[發明專利]基于頻域掃描識別的合并單元額定延時測量方法

有效

• 申請號: 201510584736.2
• 申請日: 2015-09-15
• 公開（公告）號: CN105203875B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 龐福濱;袁宇波;高磊;卜強生;嵇建飛;宋亮亮;楊毅;劉玙;宋爽
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;閆方圓

本發明公開了一種基于頻域掃描識別的合并單元額定延時測量方法，利用合并單元的額定延時不變時，通過對合并單元施加周期遠遠超過合并單元額定延時最大可能值的輸入信號，避免了出現合并單元額定延時超過信號整周期的現象；根據輸入原始信號與合并單元輸出信號傅里葉變換的相角差和頻率之比求解合并單元延時，多組測試，求其平均值，既解決了間接法中無法辨識合并單元出現異常時其延時超過信號整周期的問題，其測量方法又較直接法更為簡單，提高了合并單元額定延時測量的準確性和易于實現性，測量成本較低原理簡單，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及智能變電站繼電保護技術領域，具體涉及一種基于頻域掃描識別的合并單元額定延時測量方法。

背景技術

在智能變電站中，合并單元是連接互感器與變電站二次設備之間的重要樞紐，承擔著接收各路互感器采集電壓、電流信號，并按照規定的協議生成采樣值報文傳輸到二次設備的重要任務。合并單元的應用有利于實現數據共享，有效地解決了二次接線復雜的現象，簡化了二次設備的硬件結構，在智能變電站的建設中有著不可或缺的作用。然而，隨著數字量取代模擬量傳輸，會不可避免地引入信號的采集、傳輸、處理等環節的延時，進而影響繼電保護裝置對保護速動性的要求。為了保障電網系統的安全運行，使繼電保護裝置能夠快速有效地切除故障，必須減小合并單元環節引入的延時，而這又以準確地測量出延時的大小為前提。

目前，現有的合并單元額定延時測量方法包括間接法和直接法，具體如下，

間接法是比較工頻輸入量通過合并單元后延時測試儀接收到采樣值報文的相位與模擬輸入量之間的相位差，將其換算為對應的時間延時來得到合并單元的額定延時，這種方法一方面包含了互感器一次傳感單元及合并單元本身的相位傳變特性，導致測量結果偏離合并單元的真實額定延時；更重要的是，該方法無法區分出合并單元異常時，其延時大于一個工頻周期時的現象，為其工程應用埋下了安全隱患。

直接法則是對合并單元及延時測試儀外接同步脈沖，得到合并單元接收采樣值及延時測試儀接收合并單元輸出采樣值報文的時刻，通過對比采樣數據輸入到合并單元與測試儀接收采樣值報文的時間差來得到合并單元的額定延時。這種方法雖然具有較高的測量精度，但其對延時測試儀的對時精度及報文標注精度要求非常高，硬件實現較為復雜。

針對上述問題，如何提高合并單元額定延時測量的準確性、降低硬件實現的復雜度，以保障電網系統的安全運行，使繼電保護裝置能夠快速有效地切除故障，是當前急需解決的問題。

發明內容

本發明所解決的技術問題是克服現有的合并單元額定延時測量方法存在的不足。本發明的基于頻域掃描識別的合并單元額定延時測量方法，既解決了間接法中無法辨識合并單元出現異常時其延時超過信號整周期的問題，其測量方法又較直接法更為簡單，提高了合并單元額定延時測量的準確性和易于實現性，測量成本較低，具有良好的應用前景。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

基于頻域掃描識別的合并單元額定延時測量方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟(1)，通過繼電保護測試儀或信號發生裝置，分別對合并單元、延時測試儀施加低頻穩態信號，并設置低頻穩態信號的初始頻率值和能夠達到的最大頻率值；

步驟(2)，合并單元接收低頻穩態信號，其內部的A/D采集裝置對低頻穩態信號進行模數轉換，并生成采樣值報文，發送到后級的延時測試儀；

步驟(3)，延時測試儀接收到低頻穩態信號、采樣值報文，低頻穩態信號為原始信號，采樣值報文為經過合并單元的延時信號，對原始信號、延時信號進行時域的數據保存；

步驟(4)，延時測試儀對原始信號、延時信號分別做傅里葉變化換，并提取各自的相位角；

步驟(5)，將原始信號通過傅里葉變化提取的相位角減去延時信號通過傅里葉變化提取的相位角，得到原始信號領先延時信號的相位差；