CN113917833A - 一种对时装置及对时方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对时装置及对时方法，其中对时装置适用于输电线路绝缘缺陷放电预警监测装置，其包括工频电流监测模块和计算模块；所述工频电流监测模块用于监测工频电流过零点的时刻，并在工频电流过零点的时刻向对端发送对时消息，还用于接收对端发送的对时消息；所述计算模块用于存储算法做对时计算。本发明的对时装置适用于输电线路绝缘缺陷放电预警监测装置，并作为装置的备用对时使用，当装置中的GPS定位模块失效，备用对时装置仍可工作，最终仍然保证较高精度的故障(或缺陷放电点)定位准确度，具体很好的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及对时技术领域，具体涉及一种对时装置及对时方法。
背景技术
近年来，输电线路规模逐步发展壮大，但由于超高树木、雷击及飓风等因素导致的输电线路跳闸故障日益频繁，造成大量人力物力的浪费，对经济发展造成巨大损失。随着电力电网不断建设，对供电的稳定性也有了更高的要求。快速精准的实现输电线路故障监测与诊断，减小断电时间具有重要意义。为了缩短停电时间。减小停电损失，目前部分输电线路中安装输电线路故障定位装置以确保准确高效的对故障进行精确定位，最大程度的减小故障对社会经济造成的损失。
输电线路绝缘缺陷放电预警监测装置其原理与输电线路故障定位装置大体一致，均通过行波定位理论进行实时监测并定位。一般行波定位装置采用的都是双端定位方式进行定位，故障点或绝缘缺陷放电点产生后会向线路两段产生反向的两段行波，通过监测两个行波分别抵达监测点的时间差可以计算出故障点(或缺陷放电点)距离。
但在实际使用中，往往会发生一些设备GPS信号无效或GPS对时器出现故障等问题，无法实时对时，设备内部时间无法对时情况下会出现误差，导致最终距离定位出现较大误差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对时装置及对时方法，所述的对时装置安装于输电线路绝缘缺陷放电预警监测装置中，作为备用对时装置实用，该对时装置可以实现实时对时，可以解决现有技术中因设备GPS信号无效或GPS对时器出现故障无法实现实时对时，造成设备内部时间无法对时情况下会出现误差的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种对时装置，适用于输电线路绝缘缺陷放电预警监测装置，包括工频电流监测模块和计算模块；
所述工频电流监测模块用于监测工频电流过零点的时刻，并在工频电流过零点的时刻向对端发送对时消息，还用于接收对端发送的对时消息；
所述计算模块用于存储算法做对时计算。
进一步的，所述对时装置还包括电源子模块，所述电源子模块用于对时装置的供电。
本发明还提供了一种对时装置对时方法，包括以下步骤：
步骤S1、第一终端在工频电流过零点的T0时刻向第二终端发送对时消息；
步骤S2、第二终端在T1时刻接收第一终端发出的对时消息，并进行对时；
步骤S3、第二终端在工频电流过零点的T2时刻向第一终端发送请求对时命令；
步骤S4、第一终端在T3时刻接收第二终端的请求对时命令；
步骤S5、第一终端在电流过零的T5时刻向第二终端发送对时应答命令；
步骤S6、第二终端在T6时刻接收第一终端的对时应答命令；
步骤S7、校正第一终端与第二终端的传播时间；
步骤S8、计算第二终端的时间偏差Tz，并对第二终端进行时间校正。
进一步的，所述第一终端在T3时刻之前检测到电流信号相位为0°的最近时刻记为T4时刻；所述第二终端在T6时刻之前检测到电流信号相位为0°的最近时刻记为T7时刻。
进一步的，所述校正第一终端与第二终端的传播时间的原理为：
将T3时刻和T4时刻的时间差与T6时刻和T7时刻的时间差进行比较，根据比较结果对T4时刻或T7时刻进行时间补偿。
进一步的，所述第一终端和第二终端的工频电流过零点的判定方法具体包括：
监测第一终端/第二终端采集线路工频电流信号序列；
画窗取窗内幅值的平均值，依次平滑的滑动窗口计算窗内幅值的平均值；
比较两个相邻窗内平均值的数学符号，若符号相反，判定两窗交集内的元素为过零点时刻。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种对时装置及对时方法，此对时装置适用于输电线路绝缘缺陷放电预警监测装置，并作为备用对时使用。本发明采用对时装置间通信信号进行收发对时，形成多监测终端(输电线路绝缘缺陷放电预警监测装置)联动机制，保证了终端之间相对时间差的准确性，因而保障定位结果的准确性。故障或缺陷放电发生后，即便当前GPS定位模块失效，备用对时装置仍可工作，最终仍然保证较高精度的故障(或缺陷放电点)定位准确度，具体很好的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，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它的附图。
图1为对时装置对时方法的步骤示意图；
图2为终端的对时装置件间的通信对时过程示意图；
图3为波形过零点加窗判定示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
本发明实施例提供一种对时装置，适用于输电线路绝缘缺陷放电预警监测装置，为输电线路绝缘缺陷放电预警监测装置的一种备用对时装置，其包括工频电流监测模块和计算模块；
所述工频电流监测模块用于监测工频电流过零点的时刻，并在工频电流过零点的时刻向对端发送对时消息，还用于接收对端发送的对时消息；
所述计算模块用于存储算法做对时计算。
其中，工频电流监测模块可以与输电线路绝缘缺陷放电预警监测装置共用；计算模块可以单独放置，也可以集成在输电线路绝缘缺陷放电预警监测装置的主板内，整体备用对时装置对时效率高且占用空间较小。同时，对时装置之间主要采用4G信号进行通信传输。
具体的，所述对时装置还包括电源子模块，所述电源子模块用于对时装置的供电。电源子模块也可以和与输电线路绝缘缺陷放电预警监测装置共用，并为整个监测装置提供电源。
请参阅图1和图2，本实施例中提到的第一终端/第二终端等终端均为前述的输电线路绝缘缺陷放电预警监测装置，本申请实施例的对时装置对时方法，包括以下步骤：
步骤S1、第一终端在工频电流过零点的T0时刻向第二终端发送对时消息；
第一终端中的对时装置的工频电流监测模块监测到工频电流过零点的T0时刻，此时在T0时刻向第二终端发送对时消息。
步骤S2、第二终端在T1时刻接收第一终端发出的对时消息，并进行对时；
第二终端中的对时装置的工频电流监测模块接收来自第一终端发出的对时消息，并通过计算模块进行处理对时。
步骤S3、第二终端在工频电流过零点的T2时刻向第一终端发送请求对时命令；
第二终端中的对时装置的工频电流监测模块监测到工频电流过零点的T2时刻，此时在T2时刻向第一终端发送请求对时命令。
步骤S4、第一终端在T3时刻接收第二终端的请求对时命令；
第一终端的对时装置的工频电流监测模块接收第二终端的对时装置的工频电流监测模块发送的请求对时命令。其中，第一终端在T3时刻之前检测到电流信号相位为0°的最近时刻记为T4时刻。
步骤S5、第一终端在电流过零点的T5时刻向第二终端发送对时应答命令；
步骤S6、第二终端在T6时刻接收第一终端的对时应答命令；
其中，第二终端在T6时刻之前检测到电流信号相位为0°的最近时刻记为T7时刻。
步骤S7、校正第一终端与第二终端的传播时间；
具体为将T3时刻和T4时刻的时间差与T6时刻和T7时刻的时间差进行比较，根据比较结果对T4时刻或T7时刻进行时间补偿。具体如下：
若|(T3-T4)-(T6-T7)|<10ms，此时无需校正,；
若|(T3-T4)-(T6-T7)|≥10ms,且(T3-T4)>10ms，则T7＝T7-20ms；工频电流一个周期20ms；
若|(T3-T4)-(T6-T7)|≥10ms,且(T6-T7)>10ms，则T4＝T4-20ms。
步骤S8、计算第二终端的时间偏差Tz，并对第二终端进行时间校正。
其中时间偏差Tz的具体计算式如下：
Tz＝[(T7-T5)+(T2-T4)]/2
需要说明的是，由于对时装置主要依靠4G信号进行通信传输，可形成多监测终端联动机制，保证了终端之间相对时间差的准确性，因而保障定位结果的准确性。输电线路中故障或缺陷放电发生后，即便当前监测装置(终端)的GPS定位模块失效，备用对时装置仍可工作，最终仍然保证较高精度的故障(或缺陷放电点)定位准确度。其时间差计算公式如下：
故障点(或缺陷放电点)位置计算公式如下所示：
式中L1，L2分别为故障点(或缺陷放电点)距离两个监测点的距离；L为两个监测点的距离；△t为监测行波时间差；v0为行波在线路中传播速度，与电磁波在线路中的速度相同。根据时间差来计算故障(或缺陷放电点)距离，电磁波传播速度一般接近于光速，因此对时间精度要求很高，细微的时间差会导致最终较大程度的误差。
本申请的对时装置对时方法的另一个实施例，所述第一终端和第二终端的工频电流过零点的判定方法包括：
监测第一终端/第二终端采集线路工频电流信号序列，其采集点的幅值序列记作为{F0,F1,F2,F3...Fn}；
画窗取窗内幅值的平均值，依次平滑的滑动窗口计算窗内幅值的平均值；
比较两个相邻窗内平均值的数学符号，若符号相反，则判定两窗交集内的元素为过零点时刻。
具体请参阅图3，计算窗1内元素的算术平均值，记作
判定Fc1符号，假设为正；
计算窗2内元素的算术平均值，记作
判定Fc2符号，假设同为正；
此时需继续找窗3内元素的算术平均值，记作
假设此时Fc3符号为负号，则波形过零点时刻即位于窗2、窗3交集元素中，即元F2,F3,F4,F5中，此时直接判定F2,F3,F4,F5元素的符号反向的第一个点对应的时间作为波形过0时刻，即为终端的工频电流过零点时刻。
本实施例中选窗长度取5个元素点，后一个窗是前一个窗平滑向后移动一个元素点得到。根据窗内元素的平均值，判定波形过零点处于该窗内，则直接选择平均值符号相反的窗内交集的元素符号变化的点对应的时间作为工频电流波形过零点时刻。
本申请的对时装置对时方法的另一个实施例，当电流信号相位为0°时，其判定方法包括：
假设采集终端采集的波形数组为I(n)，采样率为fs/Hz，一个工频周期(即20ms)对应的点数为N，且有N＝0.02*fs。
将波形数组I(n)中前N个点取出，生成数组
m＝1，2，…N，进行如下计算：
其中，j为复数单位，j2＝-1。
此时，可得到波形的初始相位值，而波形采样率已知，即可计算两相邻采样点的时间间隔为1/fss，而工频电流一个周期20ms，波形为360°，基于此可得到每两个相邻采样点的相位差
最终得到每个采样点的相位，取最接近零相位的采样点作为波形零相位点。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
Claims (6)
1.一种对时装置，适用于输电线路绝缘缺陷放电预警监测装置，其特征在于，包括工频电流监测模块和计算模块；
所述工频电流监测模块用于监测工频电流过零点的时刻，并在工频电流过零点的时刻向对端发送对时消息，还用于接收对端发送的对时消息；
所述计算模块用于存储算法做对时计算。
2.根据权利要求1所述的对时装置，其特征在于，还包括电源子模块，所述电源子模块用于对时装置的供电。
3.一种对时装置对时方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、第一终端在工频电流过零点的T0时刻向第二终端发送对时消息；
步骤S2、第二终端在T1时刻接收第一终端发出的对时消息，并进行对时；
步骤S3、第二终端在工频电流过零点的T2时刻向第一终端发送请求对时命令；
步骤S4、第一终端在T3时刻接收第二终端的请求对时命令；
步骤S5、第一终端在电流过零的T5时刻向第二终端发送对时应答命令；
步骤S6、第二终端在T6时刻接收第一终端的对时应答命令；
步骤S7、校正第一终端与第二终端的传播时间；
步骤S8、计算第二终端的时间偏差Tz，并对第二终端进行时间校正。
4.根据权利要求3所述的对时装置对时方法，其特征在于，所述第一终端在T3时刻之前检测到电流信号相位为0°的最近时刻记为T4时刻；所述第二终端在T6时刻之前检测到电流信号相位为0°的最近时刻记为T7时刻。
5.根据权利要求4所述的对时装置对时方法，其特征在于，所述校正第一终端与第二终端的传播时间的原理为：
将T3时刻和T4时刻的时间差与T6时刻和T7时刻的时间差进行比较，根据比较结果对T4时刻或T7时刻进行时间补偿。
6.根据权利要求3所述的对时装置对时方法，其特征在于，所述第一终端和第二终端的工频电流过零点的判定方法具体包括：
监测第一终端/第二终端采集线路工频电流信号序列；
画窗取窗内幅值的平均值，依次平滑的滑动窗口计算窗内幅值的平均值；
比较两个相邻窗内平均值的数学符号，若符号相反，判定两窗交集内的元素为过零点时刻。
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|---|---|
| CN (1) | CN113917833A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8270465B1 (en) * | 2011-11-15 | 2012-09-18 | Xw Llc | Timing and time information extraction from a phase modulated signal in a radio controlled clock receiver |
| CN106455041A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-02-22 | 国家电网公司 | 基于输电线路的电力无线传感器网络时间同步方法及其系统 |
| CN108008246A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-05-08 | 湖南湘能智能电器股份有限公司 | 基于时域自适应窗的线路故障测距方法及装置 |
| CN108762048A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-11-06 | 齐鲁工业大学 | 一种利用工频电流信号实现配电终端对时的方法 |
| CN109254227A (zh) * | 2017-07-13 | 2019-01-22 | 全球能源互联网欧洲研究院 | 面向电网状态的检测方法、装置及系统 |
| CN211426687U (zh) * | 2019-11-29 | 2020-09-04 | 南京南瑞继保工程技术有限公司 | 一种局部放电监测装置 |
-
2021
- 2021-09-18 CN CN202111098938.8A patent/CN113917833A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8270465B1 (en) * | 2011-11-15 | 2012-09-18 | Xw Llc | Timing and time information extraction from a phase modulated signal in a radio controlled clock receiver |
| CN106455041A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-02-22 | 国家电网公司 | 基于输电线路的电力无线传感器网络时间同步方法及其系统 |
| CN109254227A (zh) * | 2017-07-13 | 2019-01-22 | 全球能源互联网欧洲研究院 | 面向电网状态的检测方法、装置及系统 |
| CN108008246A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-05-08 | 湖南湘能智能电器股份有限公司 | 基于时域自适应窗的线路故障测距方法及装置 |
| CN108762048A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-11-06 | 齐鲁工业大学 | 一种利用工频电流信号实现配电终端对时的方法 |
| CN211426687U (zh) * | 2019-11-29 | 2020-09-04 | 南京南瑞继保工程技术有限公司 | 一种局部放电监测装置 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 余凡等: "《多源遥感反演陆地表土壤水分方法》", 测绘出版社, pages: 26 * |
| 刘东: "数字-物理混合变电站培训仿真系统研究", 《中国博士学位论文全文数据库（工程科技Ⅱ辑）》 * |
| 刘东: "数字-物理混合变电站培训仿真系统研究", 《中国博士学位论文全文数据库（工程科技Ⅱ辑）》, 31 May 2021 (2021-05-31), pages 042 - 36 * |
| 李瀚霖: "基于故障同步识别的含DG配电网充分式差动保护研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库（工程科技Ⅱ辑）》, 31 March 2017 (2017-03-31), pages 042 - 2982 * |
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