一种用于直流互感器的现场无线校验装置及方法

文档序号:876213 发布日期:2021-03-19 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于直流互感器的现场无线校验装置及方法 (On-site wireless calibration device and method for direct current transformer ) 是由 钟劲松 李宁 聂琪 王昌奎 张建文 胡浩亮 刘卫新 王新刚 臧小奎 杨思学 于 2020-10-26 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种用于直流互感器的现场无线校验装置及方法,属于智能设备技术领域。本发明装置,包括:校验主机和校验从机,所述校验主机包括:无线同步模块,控制模块,数据采集模块和无线传输模块;所述校验从机包括:无线同步模块,控制模块,数据采集模块和无线传输模块。本发明可解决直流互感器现场多次校准的弊端,极大的节省了直流互感器现场校准的时间,提高现场校准工作效率。(The invention discloses a field wireless calibration device and method for a direct current transformer, and belongs to the technical field of intelligent equipment. The device of the invention comprises: the checking host computer and the checking slave computer, the checking host computer includes: the system comprises a wireless synchronization module, a control module, a data acquisition module and a wireless transmission module; the verification slave includes: the device comprises a wireless synchronization module, a control module, a data acquisition module and a wireless transmission module. The method can overcome the defect of repeated field calibration of the direct current transformer, greatly saves the field calibration time of the direct current transformer and improves the field calibration work efficiency.)

一种用于直流互感器的现场无线校验装置及方法

技术领域

本发明涉及智能设备技术领域,并且更具体地,涉及一种用于直流互感器的现场无线校验装置及方法。

背景技术

相比传统的特高压交流输电技术,特高压直流输电技术具有远距离、大容量、无同步问题和低损耗等优势。直流电压互感器作为特高压直流输电工程中,为直流输电系统的控制、保护提供电压信号的关键测量设备,其测量性能的好坏直接关系到直流输电系统的安全、稳定运行。目前直流互感器的校准基本采用直接测量法,即直接测量标准互感器和被校互感器的二次采样值并折算到一次值后进行误差计算。直流互感器的直流分压器本体和其二次测量系统分别在直流场和控制室,两地相距数百米,对标准互感器和被测互感器的二次信号进行同步测量并计算相对误差是直流互感器现场校准时要解决的实际问题。现场通常采用有线和无线两种方案对直流互感器进行现场校准,有线校准方案是通过长距离电缆、光纤将被测直流互感器的二次信号传输到校验装置进行校准。无线校准方案通常是通过对讲机或无线WIFI局域网方式将被测直流互感器的二次信号传输到校验装置进行校准。目前中国电力科学研究院计量研究所、西安高压电器研究所、国家电网公司省级电力科学研究院等研究机构,都在积极开展直流互感器现场校准相关的科学研究和试验能力建设工作。

由于直流互感器校准通常在换流站检修期间,现场环境复杂,有线校准方案在实施过程中存在诸多弊端,铺设的长距离线缆易受外力损坏并且影响其它现场人员作业施工,对讲机远程报数的方案,校验工作量大而且耗时,无线WIFI局域网方式传输距离短,需要在现场搭建多个额外的网络中继设备。此外,考虑到直流互感器输出信号需要提供给换流站控制和保护系统以及冗余备用,每台直流电压互感器通常有多套独立的二次测量系统,因此每台直流电压互感器需要进行多次现场校验试验,导致直流互感器现场校验耗时长、效率低,直流高压电源需长时间运行在额定电压下,给现场校验带来一定安全隐患。

发明内容

针对上述问题,本发明提出了一种用于直流互感器的现场无线校验装置,包括:

校验主机,所述校验主机包括:

无线同步模块,所述无线同步接收模块接收并解析北斗同步信号,输出秒脉冲同步触发信号和当前秒脉冲同步触发信号的时标信息;

控制模块,所述控制模块在无线同步模块发出的每个秒脉冲同步触发信号上升沿,输出采样控制信号至数据采样模块,将标准互感器采样值序列及时标信息,与被测互感器采样值序列及时标信息进行对比,选择标准互感器与被测互感器相同的时标信息的,标准互感器的采样值及被测互感器的采样值的相对误差,根据相对误差对被测互感器进行校验;

数据采集模块,所述数据采样模块接收采样控制信号,对标准互感器信号进行采样,并保存标准互感器的采样值和采样值对应的时标信息,生成标准互感器采样值序列及时标信息;

无线传输模块,所述无线传输模块接收云服务器存储的被测互感器采样值和采样值对应的时标信息,生成被测互感器采样值序列及时标信息;

校验从机,所述校验从机包括:

无线同步模块,所述无线同步接收模块接收并解析北斗同步信号,输出秒脉冲同步触发信号和当前秒脉冲同步触发信号的时标信息;

控制模块,所述控制模块在无线同步模块发出的每个秒脉冲同步触发信号上升沿,输出采样控制信号至数据采样模块;

数据采集模块,所述数据采样模块接收采样控制信号,对被测互感器信号进行采样,并保存被测互感器的采样值和采样值对应的时标信息;

无线传输模块,所述无线传输模块将所述数据采集模块采集的被测互感器的采样值和采样值对应的时标信息,上传至云服务器。

可选的,校验主机与校验从机的结构相同,所述校验主机包括1个,校验从机包括多个。

可选的,无线同步模块,具有北斗授时信号输入接口、秒脉冲信号输出接口和串口输出接口。

可选的,数据采集模块,具有直流电压测量接口、秒脉冲触发采样接口和数据传输接口,通过IEEE488.2标准协议、USB传输协议和TCP/IP以太网协议与控制模块通信。

本发明还提出了一种用于直流互感器的现场无线校验方法,包括:

接收并解析北斗同步信号,输出秒脉冲同步触发信号和当前秒脉冲同步触发信号的时标信息;

在每个秒脉冲同步触发信号上升沿,输出采样控制信号;

根据控制信号,对标准互感器信号及被测互感器信号进行采样,保存标准互感器的采样值和采样值对应的时标信息,生成标准互感器采样值序列及时标信息,保存被测互感器的采样值和采样值对应的时标信息,生成被测互感器采样值序列及时标信息;

将标准互感器采样值对应的时标信息,与被测互感器采样值对应的时标信息进行对比;

选择标准互感器与被测互感器相同的时标信息的标准互感器的采样值和被测互感器的采样值,计算相同时标信息时的标准互感器的采样值和被测互感器的采样值的相对误差,根据相对误差对被测互感器进行误差校验。

本发明可实现远距离的无线同步采样及数据传输,可解决直流互感器现场校准采样信号远距离传输带来的弊端,此外,直流互感器现场无线校验装置基于分布式部署结构,具备一个校验主机和多个校验从机,可进行多个被测互感器或单个被测互感器的多通道的数据同步采集和传输,实现直流互感器多通道输出信号的同时校准,可解决直流互感器现场多次校准的弊端,极大的节省了直流互感器现场校准的时间,提高现场校准工作效率。

附图说明

图1为本发明一种用于直流互感器的现场无线校验装置结构图;

图2为本发明一种用于直流互感器的现场无线校验装置校验主机或校验从机结构图;

图3为本发明一种用于直流互感器的现场无线校验装置校验主机或校验从机采样值数据时标对齐图;

图4为本发明一种用于直流互感器的现场无线校验方法流程图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式,然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中,相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明,此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外,可以理解的是,以通常使用的词典限定的术语,应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义,而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

本发明提出了一种用于直流互感器的现场无线校验装置,如图1所述,包括:

校验主机,所述校验主机包括:

无线同步模块,所述无线同步接收模块接收并解析北斗同步信号,输出秒脉冲同步触发信号和当前秒脉冲同步触发信号的时标信息;

控制模块,所述控制模块在无线同步模块发出的每个秒脉冲同步触发信号上升沿,输出采样控制信号至数据采样模块,将标准互感器采样值序列及时标信息,与被测互感器采样值序列及时标信息进行对比,选择标准互感器与被测互感器相同的时标信息的,标准互感器的采样值及被测互感器的采样值的相对误差,根据相对误差对被测互感器进行校验;

数据采集模块,所述数据采样模块接收采样控制信号,对标准互感器信号进行采样,并保存标准互感器的采样值和采样值对应的时标信息,生成标准互感器采样值序列及时标信息;

无线传输模块,所述无线传输模块接收云服务器存储的被测互感器采样值和采样值对应的时标信息,生成被测互感器采样值序列及时标信息;

校验从机,所述校验从机包括:

无线同步模块,所述无线同步接收模块接收并解析北斗同步信号,输出秒脉冲同步触发信号和当前秒脉冲同步触发信号的时标信息;

控制模块,所述控制模块在无线同步模块发出的每个秒脉冲同步触发信号上升沿,输出采样控制信号至数据采样模块;

数据采集模块,所述数据采样模块接收采样控制信号,对被测互感器信号进行采样,并保存被测互感器的采样值和采样值对应的时标信息;

无线传输模块,所述无线传输模块将所述数据采集模块采集的被测互感器的采样值和采样值对应的时标信息,上传至云服务器。

校验主机与校验从机的结构相同,结构如图2所示,所述校验主机包括1个,校验从机包括多个。

无线同步模块,具有北斗授时信号输入接口、秒脉冲信号输出接口和串口输出接口;

接收北斗卫星的高准确度授时信息,实时解析出授时信息中的时间标识信息(即时标信息),该时标信息采用字符串hhmmss格式输出,并且在每个整秒输出秒脉冲同步触发信号。多个无线同步模块解析的时标信息相同,并且同步输出秒脉冲同步触发信号。

数据采集模块,具有直流电压测量接口、秒脉冲触发采样接口和数据传输接口,通过IEEE488.2标准协议、USB传输协议和TCP/IP以太网协议与控制模块通信,在秒脉冲的上升沿触发电压测量接口的A/D采样,将采样值通过数据传输接口传输到控制模块。

通过无线传输模块连续接收来自云服务器的被测互感器采样值和对应时标信息,构成被测互感器采样值序列,控制模块将标准互感器采样值序列的时标信息和通过无线传输模块接收的被测互感器采样值序列的时标信息进行对比,如图3所示,筛选出相同时标信息对应的标准互感器采样值Us-k1、Us-k2、Us-k3……Us-km和被测互感器n的采样值Utn-k1、Utn-k2、Utn-k3……Utn-km,分别计算同一时标对应的标准互感器采样值和被测互感器n的采样值相对误差,如下:

其中n为被测互感器序号,m为时标序号。通过上述时标对齐方案,可确保计算相对误差的采样值为同一时刻标准互感器和被测互感器的采样值,消除无线传输延时对误差校验的影响。

校验主机和校验从机通过无线传输模块实现与云服务器的以太网连接,无线传输模块采用具有4G通信功能和串口通信功能的DTU模块,通过控制模块的RS232串口对无线传输模块进行参数设置,在无线传输模块端设置与其连接的云服务器的IP地址和端口,在云服务器端设置与其进行数据传输的无线传输模块的编号和连接密码,从而实现云服务器与无线传输模块的加密数据传输,在云服务器端设置校验主机对应的无线传输模块与多个校验从机对应的无线传输模块进行“点对点”数据传输,云服务器在接收到校验从机的无线传输模块发送的数据后实时转发到校验主机的无线传输模块,实现多个校验从机与校验主机的无线数据传输,校验主机的控制模块计算多个被测互感器或一个被测互感器的多个输出信号采样值与标准直流互感器输出信号采样值的相对误差,同时实现多个被测互感器或被测互感多个输出通道的误差校验。

本发明还提供了一种用于直流互感器的现场无线校验方法,如图4所示,包括:

接收并解析北斗同步信号,输出秒脉冲同步触发信号和当前秒脉冲同步触发信号的时标信息;

在每个秒脉冲同步触发信号上升沿,输出采样控制信号;

根据控制信号,对标准互感器信号及被测互感器信号进行采样,保存标准互感器的采样值和采样值对应的时标信息,生成标准互感器采样值序列及时标信息,保存被测互感器的采样值和采样值对应的时标信息,生成被测互感器采样值序列及时标信息;

将标准互感器采样值对应的时标信息,与被测互感器采样值对应的时标信息进行对比;

选择标准互感器与被测互感器相同的时标信息的标准互感器的采样值和被测互感器的采样值,计算相同时标信息时的标准互感器的采样值和被测互感器的采样值的相对误差,根据相对误差对被测互感器进行误差校验。

本发明可实现远距离的无线同步采样及数据传输,可解决直流互感器现场校准采样信号远距离传输带来的弊端,此外,直流互感器现场无线校验装置基于分布式部署结构,具备一个校验主机和多个校验从机,可进行多个被测互感器或单个被测互感器的多通道的数据同步采集和传输,实现直流互感器多通道输出信号的同时校准,可解决直流互感器现场多次校准的弊端,极大的节省了直流互感器现场校准的时间,提高现场校准工作效率。

本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现,例如,面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

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