CN207908665U - 应用gps时钟同步的行波测距校验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种应用GPS时钟同步的行波测距校验装置，包括：卫星时间同步单元、处理器及与所述处理器连接的显示器、信号收发单元、参数输入单元、存储单元、数模转换单元和电流模块单元。上述校验装置将预设的双端故障波形下载或通过参数输入单元输入到应用GPS时钟同步的行波测距校验装置中，利用GPS卫星同步装置同步触发，以向行波故障测距装置输出高频电流，以便行波故障测距装置根据本侧收到的应用GPS时钟同步的行波测距校验装置发出的故障行波波头和对侧行波故障测距装置发来的行波波头时间差、波速和线路总长，定位出故障位置，最终与实际的波形的故障位置相比较，以达到校验的目的。

Description

应用GPS时钟同步的行波测距校验装置

技术领域

本实用新型涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种应用GPS时钟同步的行波测距校验装置。

背景技术

在电力系统中由于输电线路较长和故障点的不确定性，所以输电线路故障点的测距就变得尤为重要。准确的故障点测距可以缩小巡线范围，减少停电时间，提高线路供电可靠性。输电线路发生故障后，在故障点附加电源的作用下，线路上会产生接近于光速传播的电压和电流行波。利用行波进行故障点距离的测量是一种行之有效的输电线路故障检测手段，一种输电线路故障的双端测距方式，利用行波测距装置选择电流行波信号作为录波监视和测距分析的信号，实时采集、记录输电线路故障产生的初始波到达检测母线两端的行波信号，利用小波变换技术分析行波信号到达母线两端的时间差，计算出故障点位置。

目前，行波测距装置在高压输电线路中已得到广泛运用，为保证行波测距结果的有效性，有必要对行波测距装置进行校验，行波测距装置的校验过程，即是对故障行波仿真的过程，现有行波测距装置的校验只进行了简单的出厂校验，即在该装置的电流回路两端同时加一个直流电流信号判断其测距是否准确。安装到现场后的测距装置由于缺少测试平台就不再进行校验了；这样，行波测距装置在运行过程中就存在启动是否准确灵敏，精度是否满足要求的问题。

另外，由于缺乏行波测距装置的有效检测手段，偶尔发生测距偏差范围较大的情况，不能辨识出是否测距装置的异常引起的，因此，目前十分需要应用GPS时钟同步的行波测距校验装置以提高行波测距装置的运维管理水平，以有效控制故障的发生，减少停电损失。

实用新型内容

本实用新型提供一种应用GPS时钟同步的行波测距校验装置，用以解决现有技术中的行波测距装置缺少校验装置的技术问题。

本实用新型提供一种应用GPS时钟同步的行波测距校验装置，包括卫星时间同步单元、处理器及与所述处理器连接的信号收发单元、参数输入单元、存储单元、数模转换单元和电流模块单元；

其中，所述处理器用于通过所述信号收发单元向数据源发送故障波形信息下载请求或者将所述参数输入单元获取的所述故障波形信息发送给所述信号源生成单元，所述故障波形信息包括故障波形数据和标准故障位置；所述信号收发单元用于接收所述数据源发送的故障波形信息并将所述故障波形信息存储至存储单元中；数模转换单元，用于将所述故障波形信息转换为模拟量；电流模块单元，用于将数模转换单元输出的模拟量转为预置大小的高频电流；所述卫星时间同步单元用于实现同步触发，以向行波故障测距装置输出所述高频电流，行波故障测距装置根据接收到的所述高频电流计算获得第一故障位置，将第一故障位置与标准故障位置进行比较，从而对行波故障测距装置进行校验。

进一步的，上述装置还包括与所述处理器连接的判断单元和报警单元，其中，所述信号收发单元还用于接收行波故障测距装置发送的第一故障位置，并将所述第一故障位置发送给判断单元；所述判断单元用于将第一故障位置与所述标准故障位置进行比较，若第一故障位置与所述标准故障位置之差的绝对值大于预设阈值，所述处理器向所述报警单元发送报警指令；所述报警单元用于接收所述处理器发送的报警指令，并根据报警指令发出报警信号。

进一步的，所述处理器为由DSP和FPGA组成的数字信号处理系统。

进一步的，所述存储单元为16位宽度、512K容量的静态随机存取的存储器。

进一步的，所述报警单元包括蜂鸣器和指示灯。

本实用新型提供的应用GPS时钟同步的行波测距校验装置，提前将录制好的双端故障波形（已知故障位置）下载到应用GPS时钟同步的行波测距校验装置中，或者通过参数输入单元输入故障波形信息，利用GPS卫星同步装置同步触发（分脉冲），以向行波故障测距装置输出故障波形数据。然后行波故障测距装置根据本侧收到的应用GPS时钟同步的行波测距校验装置发出的故障行波波头和对端行波故障测距装置发来的行波波头时间差、波速和线路总长，定位出故障位置，即第一故障位置，然后与实际的波形的故障位置（即标准故障位置）相比较，以达到校验的目的，可有效控制故障的发生，减少停电损失。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1为本实用新型实施例提供的应用GPS时钟同步的行波测距校验装置的一结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的应用GPS时钟同步的行波测距校验装置的另一结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型实施例提供的应用GPS时钟同步的行波测距校验装置的一结构示意图，如图1所示，本实用新型提供一种应用GPS时钟同步的行波测距校验装置，包括：卫星时间同步单元1、处理器2及与所述处理器2连接的信号收发单元4、参数输入单元5、存储单元6、数模转换单元7和电流模块单元8；其中，所述处理器2用于通过所述信号收发单元4向数据源发送故障波形信息下载请求或者将所述参数输入单元5获取的所述故障波形信息发送给所述信号源生成单元，所述故障波形信息包括故障波形数据和标准故障位置；所述信号收发单元4用于接收所述数据源发送的故障波形信息并将所述故障波形信息存储至存储单元6中；数模转换单元7，用于将所述故障波形信息转换为模拟量；电流模块单元8，用于将数模转换单元7输出的模拟量转为预置大小的高频电流；所述卫星时间同步单元1用于实现同步触发，以向行波故障测距装置输出所述高频电流，行波故障测距装置根据接收到的所述高频电流计算获得第一故障位置，将第一故障位置与标准故障位置进行比较，从而对行波故障测距装置进行校验。

上述校验装置还包括与处理器2连接的显示屏3，显示屏3用于对接收到的故障波形数据进行重现。

具体的，本实施例中的装置可用于双端行波故障测距装置的校验，也可用于单端行波故障测距装置的校验，具体可设置在行波故障测距装置处。

具体的，工作时，处理器2通过信号收发单元4向数据源发送故障波形信息下载请求，数据源可为预先存储有双端故障波形的服务器，服务器接收到下载请求后，向应用GPS时钟同步的行波测距校验装置（以下简称校验装置）发送故障波形信息，由校验装置的信号收发单元4接收该故障波形信息，并将该故障波形信息在处理器2的控制下，存储至存储单元6中。在本实用新型另一个具体实施例中，获取数据源的方式为通过参数输入单元5获取，即通过参数输入单元5输入故障波形信息，通过此种方式获取的故障波形信息同样可存储至存储单元6中。

当满足触发条件时，所述卫星时间同步单元1实现同步触发，同时，处理器2从存储单元6中获取故障波形数据，并经数模转换单元7和电流模块单元8处理后，向行波故障测距装置输出高频电流。行波故障测距装置根据高频电流计算获得第一故障位置，然后与实际的波形的故障位置（即标准故障位置）相比较，以达到校验的目的。另一方面，行波故障测距装置还可将第一故障位置发送给信号收发单元4。由信号收发单元4将第一故障位置发送给判断单元；判断单元将第一故障位置与标准故障位置进行比较，若第一故障位置与标准故障位置之差的绝对值大于预设阈值，处理器2向报警单元发送报警指令；预设阈值可根据实际情况进行设置，在此不做限定。报警单元接收处理器2发送的报警指令，并根据报警指令发出报警信号，以警示工作人员。进一步的，报警单元包括蜂鸣器和指示灯。

如图2所示，以下以双端行波故障测距装置的校验为例进行说明。在输电线路变电站各设置一台应用GPS时钟同步的行波测距校验装置，提前将录制好的双端故障波形（已知故障位置）下载到装置中，利用GPS卫星时间同步装置（即卫星时间同步单元1）同步触发（分脉冲），以向行波故障测距装置输出故障波形数据。然后行波故障测距装置根据本侧收到的装置发出的故障行波波头和对端行波故障测距装置发来的行波波头时间差t，以及波速v、线路总长L，定位出故障位置，然后将该故障位置发送给校验装置，由校验装置的判断单元7将第一故障位置与标准故障位置进行比较，若第一故障位置与标准故障位置之差的绝对值大于预设阈值，处理器2向报警单元发送报警指令，报警单元接收到处理器2发送的报警指令后，发出报警信号，以警示工作人员，以达到校验的目的。

进一步的，上述校验装置还包括数模转换单元7，用于将存储单元6输出的波形数据故障波形数据量转换为模拟量；电流模块单元8，用于将数模转换单元7输出的模拟量转为预置大小的高频电流输出。

进一步的，所述处理器2为由DSP和FPGA组成的数字信号处理系统。该系统一方面能够配合Flash实现大容量的行波数据存储（最大512Kword）；另一方面能够配合14位高速D/A实现512K数据的高速转换输出，从而大大提高和改善了测试仪的暂态响应速度和幅频特性。

本实施例中的校验装置的最高D/A转换频率能够达到25MHz；能够将Comtrade格式提供的电流波形数据文件以图形方式显示，并提供了一定的图形操作功能，便于用户观测波形；能够同步高速回放6路电流,输出信号频率最高达500KHz；优良的暂态特性，上升下降时间小于3μs；支持故障重现功能：软件支持Comtrade格式数据文件，能够进行波形处理和下载输出；装置支持故障前慢速回放，最长回放时间50s；支持故障波形高速回放，最高回放采样率10MHz，最短回放时间周期80ms。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (5)

1.一种应用GPS时钟同步的行波测距校验装置，其特征在于，包括卫星时间同步单元、处理器及与所述处理器连接的信号收发单元、参数输入单元、存储单元、数模转换单元和电流模块单元；

其中，所述处理器用于通过所述信号收发单元向数据源发送故障波形信息下载请求或者将所述参数输入单元获取的所述故障波形信息发送给所述信号源生成单元，所述故障波形信息包括故障波形数据和标准故障位置；

所述信号收发单元用于接收所述数据源发送的故障波形信息并将所述故障波形信息存储至存储单元中；

数模转换单元，用于将所述故障波形信息转换为模拟量；

电流模块单元，用于将数模转换单元输出的模拟量转为预置大小的高频电流；

所述卫星时间同步单元用于实现同步触发，以向行波故障测距装置输出所述高频电流，行波故障测距装置根据接收到的所述高频电流计算获得第一故障位置，将第一故障位置与标准故障位置进行比较，从而对行波故障测距装置进行校验。

2.根据权利要求1所述的应用GPS时钟同步的行波测距校验装置，其特征在于，还包括与所述处理器连接的判断单元和报警单元，

其中，所述信号收发单元还用于接收行波故障测距装置发送的第一故障位置，并将所述第一故障位置发送给判断单元；

所述判断单元用于将第一故障位置与所述标准故障位置进行比较，若第一故障位置与所述标准故障位置之差的绝对值大于预设阈值，所述处理器向所述报警单元发送报警指令；

所述报警单元用于接收所述处理器发送的报警指令，并根据报警指令发出报警信号。

3.根据权利要求1所述的应用GPS时钟同步的行波测距校验装置，其特征在于，所述处理器为由DSP和FPGA组成的数字信号处理系统。

4.根据权利要求1所述的应用GPS时钟同步的行波测距校验装置，其特征在于，所述存储单元为16位宽度、512K容量的静态随机存取的存储器。

5.根据权利要求2所述的应用GPS时钟同步的行波测距校验装置，其特征在于，报警单元包括蜂鸣器和指示灯。