[发明专利]智能变电站交流采样值相位误差的测量电路及方法

权利要求书

1.智能变电站交流采样值相位误差的测量电路，该测量电路分别连接继电保护测试仪、合并单元以及时钟源；其特征在于，所述测量电路包括：时钟分析模块，用于接收与待测合并单元接入的同一时钟源发出的相对时信号，并从对时信号中提取时间信息，用于实现所述测量电路与时钟源的同步，并生成秒脉冲；

倍频模块，对所述秒脉冲进行倍频，得到高频采样脉冲；

信号调理模块，用于接收待测合并单元连接的继电保护测试仪所输出的交流电压或者电流，并将该交流电压或者电流转换成所述测量电路处理的信号；

模数转换模块，将所述信号调理模块输出的信号转换成由所述倍频模块提供的数字量采样脉冲；

光电接收器，用于接收待测合并单元以光信号传输的以太网帧，并将以光信号传输的以太网帧转换成电信号；

以太网PHY，用于实现信号电平的转换和串行/并行转换，并输出有效位脉冲；

以太网MAC，用于实现以太网帧的组装；

CPU处理器，从所述以太网MAC中获取合并单元的采样值，从所述模数转换模块中获取所述电路的采样值，从所述有效位脉冲中获取采样值报文的发送时刻，并进行相位误差计算；

所述时钟分析模块通过倍频模块连接模数转换模块，所述信号调理模块输出端连接模数转换模块的输入端，所述模数转换模块、以太网PHY以及以太网MAC的输出端均与CPU处理器相连接，所述光电接收器的输出端通过以太网PHY连接以太网MAC。

2.根据权利要求1所述的智能变电站交流采样值相位误差的测量电路，其特征在于，所述信号调理模块包括用于接收继电保护测试仪输出的交流电压或者电流的高精度互感器和用于抗混叠滤波的低通滤波器；所述高精度互感器的输出端与所述低通滤波器的输入端相连接，所述低通滤波器的输出端连接模数转换模块的输入端。

3.根据权利要求2所述的智能变电站交流采样值相位误差的测量电路，其特征在于，所述高精度互感器的准确度等级为0.05级。

4.根据权利要求2所述的智能变电站交流采样值相位误差的测量电路，其特征在于，所述低通滤波器的截止频率为50kHz。

5.一种利用权利要求2至4任意一项所述测量电路的相位误差测量方法，其特征在于，其方法步骤如下：

(1)用继电保护测试仪输出频率为50Hz的交流电压或者电流给合并单元，合并单元输出的采样值序列记为SV1，并接入相位误差测量电路；

(2)相位误差测量电路采用高精度互感器和宽截止频率的低通滤波器对所述交流电压或者电流进行调理；

(3)合并单元与相位误差测量电路均接入IRIG-B码对时信号，相位误差测量电路采用与合并单元内部采样原理同步的采样电路对所述电压或者电流进行采样，且采样频率为合并单元采样频率的10～20倍，该采样值序列记为SV2，整秒时刻的采样值报文的序号设置为0；

(4)对SV1和SV2，按照0序号对齐，以SV2为基准，计算SV1的相位θ₁；计算公式如下：

θ1=arctan(Σi=1NAisin2π·iNΣi=1NAicos2π·iN)-arctan(Σi=1NBisin2π·iNΣi=1NBicos2π·iN)]]>

其中，N为每周期采样点数量，A_i是SV1的采样值，

B_i是SV2的采样值_；

(5)获取SV1中序号为0的SV报文的发送时刻，以秒为单位，取其中的小数位，获得该小数位相对于整秒时刻的偏差T，并减去SV1的额定延时T_e，得到Δt＝T-T_e，在50Hz的情况下，由发送时刻的偏差引起的相位误差为

(6)计算总的相位误差为θ＝θ₁-θ₂。