一种数字化采样延时变频测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种数字化采样延时变频测量系统，其特征在于，包括模拟量输出部分、采集测量部分，所述模拟量输出部分与所述采集测量部分相连接；所述模拟量输出部分外接电子式互感器或模拟量输入合并单元，所述采集测量部分外接所述电子式互感器或所述模拟量输入合并单元。本实用新型专利技术基于变频原理，通过测量电子式互感器或模拟量输入合并单元对不同频率稳态模拟量信号的非整周期延时，减小SV报文发送时差的影响，提高数字化采样延时测量准确度；同时有效解决了电子式互感器和模拟量输入合并单元工程应用中无法准确测量整周期延时的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种数字化采样延时变频测量系统，属于电力自动化

技术介绍
电子式互感器包括电子式电流互感器(简称ECT，即ElectronicCurrentTransformer)和电子式电压互感器(简称EVT，即ElectronicVoltageTransformer)。模拟量输入合并单元是指直接接收常规互感器二次模拟量输出的合并单元，比如用于连接母线TV的合并单元。电子式互感器和模拟量输入合并单元都是将模拟量的输入进行数字化采样，最终输出数字量。数字化采样以光纤网络传输取代了常规的电缆传输，从而可以避免电缆多点接点、电流互感器二次开路、电压互感器二次短路、长距离传输损耗大等问题，且采样值的数字化网络传输方式有利于数据的共享，适应智能变电站发展方向。因此，电子式互感器和模拟输入合并单元的数字化采样方式在智能变电站中得到了大量应用。电子式互感器和模拟量输入合并单元的数字化采样都需经过数据采集、数据处理、等待以及传输等环节，需要一定的时间。其中，数据采集、数据处理和等待环节一般基于定时中断完成，定时中断一般是采样周期的整数倍，这些环节所需的时间较长，是整个采样延时的主要部分，达到ms级。而数据发送和传输环节的延时具有一定不确定性，但这部分延时小，对整个采样环节的总延时影响较小。数字化采样的延时可分为整周期延时和非整周期延时。智能变电站中，继电保护的采样、合并单元间级联等点对点直接采样的应用中，必须基于采样环节的延时进行插值实现数据同步，这些应用中采样延时作为一个重要参数必须精确测量。智能变电站相应规范中要求数字化采样延时不能大于2ms，当数字化采样存在N个整周期延时，为了形式上满足技术要求，电子式互感器或合并单元制造商可能会将SV(SampledValue，即采样值)报文的序号向前移N个周波，此时对于基于外部信号同步采样的计量、测控、故障录波等应用的测量精度也有影响。因此，数字化采样的延时作为关键参数，工程应用中必须保证其正确性。目前，数字化采样延时测量方法一般是给电子式互感器或模拟量输入合并单元施加稳态的工频电流或电压，然后利用标准模拟量和被测SV数据之间工频信号的相位角关系来间接测量数字化采样的延时。这种测量方法为了能够正确测量相位关系，必须施加稳态的模拟量，对于周期信号，经过非整周期延时后的波形与原信号波形存在一定的相位差，因此可以通过这种测量稳态相位差然后转换为时间的方法得到数字化采样的非整周期延时。而对于稳态周期信号，经过整周期延时后与原信号是完全重合的，不存在相位差，因此无法利用这种测量稳态相位差的方法来测量整周期延时。目前，还有一种数字化采样延时测试方法是：在同步模式下，通过测量0序号SV报文的发送时间与同步信号之间的时间差而得到数字化采样延时。但是这种方法对于SV报文序号有人为前移或后移的现象无法检测，因此也无法正确测量数字化采样的整周期延时。电子互感器和模拟输入合并单元的数字化采样过程中数据采集、数据处理、等待以及传输等环节对于各种输入信号所需的时间是一致的，这体现出数字化采样的延时是一个群延时，对于各种频率的信号的延时是相同的。对于稳态周期信号而言，这一延时可以分为整周期延时和非整周期延时，其中非整周期延时可通过测量数字化采样输入和输出之间相位差的方法进行测量，但整周期延时难以识别和测量。整周期延时对于继电保护应用而言可能引起不正确动作，对于计量、测控而言也会引起准确度误差，因此也必须能准确够识别。因此，有必要采用一种新的数字化采样延时测量系统，能够准确测量出数字化采样环节中的整周期延时和非整周期延时，消除电子式互感器和模拟量输入合并单元工程应用中的安全隐患，提高智能变电站二次系统运行准确性，对智能变电站的安全、可靠运行具有重要意义。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种数字化采样延时变频测量系统，克服电子式互感器和模拟量输入合并单元工程应用中的安全隐患。本技术采用如下技术方案：一种数字化采样延时变频测量系统，其特征在于，包括模拟量输出部分、采集测量部分，所述模拟量输出部分与所述采集测量部分相连接；所述模拟量输出部分外接电子式互感器或模拟量输入合并单元，所述采集测量部分外接所述电子式互感器或所述模拟量输入合并单元；所述模拟量输出部分为所述电子式互感器或所述模拟量输入合并单元提供稳态模拟量信号，同时为所述采集测量部分提供反映所述电子式互感器或所述模拟量输入合并单元输入的二次信号；所述采集测量部分用以采集所述模拟量输出部分发送的二次信号，同时采集所述电子式互感器或所述模拟量输入合并单元输出的数字量SV信号，用以测量并计算数字化采样延时，用以显示测量计算出的延时结果。优选地，模拟量输出部分外接电子式互感器，模拟量输出部分包括依次连接的标准互感器、升流/升压器、变频控制器，标准互感器作为模拟量输出部分与电子式互感器的连接单元，同时也作为模拟量输出部分与采集测量部分的连接单元。优选地，模拟量输出部分外接模拟量输入合并单元，模拟量输出部分包括依次连接的功率放大器、变频控制器，功率放大器作为模拟量输出部分与模拟量输入合并单元的连接单元，同时也作为模拟量输出部分与采集测量部分的连接单元。优选地，采集测量部分包括AD转换模块、内部时钟模块、SV采集和时间标记模块、测量计算模块、结果显示模块，AD转换模块、SV采集和时间标记模块、结果显示模块均与测量计算模块连接，内部时钟模块分别与AD转换模块、SV采集和时间标记模块相连接；内部时钟模块用于产生AD转换模块的采样脉冲，并为SV采集和时间标记模块提供时间信息，AD转换模块作为模拟量输出部分与采集测量部分的连接单元，SV采集和时间标记模块用以采集电子式互感器或模拟量输入合并单元输出的数字量SV信号。本技术所达到的有益效果：(1)本技术基于变频原理，通过测量电子式互感器或模拟量输入合并单元对不同频率稳态模拟量信号的非整周期延时，从而计算得到数字化采样环节对所有频率信号的固有延时，包括非整周期延时和整周期延时，同时基于锁相技术跟踪SV报文的发送频率，补偿SV报文发送时差，减小SV报文发送时差的影响，提高数字化采样延时测量准确度；(2)本技术可以在稳态模拟量信号下测量数字化采样环节的整周期延时，有效解决了电子式互感器和模拟量输入合并单元工程应用中无法准确测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字化采样延时变频测量系统，其特征在于，包括模拟量输出部分、采集测量部分，所述模拟量输出部分与所述采集测量部分相连接；所述模拟量输出部分外接电子式互感器或模拟量输入合并单元，所述采集测量部分外接所述电子式互感器或所述模拟量输入合并单元；所述模拟量输出部分为所述电子式互感器或所述模拟量输入合并单元提供稳态模拟量信号，同时为所述采集测量部分提供反映所述电子式互感器或所述模拟量输入合并单元输入的二次信号；所述采集测量部分用以采集所述模拟量输出部分发送的二次信号，同时采集所述电子式互感器或所述模拟量输入合并单元输出的数字量SV信号，用以测量并计算数字化采样延时，用以显示测量计算出的延时结果。

【技术特征摘要】
1.一种数字化采样延时变频测量系统，其特征在于，包括模拟量输出部分、采集测量部分，所述模拟量输出部分与所述采集测量部分相连接；所述模拟量输出部分外接电子式互感器或模拟量输入合并单元，所述采集测量部分外接所述电子式互感器或所述模拟量输入合并单元；所述模拟量输出部分为所述电子式互感器或所述模拟量输入合并单元提供稳态模拟量信号，同时为所述采集测量部分提供反映所述电子式互感器或所述模拟量输入合并单元输入的二次信号；所述采集测量部分用以采集所述模拟量输出部分发送的二次信号，同时采集所述电子式互感器或所述模拟量输入合并单元输出的数字量SV信号，用以测量并计算数字化采样延时，用以显示测量计算出的延时结果。
2.根据权利要求1所述的一种数字化采样延时变频测量系统，其特征在于，所述模拟量输出部分外接电子式互感器，所述模拟量输出部分包括依次连接的标准互感器、升流/升压器、变频控制器，所述标准互感器作为所述模拟量输出部分与所述电子式互感器的连接单元，同时也作为所述模拟量输出部分与所述采集测量部分的连接单元。

【专利技术属性】
技术研发人员：汤一达，卜强生，袁宇波，高磊，宋亮亮，陈久林，嵇建飞，黄浩声，
申请(专利权)人：江苏省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，长沙理工大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32