專利名稱：基于多端自適應(yīng)采樣同步方法的光纖縱差保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及 一 種基于多端自適 應(yīng)釆樣同步方法的光纖縱差保護(hù)裝置.
背景技術(shù)：
與傳統(tǒng)的電流保護(hù)或距離保護(hù)相比，輸電線路電流差動(dòng)保護(hù)比較線路兩側(cè) 電流量，具有免除負(fù)荷電流影響、不反應(yīng)系統(tǒng)振蕩、選擇性好和靈敏度高等優(yōu) 點(diǎn)。與其它數(shù)據(jù)通道相比，光纖通道具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、誤碼率低、工作 穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。因此，隨著光纖通道技術(shù)的成熟，光纖差動(dòng)保護(hù)在電網(wǎng)輸電線路 上得到廣泛應(yīng)用。但是現(xiàn)有的采樣技術(shù)不能很好的保持采樣的同步性。綜合國(guó)
內(nèi)外現(xiàn)有資料，電力系統(tǒng)光纖縱差采樣同步主要有3種方法基于數(shù)據(jù)通道的
同步法，基于參考相量同步法，基于GPS同步法。
基于數(shù)據(jù)通道的同步法，差動(dòng)保護(hù)和其他保護(hù)功能難以集成到同一裝置。 基于參考相量的同步法，線路模型和相量精度不容易估計(jì)，難以精確同步。 基于GPS的同步法，需要安裝專門的GPS接收機(jī)，工程不宜推廣。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明旨在提供一種能保證釆樣同步、同時(shí)集成光纖差動(dòng) 保護(hù)和距離等其他保護(hù)功能的基于多端自適應(yīng)釆樣同步方法的光纖縱差保護(hù)裝
為解決上述問題,本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的 一種基于多端自適應(yīng)釆樣同步方法的光纖縱差保護(hù)裝置，包括主控模件、 交流模件、面板模件、電源模件，上述的面板模件包括按鍵、液晶顯示器、信 號(hào)燈，其特征在于上述的主控模件包括PowerPC處理器、CPU、 A/D轉(zhuǎn)換器、 DRAM存儲(chǔ)器、FLASH存儲(chǔ)器、濾波器。
前述的基于多端自適應(yīng)采樣同步方法的光纖縱差保護(hù)裝置，其特征在于 上述的A/D轉(zhuǎn)換器采用250kHz高速16bit A/D轉(zhuǎn)換器。
前述的基于多端自適應(yīng)采樣同步方法的光纖縱差保護(hù)裝置，其特征在于 采用漸進(jìn)式采樣調(diào)整技術(shù)，保護(hù)釆樣頻率基本保持穩(wěn)定。
前述的基于多端自適應(yīng)采樣同步方法的光纖縱差保護(hù)裝置，其特征在于采 用雙通道多端模式現(xiàn)場(chǎng)切換技術(shù)，雙光纖通道并行工作。
前述的基于多端自適應(yīng)采樣同步方法的光纖縱差保護(hù)裝置，其特征在于 釆用隨機(jī)編碼主從自適應(yīng)技術(shù)。
本發(fā)明的有益效果是釆樣率基本保持穩(wěn)定，能保證釆樣同步，且同一套
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)既可以提供差動(dòng)保護(hù)功能，也可以提供距離等其他保護(hù)功能。從 而達(dá)到同一裝置不僅包括差動(dòng)保護(hù)，同時(shí)可以包括其他保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)有效完 備的保護(hù)。


圖i是裝置總體結(jié)構(gòu)圖2是本發(fā)明主控模件的結(jié)構(gòu)框圖. 附圖中主要部分符號(hào)說明
1、主控模件，2、交流模件，3、電源模件，4、面板模件，5、濾波器， 6、 A/D轉(zhuǎn)換器，7、 FLASH存儲(chǔ)器，8、 DR趨存儲(chǔ)器,9、 CPU, 10、 60X總 線，11、 FRAM鐵電存儲(chǔ)器
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體介紹如下 本發(fā)明的設(shè)計(jì)包括算法設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)部分。
1、 算法設(shè)計(jì)
本裝置的核心算法為多端自適應(yīng)采樣同步算法，
(1) 、首先通過基于數(shù)據(jù)通道的乒乓同步算法，推算出通道的通信時(shí)間；(2) 、再由通道通信時(shí)間，推算得到對(duì)側(cè)和本側(cè)的釆樣同步誤差；
(3) 、由通過向?qū)?cè)傳送16位隨機(jī)數(shù)，通過比較本側(cè)和對(duì)側(cè)隨機(jī)數(shù)大小， 來自適應(yīng)設(shè)置主從；
(4) 、由自適應(yīng)得到的主從，從側(cè)緩慢調(diào)整釆樣頻率，每周波調(diào)整15微秒， 最后，達(dá)到兩側(cè)釆樣同步的目的，滿足差動(dòng)保護(hù)要求；
(5) 、若有不同的運(yùn)行模式，比如T接線和2端模式的選擇、單通道和冗 余模式的選擇，通過定值的設(shè)置，做到現(xiàn)場(chǎng)自適應(yīng)不同運(yùn)行模式。
2、 軟件設(shè)計(jì)
本裝置軟件包含以實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)的主控模件嵌入式軟件以及 面板模件的基于客戶服務(wù)器模式的嵌入式軟件。
裝置在vxWorks多任務(wù)操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上編寫應(yīng)用軟件，完成數(shù)據(jù)釆集、光縱 同步，數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)據(jù)緩沖、數(shù)據(jù)顯示以及事件報(bào)告等功能。
主控模件l軟件包括定時(shí)中斷采集、光縱釆樣同步、釆集數(shù)據(jù)管理、數(shù)字信 號(hào)處理、錄波及計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)、事件報(bào)告及與面板模件4的通訊設(shè)計(jì)。面板模件單片機(jī)軟件完成液晶顯示及信號(hào)燈控制、按鍵信息釆集及與主控模 件之間的通訊等功能。主控模件1與面板模件4之間按照一定的協(xié)議通過HDLC協(xié)議進(jìn)行通訊。主 控模件1輸出到面板模件4的內(nèi)容為液晶顯示內(nèi)容、讀取指示燈狀態(tài)指令、設(shè) 置指示燈狀態(tài)；面板模件4輸入到主控模件1的內(nèi)容為報(bào)文確認(rèn)和否認(rèn)、按鍵 及指示燈狀態(tài)。3、硬件設(shè)計(jì)本裝置的開發(fā)基于多端自適應(yīng)釆樣同步算法；除了能運(yùn)行光纖差動(dòng)保護(hù)， 還能運(yùn)行包括距離等其他的保護(hù)功能。本裝置包括主控模件1、交流模件2、面板模件4以及電源模件3四部分， 其總體結(jié)構(gòu)如圖l所示。主控模件1完成模數(shù)轉(zhuǎn)換、測(cè)量算法計(jì)算、波形及計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)等功能。 其結(jié)構(gòu)框架如圖2所示。主控模件是本裝置的核心，基于PowerPC處理器、CPU10、 16bitA/D轉(zhuǎn)換器6以及大容量的FLASH存儲(chǔ)器7、 DRAM存儲(chǔ)器8，提供模數(shù)轉(zhuǎn) 換、計(jì)算及存儲(chǔ)功能，保證本裝置能實(shí)時(shí)對(duì)電力信號(hào)進(jìn)行高精度測(cè)量和計(jì)算， 快速動(dòng)作。釆用二階RC無源低通濾波器5 +高速16bit A/D轉(zhuǎn)換器6 ( 250kHz)構(gòu)成 模擬量釆集系統(tǒng)，信噪比可達(dá)86dBs，釆樣速率可達(dá)到7. 2kHz。交流模件2將強(qiáng)電輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成幅值為±5V的電壓電信號(hào)，并將輸入和 輸出隔離。其輸出信號(hào)引入主控模件l的A/D釆集輸入端。面板模件4以PowerPC為核心構(gòu)建，提供了人機(jī)接口 ，提供按鍵搡作輸入、 液晶及信號(hào)燈顯示等功能，通過HDLC總線與主控模件1進(jìn)行串行通訊。電源模件3輸入為110V或220V,其輸出供其它模件使用。本裝置釆用漸進(jìn)式采樣調(diào)整技術(shù)，保護(hù)采樣頻率基本保持穩(wěn)定，可同時(shí)滿 足差動(dòng)保護(hù)和其他保護(hù)功能的要求。同一數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng)可以既提供差動(dòng)保護(hù)功 能，又能提供距離保護(hù)等其他保護(hù)功能。另外本裝置釆用雙通道多端模式現(xiàn)場(chǎng) 切換技術(shù)，雙光纖通道并行工作，支持3端模式或2端熱備用模式現(xiàn)場(chǎng)切換。 另本裝置采用隨機(jī)編碼主從自適應(yīng)技術(shù)，采用隨機(jī)編碼比較方法，自動(dòng)確定主 從模式。以上已以較佳實(shí)施例公布了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡釆取等 同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、基于多端自適應(yīng)采樣同步方法的光纖縱差保護(hù)裝置，包括主控模件、交流模件、面板模件、電源模件，上述的面板模件包括按鍵、液晶顯示器、信號(hào)燈，其特征在于上述的主控模件包括PowerPC處理器、CPU、A/D轉(zhuǎn)換器、DRAM存儲(chǔ)器、FLASH存儲(chǔ)器、濾波器；上述的交流模件包括電信號(hào)轉(zhuǎn)換器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多端自適應(yīng)釆樣同步方法的光纖縱差保護(hù)裝 置，其特征在于上述的濾波器釆用二階RC無源低通濾波器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于多端自適應(yīng)釆樣同步方法的光纖縱差保護(hù)裝 置，其特征在于上述的A/D轉(zhuǎn)換器采用250kHz高速16bit A/D轉(zhuǎn)換器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于多端自適應(yīng)采樣同步方法的光纖縱差保護(hù)裝 置，其特征在于上述的交流模件輸出為幅值為土5V的低壓電信號(hào)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于多端自適應(yīng)釆樣同步方法的光纖縱差保護(hù)裝 置，其特征在于上述的電源模件輸入為IIOV或220V。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于多端自適應(yīng)采樣同步方法的光纖縱差保護(hù)裝置，包括主控模件、交流模件、面板模件、電源模件，上述的面板模件包括按鍵、液晶顯示器、信號(hào)燈，其特征在于上述的主控模件包括PowerPC處理器、CPU、A/D轉(zhuǎn)換器、DRAM存儲(chǔ)器、FLASH存儲(chǔ)器、濾波器；上述的交流模件包括電信號(hào)轉(zhuǎn)換器。采用多端自適應(yīng)采樣同步算法確定采樣誤差，自適應(yīng)主從來調(diào)整采樣頻率達(dá)到采樣同步。本發(fā)明在同一套保護(hù)裝置內(nèi)采樣率基本保持穩(wěn)定，能保證采樣同步，且同一套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)既可以提供差動(dòng)保護(hù)功能，也可以提供距離保護(hù)等其他保護(hù)功能。從而達(dá)到同一裝置不僅包括差動(dòng)保護(hù)，同時(shí)可以包括其他保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)有效完備的保護(hù)。
文檔編號(hào)H02H3/46GK101159373SQ20071002167
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者尹秋帆, 云 張, 魏建功 申請(qǐng)人:國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司