[发明专利]合并单元数据转换角差测试方法

说明书

技术领域

本发明属于合并单元测试技术领域，特别涉及合并单元数据转换角差测试方法。

背景技术

在智能变电站或数字化变电站中，合并单元（Merging Unit）为智能电子设备提供一组时间同步的电压和电流采样值。其主要功能是汇集（或合并）多个互感器的输出信号，获取电力系统电流和电压瞬时值，并将该数据以数字报文格式（IEC61850 9-2或IEC 60044-8）传送给测控及保护装置。合并单元数据转换相角误差（下简称“角差”，即合并单元输出经延时补偿后与其输入的相位差。）将直接影响到保护及测控的动作逻辑，特别是对差动保护、方向保护、距离保护均会造成很大的影响，同时也会直接影响到电力功率的计量,故对其角差的测试是合并单元测试中的一个核心测试环节。

目前对合并单元数据转换角差测试主要基于采集卡的比对方式，在同一信号源下，将被测合并单元采集到的数据与标准采集卡采集到的数据进行比对，在对标准采集卡数据处理延时及合并单元延时分别补偿后，比对的结果即为合并单元数据转换角差。

该测试方法有以下几个技术缺点：

1）受限于目前市场上的采集卡只能采集模拟量，而不能采集数字报文格式，所以该方式只能针对模拟量输入的合并单元进行测试。而目前国内外工程中实际用到合并单元其输入方式主要有以下几种类型：电子式互感器的数字报文输入（IEC61850 9-2、IEC 60044-8）、传统互感器的模拟信号输入、电子式互感器的模拟小信号输入。所以该测试方式对含有IEC 61850 9-2报文、IEC 60044-8报文输入的合并单元不能进行测试；

2）需要高精度的采集卡；

3）测试接线繁杂。

发明内容

本发明克服了现有技术的缺陷，解决了合并单元数据转换角差测试问题，特别是解决了包含数字报文输入的合并单元数据转换角差的测试问题。

本发明公开了一种合并单元数据转换角差测试方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1，测试装置输出测试信号至被测合并单元，该被测合并单元将该测试信号转换成标准数字报文后输出至该测试装置，其中，该测试装置在其内部秒脉冲到来时刻输出的该测试信号的基波瞬时相位被调整至预设值，

步骤2，该测试装置选取一次该内部秒脉冲到来t_ST时刻后接收到的一组时间连续的标准数字报文进行傅里叶变换，求取基波相位φ_FFT，结合正弦波时间特性，构建该φ_FFT、接收该组时间连续的标准数字报文中第一帧标准数字报文的时间及该被测合并单元在该t_ST时刻实际采集到的该测试信号的基波瞬时相位φ之间关系的数学模型一，求取该φ，

步骤3，将该φ与该预设值相减，计算出该被测合并单元数据转换角差。

进一步，该数学模型一为：

                                                  （1）

其中，

t_M为该测试装置接收到该一组时间连续的标准数字报文中第一帧标准数字报文的时刻,

T_d为该被测合并单元数据处理存在的延时，

ω为该测试信号的基波角频率。

进一步，该测试信号被延时输出，步骤3通过将该φ与该预设值经延时补偿得到的基波瞬时相位相减，计算出该被测合并单元数据转换角差。

进一步，该测试信号为模拟或数字电压和/或电流信号。

进一步，该标准数字报文为IEC 61850 9-2格式数字报文或IEC 60044-8格式数字报文。

本发明还公开了另一种合并单元数据转换角差测试方法，该方法包括如下步骤：

步骤Ⅰ，同步测试装置和被测合并单元的秒脉冲触发时钟，该测试装置输出测试信号至该被测合并单元，该被测合并单元将该测试信号转换成标准数字报文后输出至该测试装置，其中，该测试装置在其内部秒脉冲到来时刻输出的该测试信号的基波瞬时相位被调整至预设值，

步骤Ⅱ，该测试装置选取一次该内部秒脉冲到来t_ST时刻后接收到的一组时间连续的标准数字报文进行傅里叶变换，求取基波相位φ_FFT，结合正弦波时间特性和合并单元采样计数特征，计算出该被测合并单元在该t_ST时刻实际采集到的该测试信号的基波瞬时相位φ，

步骤Ⅲ，将该φ与该预设值相减，计算出该被测合并单元数据转换角差。