[实用新型]交流采样值信号数模转换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及智能变电站二次设备的检测技术领域，具体是一种交流采样值信号数模转换器。

背景技术

智能变电站（以下简称变电站）二次系统，可由多厂家智能电子设备（intelligent electronic device，IED）共同集成，国内通常采用“三层IED设备、两层以太网络”的典型系统结构。即，二次系统IED设备分为站控层、间隔层、过程层，IED设备之间采用以太网连接并遵循IEEE802.3标准。

交流信号实时测量是变电站与电网运行安全的基础保障。变电站交流信号实时测量功能，可由间隔层与过程层IED设备共同实现。工程实践中，变电站间隔层IED设备的测量、保护、故障分析等交流实时测量功能，易发生功率/差流偏差大、潮流计算不平衡等现象，严重影响一次设备和电网运行安全。

变电站二次系统的交流实时测量通道，可由互感器连接至过程层合并单元（merging unit，MU），MU进行交流信号数字化采样并输出采样值（sampled value，SV）信号，经以太网通信至间隔层IED设备的方式构成。其中，MU输出的交流采样值信息，物理上可采用IEEE802.3标准的光/电信号传输SV数据帧（或SV信号）。间隔层IED设备，可根据收到的SV信号解析出SV数据帧，通过数据运算实现交流实时测量。SV信号的应用数据结构（或SV数据帧）可遵循DL/T860.92标准，并按采样频率循环顺序标号输出1sec时间段内的同步采样结果。例如，若MU采样频率为4kHz，则每秒内输出4000个实时采样SV信号，信号之间间隔250μs，SV数据帧在每秒内采用0～3999顺序号循环标记。

由此，SV信号是保障智能变电站交流实时测量正确性的重要中间环节，理论上是针对交流信号进行同步采样的数字化输出。但实际应用中SV信号相对交流信号，在物理响应上存在离散性、滞后性。目前针对SV信号的数据帧二次应用研究较深入，但其物理实时性检测方法的可视性、可溯源性尚有待完善。

发明内容

本实用新型提供一种交流采样值信号数模转换器，可将通信输入的交流采样值数字信号转换为模拟量信号输出和脉冲量信号输出，作为辅助检测器具用于分析交流采样的离散性与滞后性。

一种交流采样值信号数模转换器，包括信号转换电路、处理器一、人机接口电路，所述信号转换电路包括通信输入电路、解码电路、处理器二、数模转换电路、模拟量输出电路、脉冲输出电路，通信输入电路的通信输入电路输出端与解码电路的解码电路输入端连接，解码电路的解码电路输出端与处理器二的数据帧输入端连接，处理器二的数字量输出端、数模控制输出端分别连接至数模转换电路的数字量输入端、数字量输入控制端，数模转换电路的数模转换输出端与模拟量输出电路的模拟量输出电路输入端连接，处理器二的数模控制输出端、脉冲控制输出端分别连接至脉冲输出电路的脉冲输出电路信号输入端、脉冲输出电路控制输入端；所述人机接口电路经处理器一分别连接至信号转换电路的处理器二、解码电路。

如上所述的交流采样值信号数模转换器，所述模拟量输出电路的输出信号可为电流量信号或电压量信号。

本实用新型可将相对离散的SV信号转换为相对连续的模拟量信号输出，并可针对判断接收的SV信号输出脉冲标记信号，可作为辅助检测器具用于分析交流采样的离散性与滞后性。

附图说明

图1是本实用新型交流采样值信号数模转换器其中一个实施例的电路原理示意图;

图2是应用本实用新型交流采样值信号数模转换器其中一个实施例的端口交流采样值信号数模转换实时响应的时序示意图；

图3是应用本实用新型交流采样值信号数模转换器其中一个实施例的端口交流采样值信号数模转换实时响应的处理流程示意图。

图中：1—交流采样值信号数模转换器，2—信号转换电路，3—处理器二，4—通信输入电路，5—解码电路，6—数模转换电路，7—模拟量输出电路，8—脉冲输出电路，9—处理器一，10—人机接口电路，31—数据帧输入端，32—数字量输出端，33—数模控制输出端，34—脉冲控制输出端，35—第N帧数据处理结果，41—采样值信号输入端口，42—通信输入电路输出端，45—物理层采样值第N帧信号，46—第N帧信号结束时刻，51—解码电路输入端，52—解码电路输出端，61—数字量输入端，62—数模转换输出端，63—数字量输入控制端，71—模拟量输出电路输入端，72—模拟量输出端口，75—第N帧信号模拟量输出，81—脉冲输出电路信号输入端，82—脉冲输出电路控制输入端，83—脉冲量输出端口，85—第N帧信号标记脉冲。