[发明专利]一种具有多级数字延时功能的同步触发装置及触发方法

说明书

本发明公开了一种具有多级数字延时功能的同步触发装置及触发方法，包括电磁波同步触发仪和光接收模块。其中，电磁波同步触发仪由铝制屏蔽外壳加工而成，内部包含两级放大电路、隔离变压器、整流滤波电路、高速比较器、微控制器、显示屏及触发信号驱动电路；外部包含棒状天线、多组同步光信号和电平信号输出端口、接地柱。本发明的同步触发装置外形小巧，通过触摸显示屏的简单设置就能够实现多级触发信号的数字延时、触发灵敏度自动调节、触发电平保持等功能，具有同步、延时触发精度高，人机交互友好的优点，能够工作在复杂电磁环境中，实现不同测量点的多级延时触发。

技术领域

本发明涉及变电站现场多点通信技术领域，具体为一种具有多级数字延时功能的同步触发装置，通过同轴电缆或光纤传输的方式实现多台示波器之间纳秒级同步触发。

背景技术

变电站作为电网电压、电流转换的关键节点，是电力系统中一次和二次设备最集中的场所。变电站的智能化关键点是实现站内一、二次设备的智能化。传统二次控制、测量、保护回路通过通信线和传输电缆与一次设备相连，二者具有紧密的电磁相关性；为减弱二次电缆引入的电磁干扰，现阶段智能变电站过程层信息传输普遍以光纤为媒介进行数字化传输。

我国智能电网和特高压技术发展过程中，电力设备的装机容量不断提升，投入的新型电子自动化设备也逐渐增多，如何确保电力安全、可靠供应变得十分重要。理论上，一切与电能产生、转换和传输相关的活动都可能有电磁干扰的出现，电磁干扰可以通过传导、辐射等耦合途径影响二次采集、控制、通信等电子化设备的运行，造成设备出现故障或损坏，严重的还会使继电保护装置误动或拒动，导致更为严重的后果。

随着智能电网建设的推进，变电站内二次继电保护设备先后经历了小室集中布置、预制舱布置和就地化汇控柜布置的方式，二次设备正朝着小型化和就地化方向发展，一、二次设备融合成为未来发展趋势。然而，随着二次设备安装位置的前移，一、二次设备距离越来越近，甚至将二次智能控制单元直接集成在一次智能电力设备上，会带来愈发严重的电磁干扰问题影响设备正常工作。在变电站复杂电磁环境下，一、二次设备电磁兼容问题日益突出，如何改善站内电磁环境，提高设备的抗干扰能力是电力系统亟待解决的问题。

暂态信号是客观存在的，无论是变电站内开关正常操作还是发生故障都会产生暂态信号。在对变电站进行暂态电压、电流、电场等电参量测量时，受测量点位置选取不同及示波器通道数限制，通常需要布置多个测量点，以实现多测量点和多电参量的同时测量。不同测量点由于输入信号不同或信号传输电缆长度不同，导致同步误差高达us级甚至ms级，这样的同步精度对于变电站内上百MHz的电磁暂态信号测量来说是远远不够的；并且随着传输电缆的变长，还会引入新的干扰。

目前已有的电磁波同步触发装置采用棒状天线作为电磁波接收端，通过与手动设置的触发电平比较，经光缆传输到不同测量点，再通过光电转换模块将光信号转换成电平信号给示波器，完成一次同步触发。但在变电站现场使用过程中发现目前的同步触发装置有以下不足之处：

不具备延时触发功能。在变电站刀闸操作过程中，拉弧时间可超过1s，但受示波器存储深度限制，现有同步触发装置完成一次触发通常无法在高采样速率下捕获完整电弧放电波形；同时，不具备同步触发信号输出保持功能。现有同步触发装置若接收到的电磁波信号在设置触发阈值附近容易出现高速比较器输出电平来回跳动的问题，导致触发信号的输出不稳定，降低了触发成功率。

为适应变电站更多电磁暂态测量场景，提高触发精确度和可靠性，亟需研制一种带数字延时功能的同步触发装置。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有多级数字延时功能的同步触发装置，能够根据变电站环境噪声自动调节触发灵敏度，并且加入了用于提升了人机交互能力的触摸显示屏，使得同步触发装置适用场景更多，可靠性更高。

本发明是通过以下技术方案来实现：