CN104330758B - 一种电子式互感器整周波延时检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力检测技术领域，提供了一种电子式互感器整周波延时检测装置及方法。在本发明中，电子式互感器整周波延时检测装置分别与时钟同步装置和电子式互感器连接，包括源输出模块、时钟模块、A/D模块、以太网模块和采样处理模块；时钟模块用于与时钟同步装置进行同步，提供时钟信号；源输出模块用于输出首周波模拟量信号；A/D模块用于对首周波模拟量信号进行实时采样以输出第一采样数据；以太网模块用于处理电子式互感器发送的采样值报文以输出第二采样数据；采样处理模块用于对第一采样数据及第二采样数据进行处理，以波形图形式进行输出显示。本发明通过所述电子式互感器整周波延时检测装置及方法，提高了检测电子式互感器整周波延时的精度。

Description

一种电子式互感器整周波延时检测装置及方法

技术领域

本发明涉及电力检测技术领域，特别涉及一种电子式互感器整周波延时检测装置及方法。

背景技术

随着经济的发展、社会的进步、科技和信息化水平的提高以及全球资源和环境问题的日益突出，电网发展面临新课题和新挑战。发展智能电网，适应未来可持续发展的要求，已成为国际电力工业积极应对未来挑战的共同选择。数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。在我国随着数字化变电站的建设，电子式互感器等智能设备得到广泛应用。电子式互感器与传统互感器的差别在于传统互感器是通过电磁感应原理实现电量的量值传递，一次侧与二次侧的信号波形永远保持完全一致。而电子式互感器除了有传感元件之外还有数据处理单元，其二次输出不是电信号，而是数字信号；在电子式互感器实现数字化过程中，可能就会存在整周波延时现象。而当互感器出现整周波延时的时候将会使变电站中的差动保护设备误动作，从而导致变电站供电故障。

目前现有技术主要是通过控制可调电源的幅度的大小来标定周波位置，然后通过一系列的测试仪表组成变电站二次网络，从而判断周波的延时，此方法所需设备较多，测试过程比较复杂，其所用的可调电源精度不高，输出的信号不能突变，测试精度低。

发明内容

本发明提供了一种电子式互感器整周波延时检测装置及方法，提高了检测电子式互感器整周波延时的精度。

一方面,本发明提供了一种电子式互感器整周波延时检测装置，分别与时钟同步装置和电子式互感器连接，所述电子式互感器整周波延时检测装置包括源输出模块、时钟模块、A/D模块、以太网模块和采样处理模块；

所述时钟模块的输出端分别与所述源输出模块的输入端、所述A/D模块的第一输入端和所述以太网模块的第一输入端连接，所述时钟模块的输入端为所述电子式互感器整周波延时检测装置的第一输入端，所述源输出模块的输出端与所述A/D模块的第二输入端连接，所述源输出模块的输出端为所述电子式互感器整周波延时检测装置的输出端，所述A/D模块的输出端与所述采样处理模块的第一输入端连接，所述以太网模块的第二输入端为所述电子式互感器整周波延时检测装置的第二输入端，所述以太网模块的输出端与所述采样处理模块的第二输入端连接。

所述时钟同步装置的输出端分别与所述电子式互感器的第一输入端和所述电子式互感器整周波延时检测装置的第一输入端连接，所述电子式互感器的第二输入端与所述电子式互感器整周波延时检测装置的输出端连接，所述电子式互感器输出端与所述电子式互感器整周波延时检测装置的第二输入端连接。

所述时钟模块用于与所述时钟同步装置进行同步，并为所述源输出模块、所述A/D模块和所述以太网模块提供时钟信号；

所述源输出模块用于输出首周波模拟量信号；

所述A/D模块用于对所述首周波模拟量信号进行实时采样以输出第一采样数据；

所述以太网模块用于处理电子式互感器发送的采样值报文以输出第二采样数据；

所述采样处理模块用于对所述第一采样数据及所述第二采样数据进行处理，并将所述第一采样数据及所述第二采样数据以波形图形式进行输出显示。

另一方面,本发明提供了一种电子式互感器整周波延时检测方法，所述电子式互感器整周波延时检测方法包括：

时钟模块输出同步信号，在所述同步信号触发下源输出模块开始拟合模拟信号并输出首周波模拟量信号；

A/D采样模块在所述同步信号触发下对所述首周波模拟量信号进行采样，并输出第一采样数据；

电子式互感器对所述首周波模拟量信号通过A/D采样进行数字化，输出采样值报文；

以太网模块接收所述电子式互感器发送的所述采样值报文并解析所述采样值报文，并输出第二采样数据；

采样处理模块分别对所述第一采样数据及所述第二采样数据进行处理，并将所述第一采样数据及所述第二采样数据以波形图形式进行输出显示。

从上述本发明可知，由于电子式互感器整周波延时检测装置分别与时钟同步装置和电子式互感器连接，电子式互感器整周波延时检测装置包括源输出模块、时钟模块、A/D(Analog/Digital,模拟/数字)模块、以太网模块和采样处理模块；时钟模块的输出端分别与源输出模块的输入端、A/D模块的第一输入端和以太网模块的第一输入端连接，时钟模块的输入端为电子式互感器整周波延时检测装置的第一输入端，源输出模块的输出端与A/D模块的第二输入端连接，源输出模块的输出端为电子式互感器整周波延时检测装置的输出端，A/D模块的输出端与采样处理模块的第一输入端连接，以太网模块的第二输入端为电子式互感器整周波延时检测装置的第二输入端，以太网模块的输出端与采样处理模块的第二输入端连接。时钟模块用于与时钟同步装置进行同步，并为源输出模块、A/D模块和以太网模块提供时钟信号；源输出模块用于输出首周波模拟量信号；A/D模块用于对首周波模拟量信号进行实时采样以输出第一采样数据；以太网模块用于处理电子式互感器发送的采样值报文以输出第二采样数据；采样处理模块用于对第一采样数据及第二采样数据进行处理，并将第一采样数据及第二采样数据以波形图形式进行输出显示；因此，提高了检测电子式互感器整周波延时的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种电子式互感器整周波延时检测装置结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种电子式互感器整周波延时检测方法的实现流程图；

图3为源输出模块输出的首周波模拟量信号时序图；

图4为正常状态下周波检测图；

图5为整周波延迟下周波检测图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一:

本发明实施例一提供的一种电子式互感器整周波延时检测装置结构示意图，参见图1。

一种电子式互感器整周波延时检测装置01，分别与时钟同步装置03和电子式互感器02连接，电子式互感器整周波延时检测装置包括源输出模块11、时钟模块12、A/D模块13、以太网模块14和采样处理模块15；

时钟模块12的输出端分别与源输出模块11的输入端、A/D模块13的第一输入端和以太网模块14的第一输入端连接，时钟模块12的输入端为电子式互感器整周波延时检测装置01的第一输入端，源输出模块11的输出端与A/D模块13的第二输入端连接，源输出模块11的输出端为电子式互感器整周波延时检测装置01的输出端，A/D模块13的输出端与采样处理模块15的第一输入端连接，以太网模块14的第二输入端为电子式互感器整周波延时检测装置01的第二输入端，以太网模块14的输出端与采样处理模块15的第二输入端连接。

时钟同步装置01的输出端分别与电子式互感器02的第一输入端和电子式互感器整周波延时检测装置01的第一输入端连接，电子式互感器02的第二输入端与电子式互感器整周波延时检测装置01的输出端连接，电子式互感器02输出端与电子式互感器整周波延时检测装置01的第二输入端连接。

时钟模块12用于与时钟同步装置03进行同步，并为源输出模块11、A/D模块13和以太网模块14提供时钟信号；

源输出模块11用于输出首周波模拟量信号；首周波模拟量信号为只在同步触发时刻输出一个幅值不为零的周波信号，之后数个周波信号幅值均为零的信号。

A/D模块13用于对首周波模拟量信号进行实时采样以输出第一采样数据；

以太网模块14用于处理电子式互感器02发送的采样值报文以输出第二采样数据；

采样处理模块15用于对第一采样数据及第二采样数据进行处理，并将第一采样数据及第二采样数据以波形图形式进行输出显示。

分别对第一采样数据及第二采样数据进行处理具体为：分别对第一采样数据及第二采样数据进行离散傅里叶变换以计算第一个周波的比值差与相位差。

本实施例通过电子式互感器整周波延时检测装置分别与时钟同步装置和电子式互感器连接，电子式互感器整周波延时检测装置包括源输出模块、时钟模块、A/D模块、以太网模块和采样处理模块；时钟模块的输出端分别与源输出模块的输入端、A/D模块的第一输入端和以太网模块的第一输入端连接，时钟模块的输入端为电子式互感器整周波延时检测装置的第一输入端，源输出模块的输出端与A/D模块的第二输入端连接，源输出模块的输出端为电子式互感器整周波延时检测装置的输出端，A/D模块的输出端与采样处理模块的第一输入端连接，以太网模块的第二输入端为电子式互感器整周波延时检测装置的第二输入端，以太网模块的输出端与采样处理模块的第二输入端连接。时钟模块用于与时钟同步装置进行同步，并为源输出模块、A/D模块和以太网模块提供时钟信号；源输出模块用于输出首周波模拟量信号；A/D模块用于对首周波模拟量信号进行实时采样以输出第一采样数据；以太网模块用于处理电子式互感器发送的采样值报文以输出第二采样数据；采样处理模块用于对第一采样数据及第二采样数据进行处理，并将第一采样数据及第二采样数据以波形图形式进行输出显示；因此，提高了检测电子式互感器整周波延时的精度。

实施例二：

本发明实施例二提供的一种电子式互感器整周波延时检测方法流程，参见图2，电子式互感器整周波延时检测方法包括：

101.时钟模块输出同步信号，在同步信号触发下源输出模块开始拟合模拟信号并输出首周波模拟量信号。首周波模拟量信号为只在同步触发时刻输出一个幅值不为零的周波信号，之后数个周波信号幅值均为零的信号。

102.A/D采样模块在同步信号触发下对首周波模拟量信号进行采样，并输出第一采样数据。

103.电子式互感器对首周波模拟量信号通过A/D采样进行数字化，输出采样值报文。

104.以太网模块接收电子式互感器发送的采样值报文并解析采样值报文，并输出第二采样数据。

105.采样处理模块分别对第一采样数据及第二采样数据进行处理，并将第一采样数据及第二采样数据以波形图形式进行输出显示。分别对第一采样数据及第二采样数据进行处理具体为：分别对第一采样数据及第二采样数据进行离散傅里叶变换以计算第一个周波的比值差与相位差。

例如，时钟模块输出同步信号，在同步信号触发下源输出模块开始拟合模拟信号并输出首周波模拟量信号，如图3所示。同步脉冲信号每秒可触发源输出模块输出且只在同步触发时刻输出一个幅值不为零的周波信号，之后49个周波信号幅值均为零。即只有在同步触发的前20ms内模拟量信号的幅值不为0，在20ms后至下一同步触发时刻模拟量信号的幅值均为0。

A/D采样模块在同步信号触发下对首周波模拟量信号进行采样，并输出第一采样数据。

电子式互感器接收首周波模拟量信号，对首周波模拟量信号通过A/D采样进行数字化，输出采样值报文。基于同步方式的电子式互感器，在同步触发时刻，会将该时间点的采样值对应的采样序号重置为0，之后每个采样点的采样序号依次加1。则在一秒内的序号依次从0至3999。那么，就可以将采样报文根据采样序号进行还原。

以太网模块接收电子式互感器发送的采样值报文并解析采样值报文，并输出第二采样数据。

采样处理模块分别对第一采样数据及第二采样数据进行处理，并将第一采样数据及第二采样数据以波形图形式进行输出显示。

正常状态下时，如图4所示，标准波形图与被检波形图基本重叠；而当数字信号整周波延迟时，如图5所示，可直观的分辨出被检信号滞后于标准信号一个周波。

为进一步量化判断结果，分别对第一采样数据及第二采样数据进行处理具体为：分别对第一采样数据及第二采样数据进行离散傅里叶变换以计算第一个周波的比值差与相位差。

本实施例通过时钟模块输出同步信号，在同步信号触发下源输出模块开始拟合模拟信号并输出首周波模拟量信号；A/D采样模块在同步信号触发下对首周波模拟量信号进行采样，并输出第一采样数据；电子式互感器对首周波模拟量信号通过A/D采样进行数字化，输出采样值报文；以太网模块接收电子式互感器发送的采样值报文并解析采样值报文，并输出第二采样数据；采样处理模块分别对第一采样数据及第二采样数据进行处理，并将第一采样数据及第二采样数据以波形图形式进行输出显示；因此，提高了检测电子式互感器整周波延时的精度。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电子式互感器整周波延时检测装置，分别与时钟同步装置和电子式互感器连接，其特征在于，所述电子式互感器整周波延时检测装置包括源输出模块、时钟模块、A/D模块、以太网模块和采样处理模块；

所述时钟模块的输出端分别与所述源输出模块的输入端、所述A/D模块的第一输入端和所述以太网模块的第一输入端连接，所述时钟模块的输入端为所述电子式互感器整周波延时检测装置的第一输入端，所述源输出模块的输出端与所述A/D模块的第二输入端连接，所述源输出模块的输出端为所述电子式互感器整周波延时检测装置的输出端，所述A/D模块的输出端与所述采样处理模块的第一输入端连接，所述以太网模块的第二输入端为所述电子式互感器整周波延时检测装置的第二输入端，所述以太网模块的输出端与所述采样处理模块的第二输入端连接；

所述时钟同步装置的输出端分别与所述电子式互感器的第一输入端和所述电子式互感器整周波延时检测装置的第一输入端连接，所述电子式互感器的第二输入端与所述电子式互感器整周波延时检测装置的输出端连接，所述电子式互感器输出端与所述电子式互感器整周波延时检测装置的第二输入端连接；

所述时钟模块用于与所述时钟同步装置进行同步，并为所述源输出模块、所述A/D模块和所述以太网模块提供时钟信号；

所述源输出模块用于输出首周波模拟量信号；

所述A/D模块用于对所述首周波模拟量信号进行实时采样以输出第一采样数据；

所述以太网模块用于处理电子式互感器发送的采样值报文以输出第二采样数据；

所述采样处理模块用于对所述第一采样数据及所述第二采样数据进行处理，并将所述第一采样数据及所述第二采样数据以波形图形式进行输出显示。

2.根据权利要求1所述的电子式互感器整周波延时检测装置，其特征在于，所述首周波模拟量信号为只在同步触发时刻输出一个幅值不为零的周波信号，之后数个周波信号幅值均为零的信号。

3.根据权利要求1所述的电子式互感器整周波延时检测装置，其特征在于，所述分别对所述第一采样数据及所述第二采样数据进行处理具体为：分别对所述第一采样数据及所述第二采样数据进行离散傅里叶变换以计算第一个周波的比值差与相位差。

4.如权利要求1所述电子式互感器整周波延时检测装置的电子式互感器整周波延时检测方法，其特征在于，所述电子式互感器整周波延时检测方法包括：

时钟模块输出同步信号，在所述同步信号触发下源输出模块开始拟合模拟信号并输出首周波模拟量信号；

A/D采样模块在所述同步信号触发下对所述首周波模拟量信号进行采样，并输出第一采样数据；

电子式互感器对所述首周波模拟量信号通过A/D采样进行数字化，输出采样值报文；

以太网模块接收所述电子式互感器发送的所述采样值报文并解析所述采样值报文，并输出第二采样数据；

采样处理模块分别对所述第一采样数据及所述第二采样数据进行处理，并将所述第一采样数据及所述第二采样数据以波形图形式进行输出显示。

5.根据权利要求4所述的电子式互感器整周波延时检测方法，其特征在于，所述首周波模拟量信号为只在同步触发时刻输出一个幅值不为零的周波信号，之后数个周波信号幅值均为零的信号。

6.根据权利要求4所述的电子式互感器整周波延时检测方法，其特征在于，所述分别对所述第一采样数据及所述第二采样数据进行处理具体为：分别对所述第一采样数据及所述第二采样数据进行离散傅里叶变换以计算第一个周波的比值差与相位差。