[发明专利]基于相位与时标测量的电子式互感器绝对延时检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于相位与时标测量的电子式互感器绝对延时检测方法，属于智能电网中校验设备的硬件平台开发领域。

背景技术

现阶段，我国智能电网发展已经进入到规模化的全面建设阶段，电网的安全稳定运行和经济建设与居民生活息息相关，在电网的智能化进程中这一点依然是贯穿始终的根本要求。随着电子式互感器在智能电网中广泛应用，对电子式互感器的技术指标和参数要求越来越全面和深入，很多已经从行业规范和标准层面进行了明确化。

电子式互感器的绝对延时时间，是指电子式互感器一次侧工频模拟量出现某一量值的时刻，到电子式互感器合并单元（MU）输出口将该量值模拟量对应的数字采样值送出的时刻，两者之间的时间间隔。传统电磁式互感器是将一次侧的高电压大电流转换成额定幅值为100V或5A的模拟信号，再输入到二次侧的继电保护设备、监测控制设备、故障录波装置、电能计量装置等自动化设备，一次侧到二次侧的信号传变是电磁模拟量的传输，这就决定了传输的快速性和连续性。而电子式互感器是经过了传感头变换-信号调理-模数转换-插值同步-报文发送等诸多处理环节，然后通过光纤通信网络输出采样值报文，这就决定了一次侧到二次侧的信号传变具有延时性和离散性。

电子式互感器的传输延时，是二次侧的智能设备正确测量和正确运行的关键性指标参数，变压器保护装置、母线保护装置、光纤纵联差动保护装置等等这些跨间隔设备，都需要采集多间隔的电子式互感器采样数据，多间隔的同步是需要解决的关键问题，而各个间隔的电子式互感器绝对延时时间是实现正确同步的关键性指标。同时，电子式互感器的延时时间大小直接关系到二次智能设备的反应速度和动作行为的快慢。国家电网公司在《Q-GDW441-2010智能变电站继电保护技术规范》中，规范了电子式互感器的采样率优先采用4000Hz和12800Hz，输出接口支持点对点传输和组网传输，传输延时时间不大于2mS。

在目前的电子式互感器应用中，因为缺乏行之有效的测试方案和测试技术，因而在生产、联调和运行各个环节，缺乏对电子式互感器绝对延时时间的有针对性的测试，带来了工作效率的低下，并存在很大的安全隐患。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于相位与时标测量的电子式互感器绝对延时检测方法，高等级、高精度、兼容性强，经济易行，推动智能电网更良好的发展。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于相位与时标测量的电子式互感器绝对延时检测方法，其特征在于，包括以下步骤：一次侧的高电压U1由现有的升压系统产生，大电流I1由现有的升流系统产生，高电压U1和大电流I1加到被测电子式互感器的一次侧，

步骤（1）：通过标准电压互感器和标准电流互感器完成一次侧电量到二次侧的变换；

步骤（2）：通过高精度的转换器将二次侧信号转换成可供AD转换的小电压信号；

步骤（3）：由高精度时钟节拍触发并控制时序，对小电压信号进行高精度采集，并提取基波信号的相位作为电子式互感器一次侧工频模拟量出现的时刻；

步骤（4）：实时接收电子式互感器的数字量输出，采用上述同一个高精度时钟节拍标定上时标，并进行时标的消抖处理；由上述同一个高精度时钟节拍触发信号启动等采样率的插值处理，得到新的采样数据，提取基波信号相位作为电子式互感器合并单元输出口将该模拟量对应的数字采样值送出的时刻；

步骤（5）：相位和相位的差值对应的就是时间差，结合当前的实际频率值，将相位差转换成时间，即电子式互感器的绝对延时时间。

所述步骤（1）具体是指：由标准电压互感器将高电压U1转变成额定幅值的电压U2，由标准电流互感器将大电流I1转变成额定幅值5A的电流I2。

所述步骤（2）具体是指：对电压U2和电流I2进行模拟信号采集，设置:高精度的无源式转换器环节，即V/V转换器将电压U2转变成峰峰值在ADC的量程范围内的小电压信号U3，I/V转换器将电流I2转变成小电压信号U4。

所述步骤（3）具体是指：以高精度温补晶振为基准产生100MHz时钟信号c和触发脉冲p，触发脉冲p每秒产生一次，上升沿触发ADC进行一次模数转换，时钟信号c作为节拍基准控制ADC采样时序，每次触发后获取时长为80ms的采样值D1；然后对采样值D1进行处理，其中设置测频环节，精确测量当前系统频率值f，测频误差控制在0.005Hz范围内，采用加Hanning窗的傅氏变换对采样数据D1进行滤波处理，减小频谱泄漏的影响，提取基波相位