CN110737188A - 便携式变电站二次设备的时钟检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了便携式变电站二次设备的时钟检测仪，涉及电力二次检修作业工具技术领域；其包括壳体、设置在壳体内的时钟检测装置、壳体上的无线通信模块、RJ‑45网络接口（1）、ST/FC光纤接口（2）、电B码接口（3）、液晶显示器（4）和USB接口（5），所述时钟检测装置与无线通信模块电连接并通过无线通信模块与外部无线通信连接，时钟检测装置分别与RJ‑45网络接口（1）、ST/FC光纤接口（2）、电B码接口（3）、液晶显示器（4）和USB接口（5）电连接；其通过壳体、时钟检测装置、无线通信模块、RJ‑45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口、液晶显示器和USB接口等，实现了变电站二次设备时钟检测。

Description

便携式变电站二次设备的时钟检测仪

技术领域

本发明涉及电力二次检修作业工具技术领域，尤其涉及一种便携式变电站二次设备的时钟检测仪。

背景技术

随着智能电网的飞速发展，变电站内二次设备的时钟准确性显得越来越重要，若时钟不准确或出现偏差，轻则引起信号时序紊乱，不利于故障分析及系统运行，重则引起继电保护装置采样出错，造成误动或拒动。因此，对变电站二次设备的时钟检测有很大的必要性。传统的时钟检测技术存在以下弊端。

1、目前在运的大多数变电站无时钟检测设备。若重新按站配置检测装置，则工程量大，且经济性较差。

2、变电站站内时钟监测大多采用后台监控机作为时钟管理中心，由后台监控机监测各二次设备的时钟状态，但由于后台监控机本身的对时精度仅为毫秒级，而二次设备对时精度可达微秒级，用低等级的检测高等级的不具说服力。

3、变电站内的时钟监测设备不具备检测对时装置，即授时源的功能。

现有技术问题及思考：

如何解决变电站二次设备时钟检测的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种便携式变电站二次设备的时钟检测仪，其通过壳体、时钟检测装置、无线通信模块、RJ-45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口、液晶显示器和USB接口等，实现了变电站二次设备时钟检测。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：包括壳体和设置在壳体内的时钟检测装置，还包括设置在壳体上的无线通信模块、RJ-45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口、液晶显示器和USB接口，所述时钟检测装置与无线通信模块电连接并通过无线通信模块与外部无线通信连接，时钟检测装置分别与RJ-45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口、液晶显示器和USB接口电连接。

进一步的技术方案在于：所述时钟检测装置为用于通过无线通信模块接收北斗系统或GPS系统的对时信号的时钟检测装置。

进一步的技术方案在于：所述液晶显示器为用于即时显示被检测设备的时钟状态或误差的显示器。

进一步的技术方案在于：所述USB接口为用于导出检测报告的USB口。

进一步的技术方案在于：所述RJ-45网络接口位于壳体的顶部。

进一步的技术方案在于：所述ST/FC光纤接口位于壳体的顶部。

进一步的技术方案在于：所述电B码接口位于壳体的顶部。

进一步的技术方案在于：所述液晶显示器镶嵌于壳体前表面的上部。

进一步的技术方案在于：所述USB接口位于壳体的底部。

进一步的技术方案在于：还包括镶嵌于壳体前表面的键盘，所述键盘位于液晶显示器的一侧并与时钟检测装置电连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

第一，包括壳体和设置在壳体内的时钟检测装置，还包括设置在壳体上的无线通信模块、RJ-45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口、液晶显示器和USB接口，所述时钟检测装置与无线通信模块电连接并通过无线通信模块与外部无线通信连接，时钟检测装置分别与RJ-45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口、液晶显示器和USB接口电连接。该技术方案，其通过壳体、时钟检测装置、无线通信模块、RJ-45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口、液晶显示器和USB接口等，实现了变电站二次设备时钟检测。

第二，所述时钟检测装置为用于通过无线通信模块接收北斗系统或GPS系统的对时信号的时钟检测装置。该技术方案，检测效率更高、检测精度更准确。

第三，所述液晶显示器为用于即时显示被检测设备的时钟状态或误差的显示器。该技术方案，检测使用更方便，结构更合理，能耗较低，便于长时间携带使用。

第四，所述USB接口为用于导出检测报告的USB口。该技术方案，检测使用更方便，便于与随身携带的USB打印机配合使用。

第五，所述RJ-45网络接口位于壳体的顶部。该技术方案，便于插接，检测使用更方便，结构更合理。

第六，所述ST/FC光纤接口位于壳体的顶部。该技术方案，便于插接，检测使用更方便，结构更合理。

第七，所述电B码接口位于壳体的顶部。该技术方案，便于插接，检测使用更方便，结构更合理。

第八，所述液晶显示器镶嵌于壳体前表面的上部。该技术方案，检测使用和查看数据更方便，结构更合理。

第九，所述USB接口位于壳体的底部。该技术方案，便于插接，检测使用更方便，结构更合理。

第十，还包括镶嵌于壳体前表面的键盘，所述键盘位于液晶显示器的一侧并与时钟检测装置电连接。该技术方案，检测使用和操控更方便，结构更合理。

详见具体实施方式部分描述。

附图说明

图1是本发明的结构图；

图2是本发明应用的原理框图；

图3是本发明中站控层网络设备检测时钟的示意图；

图4是本发明中基于NTP/SNTP时间同步监测算法的示意图；

图5是本发明中基于GOOSE网络乒乓算法的示意图；

图6是本发明中B码校验法的示意图。

其中：1RJ-45网络接口、2ST/FC光纤接口、3电B码接口、4液晶显示器、5USB接口，6键盘。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

实施例1：

如图1所示，本发明公开了一种便携式变电站二次设备的时钟检测仪，包括壳体、固定在壳体内的时钟检测装置和无线通信模块、镶嵌固定在壳体表面的RJ-45网络接口1、ST/FC光纤接口2、电B码接口3、液晶显示器4、USB接口5和键盘6，所述时钟检测装置与无线通信模块电连接并通过无线通信模块与外部无线通信连接，时钟检测装置分别与RJ-45网络接口1、ST/FC光纤接口2、电B码接口3、液晶显示器4、USB接口5和键盘6电连接。

所述时钟检测装置为用于通过无线通信模块接收北斗系统或GPS系统的对时信号的时钟检测装置。

所述液晶显示器4为用于即时显示被检测设备的时钟状态或误差的显示器。

所述USB接口5为用于导出检测报告的USB口。

如图1所示，所述ST/FC光纤接口2、RJ-45网络接口1和电B码接口3从左至右依次分布并位于壳体的顶部。

如图1所示，所述液晶显示器4镶嵌于壳体前表面的上部。

如图1所示，所述USB接口5位于壳体的底部。

如图1所示，所述键盘6位于液晶显示器4与USB接口5之间。

其中，时钟检测装置、无线通信模块、RJ-45网络接口1、ST/FC光纤接口2、电B码接口3、液晶显示器4、USB接口5和键盘6本身以及连接技术为现有技术在此不再赘述。

实施例1的发明构思：

其通过壳体、时钟检测装置、无线通信模块、RJ-45网络接口1、ST/FC光纤接口2、电B码接口3、液晶显示器4、USB接口5和键盘6等，实现了变电站二次设备时钟检测。

实施例2：

实施例2与实施例1的不同之处在于，冗余设计各接口，使用更便利。

本发明公开了一种便携式变电站二次设备的时钟检测仪，包括壳体、固定在壳体内的时钟检测装置和无线通信模块、镶嵌固定在壳体表面的RJ-45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口、液晶显示器、USB接口和键盘，所述时钟检测装置与无线通信模块电连接并通过无线通信模块与外部无线通信连接，时钟检测装置分别与RJ-45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口、液晶显示器、USB接口和键盘电连接。

所述时钟检测装置为用于通过无线通信模块接收北斗系统或GPS系统的对时信号的时钟检测装置。

所述液晶显示器为用于即时显示被检测设备的时钟状态或误差的显示器。

所述USB接口为用于导出检测报告的USB口。

所述ST/FC光纤接口的数量为两个分别是第一光纤接口和第二光纤接口，所述RJ-45网络接口的数量为两个分别是第一网络接口和第二网络接口，所述电B码接口的数量为两个分别是第一电B码接口和第二电B码接口，所述第一光纤接口、第一网络接口和第一电B码接口从左至右依次分布形成第一接口排并位于壳体的顶部，所述第二光纤接口、第二网络接口和第二电B码接口从上至下依次分布形成第二接口排并位于壳体的左侧。

所述液晶显示器镶嵌于壳体前表面的上部。

所述USB接口的数量为两个分别是第一USB接口和第二USB接口，第一USB接口位于壳体的底部，第二USB接口位于壳体的右侧。

所述键盘位于液晶显示器与第一USB接口之间。

其中，时钟检测装置、无线通信模块、RJ-45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口、液晶显示器、USB接口和键盘本身以及连接技术为现有技术在此不再赘述。

冗余设计各接口，使用更便利。

实施例3：

实施例3与实施例2的不同之处在于，增加便于手持的钢环，使用更便利。

本发明公开了一种便携式变电站二次设备的时钟检测仪，包括壳体、固定在壳体内的时钟检测装置和无线通信模块、镶嵌固定在壳体表面的RJ-45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口、液晶显示器、USB接口和键盘以及固定在壳体背面的钢环，所述时钟检测装置与无线通信模块电连接并通过无线通信模块与外部无线通信连接，时钟检测装置分别与RJ-45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口、液晶显示器、USB接口和键盘电连接。

所述时钟检测装置为用于通过无线通信模块接收北斗系统或GPS系统的对时信号的时钟检测装置。

所述液晶显示器为用于即时显示被检测设备的时钟状态或误差的显示器。

所述USB接口为用于导出检测报告的USB口。

所述ST/FC光纤接口的数量为两个分别是第一光纤接口和第二光纤接口，所述RJ-45网络接口的数量为两个分别是第一网络接口和第二网络接口，所述电B码接口的数量为两个分别是第一电B码接口和第二电B码接口，所述第一光纤接口、第一网络接口和第一电B码接口从左至右依次分布形成第一接口排并位于壳体的顶部，所述第二光纤接口、第二网络接口和第二电B码接口从上至下依次分布形成第二接口排并位于壳体的左侧。

所述液晶显示器镶嵌于壳体前表面的上部。

所述USB接口的数量为两个分别是第一USB接口和第二USB接口，第一USB接口位于壳体的底部，第二USB接口位于壳体的右侧。

所述键盘位于液晶显示器与第一USB接口之间。

其中，时钟检测装置、无线通信模块、RJ-45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口、液晶显示器、USB接口和键盘本身以及连接技术为现有技术在此不再赘述。

增加便于手持的钢环，使用更便利。

本申请的发明构思：

其通过壳体、时钟检测装置、无线通信模块、RJ-45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口、液晶显示器和USB接口等，实现了变电站二次设备时钟检测。

本申请的技术贡献：

提供了一种便携式变电站二次设备的时钟检测仪。具备检测站内所有二次设备及对时装置，即授时源，时钟状态的功能。其本身接受北斗系统及GPS系统高精度对时信号，且自身高精度守时。具备RJ-45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口，作为检测外部设备时钟状态的物理连接端口。采用便携小型化设计，无需固定安装，可随意在任意变电站多次使用。具备可视化液晶显示，即时显示被检测设备时钟状态及误差。具备USB接口，可导出检测报告。

说明：

如图2所示，便携式变电站二次设备的时钟检测仪的基本原理为：时钟检测仪接收被检测设备的时钟信息，与自身精确时钟进行比较，计算出时间差。其中二次设备为对时源或授时源。

便携式变电站二次设备的时钟检测仪作为时钟检测管理单元，其本身具备高精度对时及守时能力，能够稳定接受北斗系统及GPS系统对时信号。该部分属于现有技术，此处不再详述。对时精度达到纳秒级。

变电站内需检测时钟状态的二次设备主要分为三类：

1、继电保护装置、测控装置、服务器、录播器、电源管理单元PMU、保信子站等站控层网络设备。

2、合并单元、智能终端等过程层设备。

3、对时装置，即时钟源。

因此，按照上述三类设备说明便携式时钟检测仪的检测原理及实施方式。

一、继电保护装置、测控装置等站控层网络设备

如图3所示，站控层网络为电以太网络，通过交换机组网，继电保护装置、测控装置、服务器、录播器、电源管理单元PMU、保信子站等二次设备均通过RJ-45网口连接到站控层网络。因此，时钟检测装置可连接至交换机，使用NTP/SNTP 协议作为基本监测手段。

如图4所示，基于NTP/SNTP的时间同步监测算法。计算方式如下：

△t=[(T3–T2)+(T0–T1)]/2 式1

式1中，T0为检测仪发送“监测时钟请求”的时标，单位微秒；T1为被检测端收到“监测时钟请求”的时标，单位微秒；T2为被检测端返回“监测时钟请求的结果”的时标，单位微秒；T3为检测仪收到“监测时钟请求的结果”的时标，单位微秒；△t为测试仪时钟超前被监测装置内部时钟的钟差，单位微秒，正为相对超前，负代表相对滞后。

T0、T3时标为检测仪给出，被监测对象，即测控装置，返回为T1，T2。△t趋近于零则说明被测设备时钟准确。△t较大则说明对时异常。

二、合并单元、智能终端等过程层设备

对于不支持goose收发的合并单元来说，检测仪处理方法为：检测仪对收到的SV报文打时戳T2，把SV中ASDU1中的T1解析出来，在检测仪及合并单元都对时同步时，二者之差应为微秒级的网络延时，否则就是有一方没有同步上。

如图5所示，对于支持goose收发的合并单元或智能终端来说，采用基于GOOSE网络的乒乓算法来实现时钟检测，检测仪处理方法为：检测仪发出的请求报文时刻为T0，合并单元或智能终端收到该报文时刻为T1，应答报文离开合并单元或智能终端时刻为T2，检测仪收到该报文时刻为T3。检测仪根据这四个时标可算出网络延时以及二者钟差，根据钟差可判断是否同步上。

三、对时装置

针对对时装置即时钟源的时钟检测，其实就是对时钟源的精度校验。可采用以下两种方式。

一是采用电以太网NTP/SNTP 协议作为基本监测手段，同上文中的第一部分，因为对时装置也可以看成是站控层网络设备。

如图6所示，二是采用B码校验法。检测仪接收对时装置发出的电B码或光B码的信号，直接解析其中时间信息，与自身标准时间进行比对，可直接计算出钟差，从而得知被检测对时装置是否对时准确。

如图1所示，液晶显示器，用于实时显示钟差和检验结论。USB接口，用于导出检验报告。

保密运行实施例1的技术方案，工人反馈的有益效果在于：

第一，其通过壳体、时钟检测装置、无线通信模块、RJ-45网络接口、ST/FC光纤接口、电B码接口、液晶显示器和USB接口等，实现了变电站二次设备时钟检测。

第二，时钟检测装置为用于通过无线通信模块接收北斗系统或GPS系统的对时信号的时钟检测装置，检测效率更高、检测精度更准确。

第三，液晶显示器为用于即时显示被检测设备的时钟状态或误差的显示器，检测使用更方便，结构更合理，能耗较低，便于长时间携带使用。

第四，USB接口为用于导出检测报告的USB口，检测使用更方便，便于与随身携带的USB打印机配合使用。

第五，RJ-45网络接口位于壳体的顶部，便于插接，检测使用更方便，结构更合理。

第六，ST/FC光纤接口位于壳体的顶部，便于插接，检测使用更方便，结构更合理。

第七，电B码接口位于壳体的顶部，便于插接，检测使用更方便，结构更合理。

第八，液晶显示器镶嵌于壳体前表面的上部，检测使用和查看数据更方便，结构更合理。

第九，USB接口位于壳体的底部，便于插接，检测使用更方便，结构更合理。

第十，镶嵌于壳体前表面的键盘，所述键盘位于液晶显示器的一侧并与时钟检测装置电连接，检测使用和操控更方便，结构更合理。

保密运行实施例1的技术方案，工人反馈的不足之处在于：各接口数量只有一个，偶尔出现松脱的，就影响使用，感到不便。

保密运行实施例2的技术方案，工人反馈的有益效果在于：每种接口数量有两个，偶尔出现一个松脱的，不影响使用，方便多了。

保密运行实施例2的技术方案，工人反馈的不足之处在于：偶尔出现手持脱手，摔坏时钟检测仪，感到不便。

保密运行实施例3的技术方案，工人反馈的有益效果在于：有了便于手持的钢环，使用更便利了。

Claims (10)

1.一种便携式变电站二次设备的时钟检测仪，包括壳体和设置在壳体内的时钟检测装置，其特征在于：还包括设置在壳体上的无线通信模块、RJ-45网络接口（1）、ST/FC光纤接口（2）、电B码接口（3）、液晶显示器（4）和USB接口（5），所述时钟检测装置与无线通信模块电连接并通过无线通信模块与外部无线通信连接，时钟检测装置分别与RJ-45网络接口（1）、ST/FC光纤接口（2）、电B码接口（3）、液晶显示器（4）和USB接口（5）电连接。

2.根据权利要求1所述的便携式变电站二次设备的时钟检测仪，其特征在于：所述时钟检测装置为用于通过无线通信模块接收北斗系统或GPS系统的对时信号的时钟检测装置。

3.根据权利要求1所述的便携式变电站二次设备的时钟检测仪，其特征在于：所述液晶显示器（4）为用于即时显示被检测设备的时钟状态或误差的显示器。

4.根据权利要求1所述的便携式变电站二次设备的时钟检测仪，其特征在于：所述USB接口（5）为用于导出检测报告的USB口。

5.根据权利要求1所述的便携式变电站二次设备的时钟检测仪，其特征在于：所述RJ-45网络接口（1）位于壳体的顶部。

6.根据权利要求1所述的便携式变电站二次设备的时钟检测仪，其特征在于：所述ST/FC光纤接口（2）位于壳体的顶部。

7.根据权利要求1所述的便携式变电站二次设备的时钟检测仪，其特征在于：所述电B码接口（3）位于壳体的顶部。

8.根据权利要求1所述的便携式变电站二次设备的时钟检测仪，其特征在于：所述液晶显示器（4）镶嵌于壳体前表面的上部。

9.根据权利要求1所述的便携式变电站二次设备的时钟检测仪，其特征在于：所述USB接口（5）位于壳体的底部。

10.根据权利要求1～9中任意一项所述的便携式变电站二次设备的时钟检测仪，其特征在于：还包括镶嵌于壳体前表面的键盘（6），所述键盘（6）位于液晶显示器（4）的一侧并与时钟检测装置电连接。

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