[发明专利]智能变电站互感器数据采集系统绝对延时检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力检测技术领域，具体是一种智能变电站互感器数据采集系统绝对延时检测装置及方法。

背景技术

电子式互感器具有暂态范围大、体积小、质量轻、输出信号可直接输入微机化计量及保护设备接口等优点。电子式互感器的高压侧与低压侧无电气连接，大大简化了绝缘结构，提高了绝缘性能，是电子式电流互感器与传统电流互感器相比最为显著的优势，在智能电网的建设过程中电子式互感器及合并单元作为智能变电站中的关键设备，将会逐步取代传统电磁式互感器。

电子式互感器类型主要包括：无源型电子式互感器、光学电流互感器、罗氏线圈型电子式电流互感器、采用分压原理的电子式电压互感器，其共同的基本原理都是将实际的电流、电压模拟信号通过不同形式的变换和数据采集处理，最后输出数字信号。目前在智能变电站采用的数据采集系统主要由模拟量感应环节、A/D转换环节、数据处理环节组成，其中还包括数据传输过程，因此实际的模拟量信号与最终数字量输出该信号之间必然存在一个延时，即输出绝对延时。输出绝对延时的大小，会直接影响到电力系统检测、计量、监控、继电保护等装置的正常工作，严重时将引起继电保护装置的误动或拒动，造成电网事故的发生和扩大，因此对于智能变电站必须对电子式互感器及合并单元构成的数据采集系统绝对延时进行检测，判断其是否满足计量及继电保护等相关技术规范要求。

智能变电站互感器数据采集系统输出为数字量，无法通过示波器等传统方法进行时间测试。现在通常的测试方法是：利用标准电压源和电流源，通过标准电压互感器和电流互感器采样后，再与被测电子式互感器合并单元输出信号进行比较得到被测系统的延时量。采用该方法进行测试需要另外加装调试接口，如标准互感器和同步信号源，现场操作复杂，且该方法没有考虑电子式互感器感应器件和传输的延时，测试结果不够准确；另外当电流、电压采集系统延时为整周波时，由于无法确定波形的起始点，因此目前通常的方法无法检测，对电流和电压的相位差也无法检测。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种智能变电站互感器数据采集系统绝对延时检测装置及方法，解决现有技术绝对延时测试结果不够准确；当电流、电压采集系统延时为整周波时无法检测；以及电流和电压的相位差无法检测的问题。

一种智能变电站互感器数据采集系统绝对延时检测装置，包括电子式互感器、合并单元、光纤，电子式互感器的输出端通过光纤与合并单元的输入端连接，其特征在于：还包括三相可编程电源、霍尔传感器及控制工作站，三相可编程电源、霍尔传感器、电子式互感器依次连接，三相可编程电源的控制端与控制工作站的控制信号输出端连接，霍尔传感器的输出端与控制工作站的一个输入端连接，合并单元的输出端与控制工作站的另一个输入端连接；所述三相可编程电源在控制工作站的指令控制下输出带有编码信息的电压和电流，所述霍尔传感器记录相应波形的编码时序，控制工作站检测记录合并单元的相应输出信号，与霍尔传感器记录的波形编码时序比较，得到智能变电站互感器数据采集系统的绝对延时，以及电流与电压数据之间的相位差。

如上所述的绝对延时检测装置，所述控制工作站包括指令波形生成模块、模拟信号采集模块、合并单元接收模块、设定模块、数据分析模块以及显示模块;

所述波形生成模块，与三相可编程电源的控制端连接，用于发出编码指令信号使三相可编程电源输出所述带有编码信息的电压和电流，所述编码指令信号通过所述控制工作站的控制信号输出端传输给三相可编程电源的控制端；

所述模拟信号采集模块，用于接收来自霍尔传感器传来的模拟信号，并将上述模拟信号经A/D采样转换成数字信号；

所述合并单元接收模块，用于接收合并单元传来的数字信号；

所述设定模块，用于实现对整个检测系统参数和功能的设定，其通过人机界面，设置包括数据帧待测通道的选择、测试装置延时ξt的设定、延时信息显示及电流电压相位差显示的参数设定，并将参数信息下传至三相可编程电源控制板及数据分析模块以实现相应功能；

所述数据分析模块，用于与模拟信号采集模块和合并单元接收模块连接，用于接收来自模拟信号采集模块传送的经A/D采样的数字信号和合并单元接收模块传送的数字信号，将模拟信号采集模块传送的经A/D采样的数字信号和合并单元接收模块传送的数字信号进行线性或拉格朗日插值算法还原处理的波形数据进行比对，通过编码特征分析出两者波形数据的匹配关系，通过对比分析上述两者数据匹配点的时间差，得出绝对延时Δt；