一種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試儀及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)智能變電站數(shù)字化計量體系校驗領(lǐng)域，具體涉及一種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試儀及其方法，該測試儀包括報文控制模塊，由主CPU構(gòu)成，連接有報文發(fā)送模塊、報文接收模塊對時模塊；報文發(fā)送模塊，由FPGA控制，分別向合并單元和報文接收模塊發(fā)送FT3報文；報文接收模塊，接收合并單元發(fā)出的9-2報文，接收報文接收模塊發(fā)送的FT3報文；對時模塊，通過同步光纖接收GPS模塊的GPS信號，通過同步光纖與合并單元同步?？梢詮谋举|(zhì)上反應合并單元的守時能力，能偶反應合并單元對于模擬量信號的傳遞在同步信號失去的情況下對于模擬量發(fā)送時間的控制，直接反應出模擬量的相位角關(guān)系。
【專利說明】一種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試儀及
其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)智能變電站數(shù)字化計量體系校驗領(lǐng)域，具體涉及一種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試儀及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，智能變電站以及數(shù)字化變電站的發(fā)展已經(jīng)進入到大面積工程應用階段，隨著電子式互感器、傳統(tǒng)互感器+合并單元模式的大量應用，合并單元將正式成為智能變電站以及數(shù)字化變電站的智能設備。隨著國家電網(wǎng)公司Q/GDW 441-2010《智能變電站繼電保護技術(shù)規(guī)范》的發(fā)布，基于時間控制的合并單元也已經(jīng)在智能變電站中大量應用，其中對合并單元的延時特性以及SMV報文時間抖動特性都已做出比較明確的規(guī)范，同步信號雖然與保護無關(guān)但卻影響著其他二次設備，關(guān)于同步信號失去后的合并單元守時能力，國家電網(wǎng)公司也已經(jīng)有了明確的技術(shù)指標。但目前國內(nèi)、外都沒有明確的技術(shù)方案來測試合并單元的守時能力，往往是利用一些報文的發(fā)送特點來實現(xiàn)，或者是利用合并單元輸出的脈沖信號來測試其守時能力，但這些測試方式都不是本質(zhì)反應合并單元的守時能力，反應的僅僅是合并單元守時的處理機制。其本質(zhì)應是合并單元對于模擬量信號的傳遞在同步信號失去的情況下對于模擬量發(fā)送時間的控制，其直接反應的應是模擬量的相位角關(guān)系。由于數(shù)字量采樣值報文是按照離散點來發(fā)送的，所以同步守時能力應是直接反應數(shù)字量的相位角關(guān)系在時域上的變化。
[0003]所以從目前現(xiàn)狀來看，迫切需要一種裝置來定量精確測試合并單元在同步信號失去的情況下對于數(shù)字信號的處理守時能力，而不僅僅是測試其秒脈沖的同步能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試儀及其方法，解決目前的測試方法或裝置無法直接反應模擬量的相位角關(guān)系，也無法直接反應數(shù)字量的相位角關(guān)系在時域上變化的問題。
[0005]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試儀，包括
報文控制模塊，由主CPU構(gòu)成，連接有報文發(fā)送模塊、報文接收模塊對時模塊；
報文發(fā)送模塊，由FPGA控制，分別向合并單元和報文接收模塊發(fā)送FT3報文；
報文接收模塊，接收合并單元發(fā)出的9-2報文，接收報文接收模塊發(fā)送的FT3報文； 對時模塊，通過同步光纖接收GPS模塊的GPS信號，通過同步光纖與合并單元同步。
[0006]更進一步的技術(shù)方案是，所述報文控制模塊連接有上位機連接模塊。
[0007]—種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試方法，包括以下步驟: 步驟一，報文控制模塊通過報文發(fā)送模塊向分別合并單元和報文接收模塊發(fā)送FT3報
文； 步驟二，報文控制模塊通過對時模塊接收GPS模塊的同步信號，合并單元接收GPS模塊的同步信號并向報文接收模塊發(fā)送9-2報文，時模塊通過同步光纖與合并單元同步；
步驟三；報文控制模塊通過報文接收模塊接收報文發(fā)送模塊發(fā)出的FT3報文和合并單元發(fā)出的9-2報文；
步驟四，報文控制模塊按照同步測試法測試出這兩者間的同步誤差；
步驟五；將斷開合并單元的同步光纖，測試合并單元相位角變化，是否滿足4us/10min要求即角度變化應在5分以內(nèi)，滿足則符合同步要求。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:可以從本質(zhì)上反應合并單元的守時能力，能偶反應合并單元對于模擬量信號的傳遞在同步信號失去的情況下對于模擬量發(fā)送時間的控制，直接反應出模擬量的相位角關(guān)系；而且，由于數(shù)字量采樣值報文是按照離散點來發(fā)送的，所以直接反應數(shù)字量的相位角關(guān)系在時域上的變化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明一種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試儀一個實施例的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0010]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0011]圖1示出了本發(fā)明一種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試儀的一個實施例:一種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試儀，包括
報文控制模塊，由主CPU構(gòu)成，連接有報文發(fā)送模塊、報文接收模塊對時模塊；
報文發(fā)送模塊，由FPGA控制，分別向合并單元和報文接收模塊發(fā)送FT3報文；
報文接收模塊，接收合并單元發(fā)出的9-2報文，接收報文接收模塊發(fā)送的FT3報文；
對時模塊，通過同步光纖接收GPS模塊的GPS信號，通過同步光纖與合并單元同步。
[0012]根據(jù)本發(fā)明一種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試儀的另一個實施例，所述報文控制模塊連接有上位機連接模塊。
[0013]本發(fā)明還示出了一種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試方法的一個實施例:一種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試方法，包括以下步驟:
步驟一，報文控制模塊通過報文發(fā)送模塊向分別合并單元和報文接收模塊發(fā)送FT3報
文；
步驟二，報文控制模塊通過對時模塊接收GPS模塊的同步信號，合并單元接收GPS模塊的同步信號并向報文接收模塊發(fā)送9-2報文，時模塊通過同步光纖與合并單元同步；
步驟三；報文控制模塊通過報文接收模塊接收報文發(fā)送模塊發(fā)出的FT3報文和合并單元發(fā)出的9-2報文；
步驟四，報文控制模塊按照同步測試法測試出這兩者間的同步誤差；
步驟五；將斷開合并單元的同步光纖，測試合并單元相位角變化，是否滿足4us/10min要求即角度變化應在5分以內(nèi)，滿足則符合同步要求。[0014]另外，基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試儀的人機界面在電腦上實現(xiàn)，軟件采用Iabview編程，界面設計友好，操作簡單，校驗過程全自動化，無需人為參與，直接將測試結(jié)果以表格的方式上送。
[0015]上位機與測試儀之間采用以太網(wǎng)通訊。測試儀與合并單元之間通過多模ST-ST光纖連接，測試儀內(nèi)部也通過相同多模ST-ST光纖連接。同步信號采用光纖B碼或光纖秒脈沖信號。
[0016]所述報文控制模塊采用的主CPU可以是摩托羅拉新一代POWER PC MPC8247，使裝置的穩(wěn)定性和運算速度得到可靠保證，報文接收模塊采用Agilent (安捷倫)公司的光接收器件，報文控制器與數(shù)字量輸入電度表，以及與數(shù)字量輸入電度表校驗儀之間的以太網(wǎng)控制，由XILEX公司的FPGA芯片來實現(xiàn)，以確保IEC61850-9協(xié)議發(fā)送的離散性精度控制，范圍可以精確到100ns。對時模塊用來獲得精確時間參數(shù)，接口采用ST，光纖波長采用1310nm。同步信號采用高精度恒溫晶振，以確保在沒有外接同步信號源的情況下也可以完成測試。報文發(fā)送模塊與報文接收模塊采用雙FPGA來實現(xiàn)，以確保數(shù)字源的可信度。人機界面的顯示通過電腦實現(xiàn)，界面軟件采用Iabview編程實現(xiàn)。電腦與報文控制模塊之間通過以太網(wǎng)通訊。
【權(quán)利要求】
1.一種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試儀，其特征在于:包括 報文控制模塊，由主CPU構(gòu)成，連接有報文發(fā)送模塊、報文接收模塊對時模塊； 報文發(fā)送模塊，由FPGA控制，分別向合并單元和報文接收模塊發(fā)送FT3報文； 報文接收模塊，接收合并單元發(fā)出的9-2報文，接收報文接收模塊發(fā)送的FT3報文； 對時模塊，通過同步光纖接收GPS模塊的GPS信號，通過同步光纖與合并單元同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試儀，其特征在于:所述報文控制模塊連接有上位機連接模塊。
3.一種基于模擬量數(shù)字化傳遞的合并單元同步守時測試方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟一，報文控制模塊通過報文發(fā)送模塊向分別合并單元和報文接收模塊發(fā)送FT3報文； 步驟二，報文控制模塊通過對時模塊接收GPS模塊的同步信號，合并單元接收GPS模塊的同步信號并向報文接收模塊發(fā)送9-2報文，時模塊通過同步光纖與合并單元同步； 步驟三；報文控制模塊通過報文接收模塊接收報文發(fā)送模塊發(fā)出的FT3報文和合并單元發(fā)出的9-2報文； 步驟四，報文控制模塊按照同步測試法測試出這兩者間的同步誤差； 步驟五；將斷開合并單元的同步光纖，測試合并單元相位角變化，是否滿足4us/10min要求即角度變化應在5分以內(nèi)，滿足則符合同步要求。
【文檔編號】G01R31/00GK103439597SQ201310338271
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】陳賢順, 江波, 楊勇波, 艾兵, 楊華云 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)四川省電力公司電力科學研究院