[发明专利]一种用于输电线参数测量的两端时间同步触发系统及方法

说明书

技术领域

 本发明涉及同步触发技术，特别涉及一种用于输电线参数测量的两端时间同步触发系统及方法，是一种为输电线路工频参数测试提供触发电平信号的电子系统，为线路首末两段测量仪器提供同步触发信号。

背景技术

 在对输变电线路参数测量过程中，经常需要双端测量，由于交变电存在向量的关系，工频参数双端测量方法需要在线路首末两端使用测量仪器测录试验电压和电流波形，数据测量的准确与否取决于向量角度的一致性，因此双端测量的时间同步及为重要，测录波形时需要两端同步进行，同步时间差不能大于1微秒，因此需要时间同步触发信号，为此人们利用GPS发出的时间信息来实现同步，然而GPS的接收受到障碍物的影响会出现信息接收不到的盲区问题，因此在实际的应用中产生了同步信号时有时无断续的现象，因此影响了测量的实时性。 

发明内容

本发明的目的是提出一种用于输电线参数测量的两端时间同步触发系统及方法，GPS/北斗时间同步触发双端测量设备进行电压和电流波形信号的同步提取。 

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于输电线参数测量的两端时间同步触发系统，包括：分别设置在本地的本地同步触发装置和设置在远端的远端同步触发装置，一个中心控制机连接本地同步触发装置，所述本地同步触发装置和远端同步触发装置分别与北斗用户机通过串口相互通信，两台北斗用户机通过卫星相互通信，在本地同步触发装置和远端同步触发装置中分别嵌有GPS授时模块。

方案进一步是：所述本地同步触发装置和远端同步触发装置分别包括由FPGA逻辑电路组成的内部实时时间发生器和同步调整发生器，所述FPGA逻辑电路接收GPS授时模块发送来的1PPS秒脉冲信号和UTC时间信息、以及一个恒温晶振电路提供的10MHz基准频率，所述内部实时时间发生器包括有一个倍频器和计数器，倍频器将10MHz基准频率分频为脉冲周期等于10纳秒的基准计数脉冲，所述计数器是由计数脉冲产生一秒一次的触发秒脉冲计数器，所述内部实时时间发生器还有一个计数器清零触发器，所述计数器清零触发器由第一次接收的GPS的1PPS秒脉冲信号将计数器清零；所述同步调整发生器的输出连接恒温晶振电路的频率微调输入。

方案进一步是：所述同步调整发生器包括一个一秒周期内应计数所述计数脉冲个数的标准数寄存器，和一个用于与标准数寄存器进行比较的计数脉冲寄存器，所述计数脉冲寄存器是在两个1PPS秒脉冲信号之间计数所述计数脉冲的计数寄存器，当标准数寄存器和计数寄存器的数据不相等时，同步调整发生器输出一个频率微调信号。

一种基于上述系统的两端时间同步触发方法：在两个同步触发装置中分别产生一秒钟一次的触发秒脉冲，所述方法包括时间同步的步骤和同步调整的的步骤：

所述时间同步的步骤是：

第一步，本地同步触发装置和远端同步触发装置实时接收GPS授时模块送来的1PPS秒脉冲信号和UTC时间信息；

第二步，当接收到GPS的1PPS秒脉冲信号时，用GPS的1PPS秒脉冲信号对本地同步触发装置和远端同步触发装置中的触发秒脉冲进行同步校正；当没有GPS的1PPS秒脉冲信号时，保持最后一次同步校正的触发秒脉冲以UTC时间计时；

所述同步触发的步骤是：

第一步，由一个中心控制机向两个同步触发装置发送一个同步触发请求，两个同步触发装置收到请求后向中心控制机回复一个响应信号，本地同步触发装置和远端同步触发装置同时启动同步触发程序；其中所述中心控制机发送同步触发请求必须提前触发信号发出的时刻发出；

第二步，等待触发时刻到，当触发时刻到，本地同步触发装置和远端同步触发装置同时发出触发信号。

方案进一步是：所述中心控制机发送同步触发请求至少提前触发信号发出的时刻一分钟发出。

方案进一步是：所述同步校正包括同步计数的步骤和计数脉冲校正的步骤:

所述同步计数的步骤是：

启动一个脉冲计数器；

第一步：用第一次接收到的1PPS秒脉冲信号将脉冲计数器清零，脉冲计数器开始计数；

第二步：当脉冲计数器计数的脉冲个数的时间等于1秒钟时，脉冲计数器输出一个秒脉冲并将脉冲计数器清零；

第三步：脉冲计数器重新计数，返回第二步；

所述计数脉冲校正的步骤是：

有一个计数脉冲发生器，并设置有一个一秒钟时间内的标准计数脉冲数；

第一步：计数两个1PPS秒脉冲之间的计数脉冲数；

第二步：将两个1PPS秒脉冲之间的计数脉冲数与标准计数脉冲数进行比较；