CN115629261A - 一种用于变电站避雷器在线监测系统的高精度同步装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于变电站避雷器在线监测系统的高精度同步装置，由1个电压信号采集处理单元、多个电流信号采集单元和RS485总线组成。其特征在于：所述电压信号采集处理单元和多个电流信号采集单元之间通过RS485总线连接；本发明的优点是：电压/电流信号采集处理单元从同一RS485总线上获取同步信号，且通过脉冲时延电路调节电压信号采集处理单元输入同步信号的时延，可消除电压信号采集处理单元和多个电流信号采集单元之间的同步误差，从而可精确匹配电压/电流信号采集处理单元的同步，消除系统测量的相位误差，从而提升系统的同步精度。
Description
技术领域
本发明涉及在线监测领域，具体是一种用于变电站避雷器在线监测系统的高精度同步装置。
背景技术
氧化锌避雷器（MOA）是一种用来保护电力系统中各种电力设备的装置，它可以使与之并联的各种电力设备免受异常高电压的冲击，从而保障整个电力系统的安全供电，因此它的正常工作对电力设备乃至整个电力系统起着十分重要的作用，因此对避雷器的监测具有重要意义。避雷器在线监测系统一般包含母线电压监测单元、氧化锌避雷器监测单元；这两个监测单元均需要计算各自监测信号的相位，并进行相角差；该相角差的值反映了避雷器绝缘劣化的程度，具有重要参考意义，因此这两个监测单元需要严格同步。常用的同步方法是电信号同步，通过电缆线连接，但这种同步方式容易受到环境干扰，且同步时延较差，导致计算出的相角差误差大。为了解决这个问题，本发明提供一种用于变电站避雷器在线监测系统的高精度同步装置，这种装置能很好的消除线路、装置带来的时延误差，使得在线监测系统装置间的同步更加精准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于变电站避雷器在线监测系统的高精度同步装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于变电站避雷器在线监测系统的高精度同步装置，由1个电压信号采集处理单元、多个电流信号采集单元和RS485总线组成，所述电压信号采集处理单元和多个电流信号采集单元之间通过RS485总线连接；电压信号采集处理单元包含了电压信号采集处理电路、接口转换电路一、接口转换电路二和脉冲时延电路；电流信号采集处理单元包含了接口转换电路三和电流信号采集处理电路；电压信号采集处理电路的一端连接接口转换电路一的输入端，另一端连接脉冲时延电路的输出端；接口转换电路一的输出端分别连接接口转换电路二输入端和接口转换电路三的输入端；接口转换电路二的输出端连接脉冲时延电路的输入端；接口转换电路三的输出端连接电流信号采集处理电路。
作为本发明的进一步技术方案：所述电压信号采集处理单元的电压信号采集处理电路发出同步信号，并通过接口转换电路一发送到RS485总线上；该同步信号经RS485总线分别到达接口转换电路二和接口转换电路三；这两者将RS485同步信号转换为CMOS电平的同步信号。接口转换电路二的输出信号经脉冲时延电路延时后回到电压信号采集处理电路，触发后者采集母线电压信号并计算出该电压信号的相位，记为A。
作为本发明的进一步技术方案：接口转换电路三的输出信号到达电流信号采集处理单元的电流信号采集处理电路，触发后者采集氧化锌避雷器全电流信号并计算出该电流信号的相位，记为B；然后通过所述RS485总线将该相位B发送给所述电压信号采集处理单元。
作为本发明的进一步技术方案：所述脉冲时延电路用于调节接口转换电路二接收到的同步信号的时延，从而消除电压信号采集单元和电流信号采集单元之间因线路和响应时间不一致带来的同步误差。
电压信号采集处理单元将电压信号相位A和电流相位B进行相减，得到相角差，即A-B；该相角差的值反映了避雷器绝缘劣化的程度，具有重要参考意义；为此，所述电压信号采集处理单元和各个电流信号采集单元需严格同步，消除线路时延等带来的相位误差。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：电压/电流信号采集处理单元从同一RS485总线上获取同步信号，且通过脉冲时延电路调节电压信号采集处理单元输入同步信号的时延，可消除电压信号采集处理单元和多个电流信号采集单元之间的同步误差，从而可精确匹配电压/电流信号采集处理单元的同步，消除系统测量的相位误差，从而提升系统的同步精度。
附图说明
图1为本发明的整体方框图。
具体实施方式
下面将对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1，如图1所示，一种用于变电站避雷器在线监测系统的高精度同步装置，由1个电压信号采集处理单元、多个电流信号采集单元和RS485总线组成。其特征在于：所述电压信号采集处理单元和多个电流信号采集单元之间通过RS485总线连接；电压信号采集处理单元包含了电压信号采集处理电路、接口转换电路一、接口转换电路二和脉冲时延电路；电流信号采集处理单元包含了接口转换电路三和电流信号采集处理电路；电压信号采集处理电路的一端连接接口转换电路一的输入端，另一端连接脉冲时延电路的输出端；接口转换电路一的输出端分别连接接口转换电路二输入端和接口转换电路三的输入端；接口转换电路二的输出端连接脉冲时延电路的输入端；接口转换电路三的输出端连接电流信号采集处理电路。
其中所述电压信号采集处理单元的电压信号采集处理电路发出同步信号，并通过接口转换电路一发送到RS485总线上；该同步信号经RS485总线分别到达接口转换电路二和接口转换电路三；这两者将RS485同步信号转换为CMOS电平的同步信号。接口转换电路二的输出信号经脉冲时延电路延时后回到电压信号采集处理电路，触发后者采集母线电压信号并计算出该电压信号的相位，记为A。
所述接口转换电路三的输出信号到达电流信号采集处理单元的电流信号采集处理电路，触发后者采集氧化锌避雷器全电流信号并计算出该电流信号的相位，记为B；然后通过所述RS485总线将该相位B发送给所述电压信号采集处理单元。
所述电压信号采集处理单元将电压信号相位A和电流相位B进行相减，得到相角差，即A-B；此功能不属于本发明的内容。
本发明具体实施步骤如下：
步骤1：电压信号采集处理单元的电压信号采集处理电路发出同步信号，该信号通过接口转换电路一同时发送到接口转换电路二和接口转换电路三。
步骤2：转换电路二和转换电路三分别接收步骤1的同步信号（记为Sa）；
步骤3：转换电路二输出同步信号（记为Sb）到脉冲时延电路，该脉冲时延电路将同步信号Sb延时，得到同步信号Sc;延时的时间长度可由所述电压信号采集处理电路设置,例如可设置为延时3us；设置的依据是根据实验室测得的电压信号采集处理单元和电流信号采集处理单元系统响应误差，以及现场RS485总线的长度引起的时延来计算。
步骤4：步骤3所产生的同步信号Sc，输入到电压信号采集处理电路，作为后者的同步采集触发信号；
步骤5：所述转换电路三接收到同步信号Sa，将其转换变成电流信号采集处理单元的同步信号，作为后者的同步采集触发信号；
上述五个步骤，是本发明的具体实现方式，消除了电压信号采集处理单元和电流信号采集处理单元的同步误差，提升了系统的测量精度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种用于变电站避雷器在线监测系统的高精度同步装置，由1个电压信号采集处理单元、多个电流信号采集单元和RS485总线组成，其特征在于：所述电压信号采集处理单元和多个电流信号采集单元之间通过RS485总线连接；电压信号采集处理单元包含了电压信号采集处理电路、接口转换电路一、接口转换电路二和脉冲时延电路；电流信号采集处理单元包含了接口转换电路三和电流信号采集处理电路；电压信号采集处理电路的一端连接接口转换电路一的输入端，另一端连接脉冲时延电路的输出端；接口转换电路一的输出端分别连接接口转换电路二输入端和接口转换电路三的输入端；接口转换电路二的输出端连接脉冲时延电路的输入端；接口转换电路三的输出端连接电流信号采集处理电路。
2.根据权利要求1所述的一种用于变电站避雷器在线监测系统的高精度同步装置，其特征在于，所述电压信号采集处理单元包含了电压信号采集处理电路、接口转换电路一、接口转换电路二和脉冲时延电路。
3.根据权利要求1所述的一种用于变电站避雷器在线监测系统的高精度同步装置，其特征在于，所述接口转换电路二其功能等同于接口转换电路三，用于将RS485信号转换为CMOS电平信号。
4.根据权利要求2所述的一种用于变电站避雷器在线监测系统的高精度同步装置，其特征在于，所述脉冲时延电路用于调节同步信号的时延，时延的时间可通过所述电压信号采集处理电路设置，从而消除电压信号采集处理单元和多个电流信号采集单元之间的相位误差，从而提升系统的同步精度。
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| CN202211358520.0A Pending CN115629261A (zh) | 2022-11-01 | 2022-11-01 | 一种用于变电站避雷器在线监测系统的高精度同步装置 |
Country Status (1)
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2022
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