驗(yàn)的基本功能之外，能夠?qū)Ρ粶y試的光 電互感器試品進(jìn)行協(xié)議一致性分析、校驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)回放、波形繪制、波形分析、報(bào)告生 成等功能。2、數(shù)據(jù)接口豐富。本裝置能夠?qū)δ壳皣鴥?nèi)外的光電互感器的各類數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)自 適應(yīng)對接IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、FT3等，涵蓋了目前智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)所涉及的所有 互感器接口標(biāo)準(zhǔn)。3、同步方案全面。具備多同步接口，IEEE1588精密時(shí)鐘同步協(xié)議，和光秒脈沖同 步，可滿足光電互感器標(biāo)準(zhǔn)中所涉及到的不同同步方案的需求。4、具有便攜性。結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、攜帶安全方便，采用USB接口方式，無 需外部供電，能夠與通用的筆記本電腦方便連接。5、精度高。采用高精度采集板卡，和完善的電磁屏蔽措施，使系統(tǒng)的兩路模擬量 采集回路精度均達(dá)到0. 05%以上，兩路同步采樣時(shí)差在IyS以內(nèi)；分析軟件采用完善的算 法，使精度校驗(yàn)結(jié)果不受系統(tǒng)一次側(cè)電量頻率波動的影響。該校驗(yàn)系統(tǒng)能夠使目前光電互感器的校驗(yàn)工作得到全面的提升，從而為光電互感 器的質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，為智能電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。以上已以較佳實(shí)施例公開了本實(shí)用新型，然其并非用以限制本實(shí)用新型，凡采用 等同替換或者等效變換方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種多同步接口的便攜式光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)，包括標(biāo)準(zhǔn)互感器、被試光電互感器及光電互感器檢驗(yàn)儀，其特征在于所述被試光電互感器的二次轉(zhuǎn)換器設(shè)置模擬量輸出口、以太網(wǎng)輸出口、串行FT3輸出端口、IEEE1588同步通信端口及同步光脈沖端口，所述光電互感器檢驗(yàn)儀包括數(shù)據(jù)采集模塊和同步源模塊，同步源模塊向數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)出觸發(fā)模擬采樣內(nèi)部脈沖，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括模擬量輸入口、以太網(wǎng)輸入口、串行FT3輸入端口，分別與被試光電互感器的二次轉(zhuǎn)換器的模擬量輸出口、以太網(wǎng)輸出口、串行FT3輸出端口相通信，標(biāo)準(zhǔn)互感器的模擬量輸出口與所述數(shù)據(jù)采集模塊的模擬量輸入口相通信；所述光電互感器校驗(yàn)儀通過USB口與上位機(jī)通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多同步接口的便攜式光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所 述同步源模塊的IEEE1588同步通信端口、同步光脈沖端口分別與被試光電互感器的二次 轉(zhuǎn)換器的IEEE1588同步通信端口及同步光脈沖端口相通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多同步接口的便攜式光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于 所述數(shù)據(jù)采集模塊包括美國NI公司的高精度USB接口數(shù)據(jù)采集卡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多同步接口的便攜式光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于 所述同步模塊為Xilinx公司的CPLD，IEEE1588對時(shí)協(xié)議為National semiconductor的網(wǎng) 絡(luò)芯片83640和高精度恒溫晶振。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多同步接口的便攜式光電互感器校驗(yàn)系統(tǒng)，包括標(biāo)準(zhǔn)互感器、被試光電互感器及光電互感器檢驗(yàn)儀，其特征在于所述被試光電互感器的二次轉(zhuǎn)換器設(shè)置模擬量輸出口、以太網(wǎng)輸出口、串行FT3輸出端口、IEEE1588同步通信端口及同步光脈沖端口，所述光電互感器檢驗(yàn)儀包括數(shù)據(jù)采集模塊和同步源模塊，同步源模塊向數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)出觸發(fā)模擬采樣內(nèi)部脈沖，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括模擬量輸入口、以太網(wǎng)輸入口、串行FT3輸入端口，分別與被試光電互感器的二次轉(zhuǎn)換器的模擬量輸出口、以太網(wǎng)輸出口、串行FT3輸出端口相通信。本實(shí)用新型涵蓋了目前智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)所涉及的所有互感器接口標(biāo)準(zhǔn)，滿足智能電網(wǎng)發(fā)展的需要。
文檔編號G01R35/02GK201765317SQ20102025028
公開日2011年3月16日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者周東頂, 張煒, 張耀宇, 湯漢松, 羅強(qiáng) 申請人:羅強(qiáng)