專(zhuān)利名稱：用于在本地和遠(yuǎn)端的信源之間進(jìn)行數(shù)據(jù)校正的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及在兩個(gè)信源之間的數(shù)據(jù)傳輸和比較上述傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，更具體地說(shuō)涉及一種具有在將其比較之前校正來(lái)自兩個(gè)信源的數(shù)據(jù)能力的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
比較來(lái)自兩個(gè)遠(yuǎn)端信源的數(shù)據(jù)有各種各樣的理由，主要是，校正該數(shù)據(jù)組，從而使得精確比較成為可能。不管是否該數(shù)據(jù)被同步地或者異步地發(fā)送，這是成立的。
一個(gè)使用數(shù)據(jù)比較系統(tǒng)的例子是差動(dòng)繼電器，它用于保護(hù)一個(gè)電力系統(tǒng)。在操作中，運(yùn)行中的該繼電器比較在電力線上處于本地信源(稱為本地繼電器)的電流值和在相同的線路上遠(yuǎn)端源(稱為遠(yuǎn)端的繼電器)的電流值。如果由該繼電器執(zhí)行的電流差動(dòng)比較是準(zhǔn)確的，那么在進(jìn)行該比較之前，對(duì)兩組數(shù)據(jù)(來(lái)自該本地和遠(yuǎn)端源)進(jìn)行初始校準(zhǔn)是重要的。
數(shù)據(jù)校準(zhǔn)是重要的其他的方面應(yīng)用是大家所熟知的。這些包括在功率保護(hù)應(yīng)用和比功率保護(hù)更寬的測(cè)量系統(tǒng)中的事件記錄器系統(tǒng)和斷路器故障系統(tǒng)，以及其他在本地和遠(yuǎn)端源之間數(shù)據(jù)校準(zhǔn)是重要的情形，典型地是為了比較的目的。
基本上，由于兩個(gè)數(shù)據(jù)組的樣值中有差值，一個(gè)本地?cái)?shù)據(jù)組和一個(gè)遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)組，就出現(xiàn)了對(duì)于兩組數(shù)據(jù)校準(zhǔn)的問(wèn)題。例如該樣值可能是在相位方面不同，或者兩個(gè)數(shù)據(jù)組之間的采樣頻率可能不同。這些差值導(dǎo)致在兩個(gè)數(shù)據(jù)組之間未知的和變化的相移。此外，由于未知在兩個(gè)數(shù)據(jù)源之間的傳送時(shí)間(延遲)，來(lái)自遠(yuǎn)端源發(fā)送到本地信源用于比較的該采樣數(shù)據(jù)相對(duì)于在本地信源上采樣數(shù)據(jù)會(huì)有一個(gè)時(shí)間差別。
發(fā)明的公開(kāi)因此，本發(fā)明是一個(gè)用于校正和同步本地和遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源之間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括第一采樣系統(tǒng)，用于以一個(gè)原始采樣速率開(kāi)始采樣本地源數(shù)據(jù)；一個(gè)在本地信源上的接收機(jī)，用于接收從遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源采樣的數(shù)據(jù)；一個(gè)將該采樣的數(shù)據(jù)從本地信源發(fā)射到該遠(yuǎn)端源的發(fā)射機(jī)；一個(gè)延遲單元，用于將本地信源采樣的數(shù)據(jù)延遲一個(gè)大約等于本地和遠(yuǎn)端源之間的數(shù)據(jù)傳輸延遲時(shí)間的時(shí)間量；和一個(gè)重復(fù)取樣系統(tǒng)，用于以一個(gè)選擇的重復(fù)取樣速率重復(fù)取樣該延遲的本地源數(shù)據(jù)和從遠(yuǎn)端源接收的數(shù)據(jù)，其中該結(jié)果輸出是這樣的，該遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)在本地信源上與本地?cái)?shù)據(jù)校正一致。
此外，本發(fā)明的另一個(gè)方面是一個(gè)用于在監(jiān)控電力系統(tǒng)的至少二個(gè)保護(hù)繼電器之間交換數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，它包括在第一和第二保護(hù)繼電器之間延伸的第一和第二通信信道，用于在該繼電器之間保護(hù)和控制信息的通信，該第一和第二保護(hù)繼電器運(yùn)行在一個(gè)電力系統(tǒng)的電力線部分上；將數(shù)據(jù)沿著第一和第二通信信道從第一繼電器發(fā)送到第二繼電器的數(shù)據(jù)施加裝置；和一個(gè)在第二繼電器上連接選擇的通信信道的開(kāi)關(guān)，使得來(lái)自該連接的通信信道的處理的數(shù)據(jù)控制第二繼電器的輸出，該開(kāi)關(guān)響應(yīng)一個(gè)該選擇的通信信道切換到連接所述第二通信信道有故障的指示，從而減少?gòu)牡谝焕^電器繼續(xù)接收數(shù)據(jù)的任何延遲。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是一個(gè)示出本發(fā)明系統(tǒng)的方框圖，該系統(tǒng)具有一個(gè)本地?cái)?shù)據(jù)源和一個(gè)遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)源，并且兩個(gè)數(shù)據(jù)組是來(lái)自一個(gè)電源線的電流值。
圖2是一個(gè)示出圖1的系統(tǒng)變異的方框圖，該系統(tǒng)具有一個(gè)本地?cái)?shù)據(jù)源和二個(gè)遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)源。
圖3是一個(gè)示出用于本地和遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源新的雙通信線路安排的方框圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式圖1是一個(gè)示出本發(fā)明基本系統(tǒng)的方框圖，該基本系統(tǒng)是電源線保護(hù)的差動(dòng)電流繼電器的應(yīng)用。但是，應(yīng)該理解，本發(fā)明這樣一個(gè)應(yīng)用僅是用于說(shuō)明的目的，而不是意欲限制本發(fā)明的范圍。
在圖1中，在電源線上的一個(gè)已知點(diǎn)上來(lái)自電源線(信號(hào)電平是由變流器降低的)的模擬電流信號(hào)用于本地繼電器的低通濾波器部分12，該已知點(diǎn)是該本地繼電器的位置，指示為10。該位置是在電源線上一個(gè)特定的實(shí)體點(diǎn)。一個(gè)類(lèi)似的數(shù)據(jù)源/及其由10示出的繼電器位于同一的電源線上遠(yuǎn)離本地?cái)?shù)據(jù)源的地方。
還是參考圖1，該本地?cái)?shù)據(jù)組(例如，在本地繼電器上來(lái)自電源線的電流信號(hào))最初由低通濾波器12濾波，然后施加于一個(gè)模擬-數(shù)字(A-D)轉(zhuǎn)換器20上。該A-D轉(zhuǎn)換器20由一個(gè)頻率跟蹤器22驅(qū)動(dòng)，以每個(gè)電源系統(tǒng)周期采樣該模擬電流信號(hào)16次(在示出的實(shí)施例中)。
該數(shù)字化的信號(hào)然后在24被校準(zhǔn)，并且經(jīng)由一個(gè)滿周期余弦濾波器26濾波。
然后，在示出的實(shí)施例中，將結(jié)果信號(hào)然施加到一個(gè)常規(guī)的保護(hù)繼電器算法電路28，以提供后備保護(hù)，這一保護(hù)與基于由圖1余部提供的來(lái)自本地和遠(yuǎn)端信源電流的比較的保護(hù)是分開(kāi)的、額外的。上述的后備保護(hù)可以是基于阻抗計(jì)算(遠(yuǎn)距離保護(hù))、電流幅值計(jì)算(過(guò)電流保護(hù))，或者僅需要保護(hù)線路一端信號(hào)的其他的類(lèi)型的保護(hù)。
該余弦濾波器26的輸出被施加返回到頻率跟蹤器22，作為來(lái)自低通濾波器12的零交叉檢測(cè)信息(ZCD)，以控制該模擬信號(hào)的采樣率。
上述討論到的從低通濾波器12至余弦濾波器26的單元全部都是常規(guī)的，并且是常規(guī)的保護(hù)繼電器應(yīng)用的一部分。在下面作為這樣一個(gè)應(yīng)用的一部分解釋本發(fā)明。但是，如上所指出的，本發(fā)明的數(shù)據(jù)校正系統(tǒng)可被用于其他的應(yīng)用中。
還是參考圖1，校準(zhǔn)電路24的輸出被施加于第一重復(fù)取樣電路30，在示出的實(shí)施例中，它工作在800Hz頻率上，這是用于發(fā)射電路32的幀速度。電路32將本地重復(fù)取樣的數(shù)據(jù)從第一重復(fù)取樣電路30發(fā)送給遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源/繼電器。因此，來(lái)自本地信源的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)被頻率跟蹤器22以每電力系統(tǒng)頻率(其典型的是60Hz)16次的比率采樣，然后以第一重復(fù)取樣頻率再次采樣，這在示出的實(shí)施例中是800Hz。如上所述，該第一重復(fù)取樣頻率是可以改變的，但是應(yīng)該等于該發(fā)射幀速率。
因?yàn)樵摰谝恢貜?fù)取樣電路30和該發(fā)射電路32是由相同的頻率信號(hào)驅(qū)動(dòng)的，對(duì)于每個(gè)發(fā)送的幀剛好有一組采樣數(shù)據(jù)是可用的。在示出的實(shí)施例中，發(fā)射電路32還壓縮該本地源數(shù)據(jù)組為8位。在比較該二個(gè)數(shù)據(jù)組之前，在遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源/繼電器上的該接收機(jī)將擴(kuò)展從本地源接收的數(shù)據(jù)，從8位到在本地源/繼電器上存在的原始全部的信息位數(shù)。因此，在圖1的實(shí)施例中，發(fā)送到遠(yuǎn)端源/繼電器的信號(hào)是來(lái)自該模擬一數(shù)字變換器20的數(shù)字信號(hào)，它已經(jīng)以第一重復(fù)取樣頻率重復(fù)取樣。
除被用于發(fā)射電路32之外，來(lái)自該第一重復(fù)取樣電路30的該重復(fù)取樣信號(hào)還被施加于在該本地源電路之內(nèi)的延遲電路40。延遲電路40將來(lái)自第一重復(fù)取樣電路30的信號(hào)延遲一個(gè)指定的時(shí)間量，即，在遠(yuǎn)端源和本地源之間單向傳輸延遲時(shí)間。該延遲量是由一個(gè)“乒乓”電路36確定的。簡(jiǎn)要地說(shuō)，該單向傳輸延遲時(shí)間估計(jì)為近似一半的往返延遲時(shí)間。為了測(cè)量該往返延遲時(shí)間，該本地?cái)?shù)據(jù)源用一個(gè)標(biāo)示符標(biāo)記每個(gè)其發(fā)到遠(yuǎn)端源的信息，然后在接收電路38上確定需要花費(fèi)多長(zhǎng)時(shí)間去接收從該遠(yuǎn)端源對(duì)那個(gè)信息的一個(gè)響應(yīng)。該響應(yīng)消息包含一個(gè)字段，其包括在遠(yuǎn)端源那里接收到該信息和傳送該信息回到本地源之間流逝的時(shí)間量。單向傳輸延遲時(shí)間是往返延遲量減去在響應(yīng)之前該遠(yuǎn)端源持有來(lái)自該本地源信息的時(shí)間，并除以2。因此，乒乓電路36從該發(fā)射電路32和接收電路38獲得信息，來(lái)確定該實(shí)際傳輸延遲。然后，延遲的量被發(fā)送給該延遲電路40，如由虛線41所示。
來(lái)自第一重復(fù)取樣電路30的輸出按照來(lái)自乒乓電路36指定的延遲量被延遲，并且施加給第二重復(fù)取樣電路42。該第二重復(fù)取樣電路42設(shè)置為以一個(gè)等于本振頻率跟蹤速度的頻率進(jìn)行采樣，即，起始的采樣頻率，在這個(gè)特定的實(shí)施例中，它是960Hz。第二重復(fù)取樣電路42的輸出被施加于一個(gè)數(shù)字濾波器44，該數(shù)字濾波器44用于消除由重復(fù)取樣電路產(chǎn)生或者存在于該原有的本地源數(shù)據(jù)組之中的諧波及其他的噪音。然后，濾波器44的輸出被提供給本地?cái)?shù)據(jù)計(jì)算(和比較)電路46。當(dāng)然，該計(jì)算電路的布置和用途可以依據(jù)特定的應(yīng)用來(lái)改變。在目前的情況下，它執(zhí)行與該遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)的比較，并且產(chǎn)生被施加于接觸輸出端的該控制信號(hào)，它隨后在該比較指示一個(gè)在線故障的時(shí)候，它便動(dòng)作使該系統(tǒng)斷路器造成開(kāi)路。
來(lái)自該遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)接收在本地源上的接收機(jī)38中，如在上面解釋的。來(lái)自接收機(jī)38的數(shù)據(jù)被施加于另一個(gè)第二重復(fù)取樣電路48，它與第二重復(fù)取樣電路42是相同的。如果需要，重復(fù)取樣電路48可以與重復(fù)取樣電路42相結(jié)合。由于延遲電路40，施加于重復(fù)取樣電路48的數(shù)據(jù)與施加于第二重復(fù)取樣電路42的本地?cái)?shù)據(jù)時(shí)間上是一致的。據(jù)此，分別地從本地?cái)?shù)據(jù)源和遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源施加于第二重復(fù)取樣電路42和48的數(shù)據(jù)遲如期地被校正。
重復(fù)取樣電路48以與第二重復(fù)取樣電路42使用的相同頻率再次取樣施加給它的數(shù)據(jù)，即，用于采樣本地信源模擬數(shù)據(jù)的頻率。由于這兩個(gè)數(shù)據(jù)流是以相同的頻率采樣的，在這兩個(gè)采樣信號(hào)之間將存在相位校準(zhǔn)。來(lái)自第二重復(fù)取樣電路48的數(shù)據(jù)被施加于與濾波器44相同的一個(gè)濾波器50，然后施加于計(jì)算和比較電路46，如在上面說(shuō)明的，它以常規(guī)的方式進(jìn)行比較，以對(duì)該電力線提供保護(hù)。
因此，如圖1所示的本發(fā)明的電路提供了一種便利的和可靠的方式去校正來(lái)自本地和遠(yuǎn)端源的數(shù)據(jù)，以便得到準(zhǔn)確的比較結(jié)果。
在圖1的一個(gè)改進(jìn)的型式中，尤其考慮的不是帶寬時(shí)，第一個(gè)重復(fù)取樣電路30可以被去掉，并且將校準(zhǔn)電路24的輸出直接施加給發(fā)射電路32和延遲電路40。因此涉及延遲電路40的輸出指的或者是最初采樣的本地源信號(hào)的延遲(來(lái)自校準(zhǔn)電路24)，或者是重復(fù)取樣的本地源信號(hào)的延遲(諸如來(lái)自重復(fù)取樣電路30)。
此外，在圖1的特定電路中，具有一個(gè)第一重復(fù)取樣器30，由于從第一重復(fù)取樣電路30施加于延遲電路40的信號(hào)是一個(gè)離散時(shí)間采樣信號(hào)，并且采樣信號(hào)的延遲是由重復(fù)取樣完成的，即，在原始采樣之間的內(nèi)插，該延遲電路40實(shí)際上也是一個(gè)重復(fù)取樣器。延遲電路40可以是，并且典型地是和重復(fù)取樣電路42一體化(但不是重復(fù)取樣器48)。
圖2示出一個(gè)圖1的變異，包括一個(gè)本地?cái)?shù)據(jù)源和兩個(gè)遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源。在這種情況下，在本地?cái)?shù)據(jù)源處有兩個(gè)用于從該遠(yuǎn)端源接收數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)發(fā)射/接收信道。用于第一個(gè)遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源的第一個(gè)信道表示為60。該第一個(gè)信道60包括由“乒乓”62確定的第一延遲值(pp1)，它用于在本地信源和第一個(gè)遠(yuǎn)端信源之間單向傳輸延遲。對(duì)于第二個(gè)發(fā)射機(jī)/接收機(jī)信道64也是相同的，即利用乒乓電路66來(lái)確定第二延遲值pp2。
這些延遲值(pp1和pp2)施加于一個(gè)比較電路68，由此來(lái)確定兩個(gè)延遲值中哪個(gè)是最大的。該本地源數(shù)據(jù)將由這兩個(gè)單向傳輸延遲的較大的那個(gè)來(lái)延遲(延遲電路72)。具有較小的單向傳輸延遲的該遠(yuǎn)端的信道使其數(shù)據(jù)由這兩個(gè)傳輸延遲中的差值進(jìn)行延遲，如圖2所示。具有較大的單向傳輸延遲的該遠(yuǎn)端的信道不讓其輸入數(shù)據(jù)被延遲。延遲電路74和76就是如此設(shè)置的。電路布置安排在三個(gè)數(shù)據(jù)源位置的每個(gè)(三個(gè)獨(dú)立的終端)上面，并且每個(gè)位置具有一個(gè)本地?cái)?shù)據(jù)源和二個(gè)遠(yuǎn)端源。
因此，直接來(lái)自第一重復(fù)取樣電路80的本地源數(shù)據(jù)經(jīng)歷最長(zhǎng)的延遲，而具有兩個(gè)經(jīng)計(jì)算的傳輸延遲較小的那個(gè)遠(yuǎn)端的信道，或者是信道60或者64，按照在這兩個(gè)遠(yuǎn)端的傳輸延遲時(shí)間的較大的和較小的兩值之間的差值進(jìn)行延遲。該本地源數(shù)據(jù)任意地從與第一個(gè)信道60相連的重復(fù)取樣器中提取(這只是一個(gè)選擇的問(wèn)題)。它也可以取自與第二個(gè)信道64相連的該重復(fù)取樣器81。
圖2的延遲安排的結(jié)果是來(lái)自該本地信源和該兩個(gè)遠(yuǎn)端源的數(shù)據(jù)在該本地信源上全部及時(shí)地予以校正。然后，來(lái)自延遲電路72、74、76的數(shù)據(jù)組然后被發(fā)送給相同的第二重復(fù)取樣電路80-80，它們以原始采樣頻率對(duì)每個(gè)信號(hào)重復(fù)取樣。
第二重復(fù)取樣電路80-80的輸出被施加于相同的濾波器82-82，并且從那兒到計(jì)算和比較電路84。同樣，該計(jì)算/比較電路84不是本發(fā)明的一部分。電路84的輸出被施加于輸出接觸器，它控制電力線的斷路器。
在圖2的三個(gè)信源實(shí)施例中，至于平均發(fā)送幀速率(在圖2中為800Hz)是否相同，是不確定的。實(shí)際上，并沒(méi)有上述要求。例如，如果信道60是一個(gè)64k波特信道，并且信道64是一個(gè)56k波特信道，信道60的發(fā)送幀速率將是800Hz，并且信道64的發(fā)送幀速率將是700Hz。本發(fā)明的數(shù)據(jù)調(diào)整的方法/裝置對(duì)匹配或者失配的發(fā)送幀速率起同樣的作用。
再來(lái)看一下圖2的三個(gè)信源實(shí)施例，正如以上相對(duì)于圖1的討論一樣，該重復(fù)取樣電路80和81可以被去掉。
當(dāng)在圖1或者2的系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸期間出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤的時(shí)候，該接收繼電器就無(wú)法使用該消息內(nèi)容。由于是繼續(xù)發(fā)射有效信息是重要的，以便該遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)信源/繼電器可以繼續(xù)精確地執(zhí)行其自己的保護(hù)要求，對(duì)于一個(gè)被破壞的信息就不產(chǎn)生應(yīng)答，該本地繼電器僅僅響應(yīng)先前的未被破壞的消息。因此提高了有效接收之間的傳送數(shù)量。在那種情況下，該本地繼電器必須容忍在接收有效消息之間傳送兩個(gè)消息的可能性，并且遠(yuǎn)端的繼電器也必須能容忍接收對(duì)于某些傳送消息的兩個(gè)響應(yīng)。
對(duì)于在傳送過(guò)程中可能丟失的模擬數(shù)據(jù)，該本地繼電器可以被設(shè)計(jì)成能插入實(shí)際上接收的數(shù)據(jù)，以有效地重獲丟失的數(shù)據(jù)。然后，該數(shù)字濾波器除去某些由該插入產(chǎn)生的不想要的結(jié)果。然而，如果太多的數(shù)據(jù)被丟失而不能通過(guò)內(nèi)插來(lái)成功地進(jìn)行數(shù)據(jù)替換，該數(shù)據(jù)調(diào)整系統(tǒng)就被掛起，并且使用校正的數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理(比較)也是不可能的，直至通信得以恢復(fù)，并且該濾波器的輸出已經(jīng)穩(wěn)定。
因此，已經(jīng)公開(kāi)了一種新的在本地和遠(yuǎn)端源或者信源之間校正數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)考慮并校正在本地和遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源之間的傳輸延遲時(shí)間，和在該數(shù)據(jù)的初始相/頻率取樣中的差值兩者。
當(dāng)數(shù)據(jù)在兩個(gè)保護(hù)繼電器之間交換的時(shí)候，比如在包括本地和遠(yuǎn)端的繼電器的一種差動(dòng)比較繼電器布置之間，其中在遠(yuǎn)端的繼電器信源處的電力線上選定的電氣值與在本地繼電器信源上的電氣值相比較，諸如上述討論的，該電氣數(shù)據(jù)經(jīng)一個(gè)通信信道在繼電器之間傳送。在許多的例子中，在考慮到主要信道(由于故障的)失效的情況，應(yīng)提供一個(gè)冗余或者后備的信道。典型地，該發(fā)送繼電器包括一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)該系統(tǒng)識(shí)別出主要的通信信道有故障時(shí)，它就切換到后備通信信道。雖然這樣一個(gè)安排可以提供對(duì)故障信道的替代，從而維持了兩個(gè)繼電器之間的通信，在該接收的數(shù)據(jù)中存在一個(gè)延遲，即，從原始信道變壞(有故障)而接收到劣質(zhì)數(shù)據(jù)的時(shí)間到該系統(tǒng)切換到后備信道的時(shí)間，加上伴隨該通信信道的切換后使該數(shù)據(jù)恢復(fù)到該接收繼電器需要花費(fèi)的時(shí)間。如果在該延遲時(shí)間期間出現(xiàn)一個(gè)故障指示，這個(gè)數(shù)據(jù)的延遲或者中斷能夠?qū)е乱粋€(gè)斷路動(dòng)作的延遲。
圖3示出一種雙通信線路布置，其彌補(bǔ)了上述的數(shù)據(jù)延遲。所表示的兩個(gè)通信線路100和102延伸在兩個(gè)繼電器之間，即，一個(gè)遠(yuǎn)端的(接收)繼電器104和一個(gè)本地(發(fā)送)繼電器106。在本申請(qǐng)人的發(fā)明中，來(lái)自該發(fā)送繼電器的數(shù)據(jù)同時(shí)在信道100和102上傳送。來(lái)自兩個(gè)信道的數(shù)據(jù)在該接收繼電器上進(jìn)行校正、數(shù)字濾波和邏輯處理。一個(gè)開(kāi)關(guān)112設(shè)置在在該接收繼電器上。開(kāi)關(guān)112通常設(shè)置為使其與第一、主要信道100連接。該接收繼電器的輸出由來(lái)自第一信道100的算法處理的數(shù)據(jù)控制。當(dāng)那個(gè)信道被認(rèn)為有故障的時(shí)候，通過(guò)任何的常規(guī)的裝置，開(kāi)關(guān)112動(dòng)作并轉(zhuǎn)換到另一個(gè)通信信道102。即使有丟失數(shù)據(jù)或者延遲，來(lái)自該發(fā)送繼電器的信息處理的繼續(xù)是微乎其微的，僅僅是對(duì)操作該開(kāi)關(guān)112所需的時(shí)間，具體地說(shuō)，從檢測(cè)到該有故障的通信信道到完成切換操作的時(shí)間。爾后系統(tǒng)操作將繼續(xù)正常進(jìn)行。圖3表示出在一個(gè)方向上的通信。本發(fā)明通常是雙向的，在兩個(gè)繼電器的接收部分中都有開(kāi)關(guān)，進(jìn)行控制兩個(gè)方向的信道轉(zhuǎn)換的操作。
當(dāng)存在一個(gè)通信信道故障的時(shí)候，這種安排能導(dǎo)致響應(yīng)一個(gè)故障條件的較快的斷路動(dòng)作。此外，由于數(shù)據(jù)是經(jīng)兩個(gè)信道同時(shí)傳送的，則并不需要這些信道是相同的。以前的安排則要求這些信道是相同的。這兩點(diǎn)與現(xiàn)有的系統(tǒng)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。
雖然為了說(shuō)明的目的，在這里已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，應(yīng)該明白，不脫離由隨后的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神，還可以引入各種各樣的變化、改進(jìn)和替換。
權(quán)利要求
1.一種用于校正和同步本地和遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源之間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括第一采樣系統(tǒng)，以一個(gè)原始采樣速率對(duì)本地源數(shù)據(jù)進(jìn)行初始采樣；一個(gè)在本地?cái)?shù)據(jù)信源處接收來(lái)自遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源采樣的數(shù)據(jù)的接收機(jī)；一個(gè)發(fā)射機(jī)，用于將采樣的本地源數(shù)據(jù)發(fā)射到該遠(yuǎn)端源；一個(gè)延遲單元，用于將所說(shuō)本地源數(shù)據(jù)延遲一個(gè)大約等于本地和遠(yuǎn)端源之間的數(shù)據(jù)傳輸延遲時(shí)間的時(shí)間量；和一個(gè)重復(fù)取樣系統(tǒng)，用于以一個(gè)選擇的重復(fù)取樣速率再次對(duì)該延遲的本地源數(shù)據(jù)和從遠(yuǎn)端源接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，其中該結(jié)果輸出是使該遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)和本地?cái)?shù)據(jù)在該本地信源上進(jìn)行校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中從該遠(yuǎn)端源接收的數(shù)據(jù)最初是以所述原始采樣速率采樣，然后在傳送到該本地源之前被重復(fù)取樣，并且其中所說(shuō)系統(tǒng)包括另一個(gè)重復(fù)取樣系統(tǒng)，用于在其延遲之前再次對(duì)該最初采樣的本地源數(shù)據(jù)進(jìn)行取樣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中所述另一個(gè)重復(fù)取樣系統(tǒng)具有一個(gè)等于從本地信源傳輸數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)端源的幀速率的重復(fù)取樣速率，以確保每次至多只有一個(gè)數(shù)據(jù)組被發(fā)送到遠(yuǎn)端的繼電器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述用于本地和遠(yuǎn)端源數(shù)據(jù)的重復(fù)取樣系統(tǒng)具有一個(gè)等于該原始采樣速率的采樣速率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，包括一個(gè)濾波器，用于消除來(lái)自該重復(fù)取樣的本地和遠(yuǎn)端源數(shù)據(jù)的噪音。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該重復(fù)取樣的本地和遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)可以用于電力線保護(hù)系統(tǒng)中的差動(dòng)電流分析。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該延遲時(shí)間是通過(guò)確定在本地和遠(yuǎn)端源之間的往返行程數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，減去在由遠(yuǎn)端源收到本地源數(shù)據(jù)和傳送回到本地信源之間的時(shí)間量，然后將該結(jié)果除以2來(lái)確定的。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，包括兩個(gè)遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)源，其中來(lái)自所述另一個(gè)重復(fù)取樣系統(tǒng)的該本地源數(shù)據(jù)按照從遠(yuǎn)端源到本地信源的兩個(gè)單向傳輸時(shí)間的較大值延遲，其中來(lái)自該遠(yuǎn)端源具有兩個(gè)單向傳輸時(shí)間中較小的數(shù)據(jù)按照兩個(gè)單向傳輸時(shí)間之間單向傳輸時(shí)間的差值延遲，并且其中該延遲的本地源數(shù)據(jù)，該延遲的遠(yuǎn)端源數(shù)據(jù)和該無(wú)延遲的遠(yuǎn)端源數(shù)據(jù)全部都由所說(shuō)重復(fù)取樣系統(tǒng)重復(fù)取樣。
9.一種用于校正和同步本地和遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源之間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括第一采樣系統(tǒng)，用于以一個(gè)原始采樣速率對(duì)本地源數(shù)據(jù)進(jìn)行初始采樣；一個(gè)在該本地信源處接收來(lái)自該遠(yuǎn)端源的數(shù)據(jù)的接收機(jī)，從遠(yuǎn)端源接收的數(shù)據(jù)最初已經(jīng)以該原始采樣速率采樣，然后在傳送到該本地信源之前，在該遠(yuǎn)端源中以一個(gè)第一重復(fù)取樣速率重復(fù)取樣；一個(gè)第一重復(fù)取樣系統(tǒng)，用于以所述第一重復(fù)取樣速率重復(fù)取樣最初采樣的本地源數(shù)據(jù)；一個(gè)發(fā)射機(jī)，用于將該重復(fù)取樣的本地源數(shù)據(jù)發(fā)射到該遠(yuǎn)端源；一個(gè)延遲單元，用于將來(lái)自本地信源重復(fù)取樣的數(shù)據(jù)延遲一個(gè)大約等于本地和遠(yuǎn)端源之間的數(shù)據(jù)傳輸延遲時(shí)間的時(shí)間量；和一個(gè)第二重復(fù)取樣系統(tǒng)，用于以第二重復(fù)取樣速率重復(fù)取樣該延遲的本地源數(shù)據(jù)和從遠(yuǎn)端源接收的數(shù)據(jù)，其中的結(jié)果輸出是使該遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)與該本地?cái)?shù)據(jù)在該本地信源中進(jìn)行校正。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中所說(shuō)第一個(gè)重復(fù)取樣速率等于從本地信源傳輸數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)端源的幀速率，以確保每次至多只有一個(gè)采樣數(shù)據(jù)組被發(fā)送到遠(yuǎn)端的繼電器。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中所說(shuō)第二重復(fù)取樣速率等于該原始的采樣速率。
12.一種用于校正和同步本地和遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源之間數(shù)據(jù)的方法，包括下列步驟以一個(gè)原始采樣速率對(duì)本地源數(shù)據(jù)進(jìn)行初始采樣；從一個(gè)遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源接收采樣數(shù)據(jù)；發(fā)射該采樣的本地源數(shù)據(jù)到該遠(yuǎn)端源；將所采樣的本地信源數(shù)據(jù)延遲一個(gè)大約等于本地和遠(yuǎn)端源之間的數(shù)據(jù)傳輸延遲時(shí)間的時(shí)間量；和以一個(gè)選擇的重復(fù)取樣速率重復(fù)取樣該延遲的本地源數(shù)據(jù)和從遠(yuǎn)端源接收的數(shù)據(jù)，其中的結(jié)果輸出是使該遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)與該本地?cái)?shù)據(jù)在本地信源處進(jìn)行校正。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中從該遠(yuǎn)端源接收的數(shù)據(jù)最初以所述原始采樣速率采樣，然后在傳送到該本地信源之前被重復(fù)取樣，其中所述的方法還包括在延遲步驟之前重復(fù)取樣該最初采樣的本地源數(shù)據(jù)的附加步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中該附加的重復(fù)取樣步驟具有一個(gè)等于從本地信源傳輸數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)端源的幀速率的速率，以確保每次至多只有一個(gè)數(shù)據(jù)組被發(fā)送到遠(yuǎn)端的繼電器。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中該本地和遠(yuǎn)端源數(shù)據(jù)的重復(fù)取樣具有一個(gè)等于原始采樣速率的采樣速率。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，包括一個(gè)濾波器，用于消除來(lái)自該重復(fù)取樣的本地和遠(yuǎn)端源數(shù)據(jù)的噪音。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中該重復(fù)取樣的本地和遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)可以用于電力線保護(hù)系統(tǒng)中的差動(dòng)電流分析。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中該延遲時(shí)間的確定是通過(guò)由本地和遠(yuǎn)端源之間的往返數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，減去由遠(yuǎn)端源收到本地源數(shù)據(jù)和傳送回到本地信源之間的時(shí)間量，然后除以2來(lái)確定的。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，用于兩個(gè)遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)源，其中來(lái)自所述另一個(gè)重復(fù)取樣系統(tǒng)的該本地源數(shù)據(jù)按照從遠(yuǎn)端源到本地信源的兩個(gè)單向傳輸時(shí)間的最大值延遲，其中來(lái)自所述一個(gè)遠(yuǎn)端源具有兩個(gè)單向傳輸時(shí)間較小的數(shù)據(jù)，按照在兩個(gè)單向傳輸時(shí)間之間單向傳輸時(shí)間的差值延遲，并且其中該延遲的本地源數(shù)據(jù)，該延遲的遠(yuǎn)端源數(shù)據(jù)和該無(wú)延遲的遠(yuǎn)端源數(shù)據(jù)全部都由該重復(fù)取樣系統(tǒng)重復(fù)取樣。
20.一種用于在監(jiān)控一個(gè)電力系統(tǒng)的二個(gè)保護(hù)繼電器之間數(shù)據(jù)交換的系統(tǒng)，包括在一個(gè)電力系統(tǒng)的電力線部分上工作的第一和第二保護(hù)繼電器之間延伸的第一和第二通信信道，用于在所述繼電器之間交換保護(hù)和控制信息；沿著第一和第二通信信道將數(shù)據(jù)從第一繼電器發(fā)送到第二繼電器的施加裝置；和一個(gè)在第二繼電器上連接一選擇的通信信道的開(kāi)關(guān)，以使來(lái)自所連接的通信信道的處理的數(shù)據(jù)來(lái)控制第二繼電器的輸出，該開(kāi)關(guān)響應(yīng)一個(gè)該選擇的通信信道切換到連接所述第二通信信道有故障的指示，從而減少?gòu)牡谝焕^電器繼續(xù)接收數(shù)據(jù)中的任何延遲。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該第一和第二通信信道大體上是相同的。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該第一和第二通信信道大體上是不相同的。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中在兩個(gè)通信信道上發(fā)送的數(shù)據(jù)要進(jìn)行校正、濾波和邏輯處理，使得兩個(gè)通信信道上的數(shù)據(jù)得以同等的處理。
24.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中第一和第二繼電器之間通信的傳送是雙向的，并且其中兩個(gè)繼電器都具有一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)該繼電器接收數(shù)據(jù)的時(shí)候，該開(kāi)關(guān)會(huì)響應(yīng)一個(gè)有故障的通信信道的動(dòng)作。
全文摘要
本地源數(shù)據(jù)首先以一個(gè)原始采樣速率采樣，然后以等于將所述數(shù)據(jù)發(fā)送到該遠(yuǎn)端源的幀速率的第一重復(fù)取樣速率重復(fù)取樣。然后，該重復(fù)取樣的本地源數(shù)據(jù)由本地和遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)源之間的傳送時(shí)間來(lái)延遲。來(lái)自遠(yuǎn)端的繼電器的數(shù)據(jù)在該遠(yuǎn)端源上以第一重復(fù)取樣速率重復(fù)取樣，然后在該本地信源上的該延遲的重復(fù)取樣的數(shù)據(jù)都以第二重復(fù)取樣速率、并以原始采樣速率重復(fù)取樣，以便在本地信源上產(chǎn)生校正的數(shù)據(jù)。該通信系統(tǒng)包括在一個(gè)電力系統(tǒng)的電力線部分上用于在兩個(gè)保護(hù)繼電器之間交換保護(hù)和控制信息的兩個(gè)通信信道。設(shè)置在該接收繼電器上的一個(gè)開(kāi)關(guān)連接一個(gè)通信信道，并且在通信信道和接收繼電器之間提供一個(gè)連接的鏈路。所發(fā)送的數(shù)據(jù)施加在兩個(gè)通信信道上，并且進(jìn)行大體上相同的處理。當(dāng)一個(gè)通信信道顯示有故障的時(shí)候，在該接收繼電器中的開(kāi)關(guān)就會(huì)動(dòng)作，連接第二通信信道，從而大體上可以防止在該發(fā)送繼電器的接收數(shù)據(jù)中的延遲。
文檔編號(hào)H02H3/05GK1516938SQ02811277
公開(kāi)日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2002年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月5日
發(fā)明者T·J·李, J·L·霍貝克, T J 李, 霍貝克 申請(qǐng)人:施魏策爾工程實(shí)驗(yàn)公司