CN201765317U - 多同步接口的便携式光电互感器校验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多同步接口的便携式光电互感器校验系统，包括标准互感器、被试光电互感器及光电互感器检验仪，其特征在于：所述被试光电互感器的二次转换器设置模拟量输出口、以太网输出口、串行FT3输出端口、IEEE1588同步通信端口及同步光脉冲端口，所述光电互感器检验仪包括数据采集模块和同步源模块，同步源模块向数据采集模块发出触发模拟采样内部脉冲，所述数据采集模块包括模拟量输入口、以太网输入口、串行FT3输入端口，分别与被试光电互感器的二次转换器的模拟量输出口、以太网输出口、串行FT3输出端口相通信。本实用新型涵盖了目前智能电网标准所涉及的所有互感器接口标准，满足智能电网发展的需要。

Description

多同步接口的便携式光电互感器校验系统

技术领域

本实用新型涉及的是一种光电互感器的稳态校验系统，属于电力系统互感器校验技术领域。

背景技术

目前，智能电网的发展已经从科研工程试点，走向了行业规范和行业标准的制定，并开始进行广泛工程实践的阶段，光电互感器是智能电网核心过程层设备之一。光电互感器的精度指标，直接影响着电力系统的计量、保护、监测以及控制等自动化功能，而以往的传统互感器校验仪无法与光电互感器实现接口，所以围绕光电互感器的精度校验，国内外出现了很多开创性的研究开发工作，如ABB公司、南京新宁光电公司、西安高压电器研究院、江苏电力试验研究院、国网电力科学研究院等等，均有类似的校验方案或者校验设备出现。

从现阶段已经研制出的光电互感器校验系统来看，虽然能够完成一部分的互感器校验任务，但均具有系统功能简单、数据接口单一、同步方案不完善，以及便携性欠缺等方面的问题。从现阶段已经研制出的光电互感器校验系统来看，虽然能够完成一部分的互感器校验任务，但由于前期行业标准尚未定稿，以及现有互感器校验仪只考虑了某些具体互感器厂家的通信接口，结构上未考虑校验仪与上位机的独立和便携等原因，造成了系统功能简单、数据接口单一、同步方案不完善，以及便携性欠缺等方面的问题。

因而，开发出适应智能电网发展，并具有高精度，能满足工程需求多样性的光电互感器校验系统成为迫切之需。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是为了适应智能电网发展对光电互感器提出的性能指标及功能日益严格，针对目前现有光电互感器校验系统的局限性和不足，提供一种便携式光电互感器校验系统，以满足智能电网发展迫切之需。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种多同步接口的便携式光电互感器校验系统，包括标准互感器、被试光电互感器及光电互感器检验仪，其特征在于：所述被试光电互感器的二次转换器设置模拟量输出口、以太网输出口、串行FT3输出端口、IEEE1588同步通信端口及同步光脉冲端口，所述光电互感器检验仪包括数据采集模块和同步源模块，同步源模块向数据采集模块发出触发模拟采样内部脉冲，所述数据采集模块包括模拟量输入口、以太网输入口、串行FT3输入端口，分别与被试光电互感器的二次转换器的模拟量输出口、以太网输出口、串行FT3输出端口相通信，标准互感器的模拟量输出口与所述数据采集模块的模拟量输入口相通信；所述模拟量输入口、同步源模块通过USB口与上位机通信。

前述的多同步接口的便携式光电互感器校验系统，其特征在于：同步源模块的IEEE1588同步通信端口、同步光脉冲端口分别与被试光电互感器的二次转换器的IEEE1588同步通信端口及同步光脉冲端口相通信。

前述的多同步接口的便携式光电互感器校验系统，其特征在于：所述数据采集模块包括美国NI公司的高精度USB接口数据采集卡。

前述的多同步接口的便携式光电互感器校验系统，其特征在于：所述同步模块为Xilinx公司的CPLD，IEEE1588对时协议为National semiconductor的网络芯片83640和高精度恒温晶振。

本实用新型所达到的有益效果：本实用新型通过以上结构设置，能够对目前国内外的光电互感器的各类数据接口实现自适应对接：IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、FT3等，涵盖了目前智能电网标准所涉及的所有互感器接口标准，满足智能电网发展的需要。

附图说明

图1为本实用新型的便携式光电互感器校验系统结构示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型的便携式光电互感器校验系统结构示意图，为了完成精度校验，校验系统需要同时接收标准源侧和试品侧的共两路信号的输入。标准源侧的信号是精度校验试验的基准，它取自高精度标准互感器的模拟量输出，试品侧的信号根据试品不同的输出类型，可实现模拟量输出式、IEC61850-9-1数字量输出式、IEC61850-9-2数字量输出式、FT3串行输出式的接口。标准源侧和试品侧的两路信号采集必须在同步信号的控制下进行，以避免采样不同步造成的相位误差。校验系统的同步信号，可以采用IEEE1588对时协议，也可以采用符合标准的光秒脉冲输出，可满足目前光电互感器采用的各类同步方案，具有广泛的适用性。

校验仪通过USB口与上位机通信，无需外部供电，校验仪将标准源和试品的两路同步采集信号上传给校验系统软件，系统软件采用完善的算法进行数据分析，得到被试品的比差、相差指标，软件同时完成波形绘制、数据存储、数据回放、以及频差计算、谐波分析、报告生成等稳态精度校验功能。USB接口方式，相对于PCI、PXI等总线接口方式，具有极大的通用性和便携性。

本实用新型的便携式光电互感器校验系统，校验仪采用美国NI公司的高精度USB接口数据采集卡完成模拟量的采集，保证所有模拟量采集回路精度均达到0.03％以上。同步模块中的IEEE1588对时协议采用了National semiconductor的专用网络芯片83640和高精度恒温晶振，以实现IEC1588对时协议的主时钟功能。同时，同步模块采用Xilinx公司的CPLD，实现在整秒时刻发出触发脉冲以启动数据采集模块的模拟量采样。

通过USB接口，校验仪将所获取的两路待比较信号传至上位机分析软件。该分析软件采用频率跟踪处理，以不低于10K采样率的满数据窗数据样本进行滤波和DFT变换，使精度校验结果不受系统一次侧电量频率波动的影响，分析得出被试品的比差、相差指标，并对该指标进行统计和评定。软件同时能完成采样值的波形绘制，增强直观性。能够采用COMTRADE格式和专用高压缩率格式对采样数据进行存储，并能够对该数据文件进行事后回放。该系统可进行频差计算、谐波分析，以增加对光电互感器精度校验结果评定的参考数据。该系统最后还能对校验试验生成试验报告文件。

本实用新型具有以下特点：

1、功能完善。除了完成光电互感器精度校验的基本功能之外，能够对被测试的光电互感器试品进行协议一致性分析、校验数据存储、数据回放、波形绘制、波形分析、报告生成等功能。

2、数据接口丰富。本装置能够对目前国内外的光电互感器的各类数据接口实现自适应对接：IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、FT3等，涵盖了目前智能电网标准所涉及的所有互感器接口标准。

3、同步方案全面。具备多同步接口，IEEE1588精密时钟同步协议，和光秒脉冲同步，可满足光电互感器标准中所涉及到的不同同步方案的需求。

4、具有便携性。结构紧凑、体积小、重量轻、携带安全方便，采用USB接口方式，无需外部供电，能够与通用的笔记本电脑方便连接。

5、精度高。采用高精度采集板卡，和完善的电磁屏蔽措施，使系统的两路模拟量采集回路精度均达到0.05％以上，两路同步采样时差在1μS以内；分析软件采用完善的算法，使精度校验结果不受系统一次侧电量频率波动的影响。

该校验系统能够使目前光电互感器的校验工作得到全面的提升，从而为光电互感器的质量严格把关，为智能电网的安全稳定运行打下坚实基础。

以上已以较佳实施例公开了本实用新型，然其并非用以限制本实用新型，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多同步接口的便携式光电互感器校验系统，包括标准互感器、被试光电互感器及光电互感器检验仪，其特征在于：所述被试光电互感器的二次转换器设置模拟量输出口、以太网输出口、串行FT3输出端口、IEEE1588同步通信端口及同步光脉冲端口，所述光电互感器检验仪包括数据采集模块和同步源模块，同步源模块向数据采集模块发出触发模拟采样内部脉冲，所述数据采集模块包括模拟量输入口、以太网输入口、串行FT3输入端口，分别与被试光电互感器的二次转换器的模拟量输出口、以太网输出口、串行FT3输出端口相通信，标准互感器的模拟量输出口与所述数据采集模块的模拟量输入口相通信；所述光电互感器校验仪通过USB口与上位机通信。

2.根据权利要求1所述的多同步接口的便携式光电互感器校验系统，其特征在于：所述同步源模块的IEEE1588同步通信端口、同步光脉冲端口分别与被试光电互感器的二次转换器的IEEE1588同步通信端口及同步光脉冲端口相通信。

3.根据权利要求1或2所述的多同步接口的便携式光电互感器校验系统，其特征在于：所述数据采集模块包括美国NI公司的高精度USB接口数据采集卡。

4.根据权利要求1或2所述的多同步接口的便携式光电互感器校验系统，其特征在于：所述同步模块为Xilinx公司的CPLD，IEEE1588对时协议为National semiconductor的网络芯片83640和高精度恒温晶振。

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