[發明專利]智能變電站合并單元絕對延時的測試裝置

在審

• 申請號: 201810046769.5
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108318846A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 余恩;李亦龍;徐開;鄒成伍;黃恒孜;朱海衛
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01R35/02
• 分類號: G01R35/02
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發明公開了一種智能變電站合并單元絕對延時的測試裝置。合并單元輸出報文在經過交換機等網絡硬件設備后會產生新的延遲，由于在不同的傳輸網絡中造成的延時不統一，合并單元無法確定這些新的延時，因此不能計入到額定延時中。本發明包括光網口、以太網PHY芯片、現場可編程邏輯門陣列FPGA、同步模塊和人機接口；所述的光網口與以太網PHY芯片單向通信，以太網PHY芯片與現場可編程邏輯門陣列FPGA單向通信，現場可編程邏輯門陣列FPGA與同步模塊雙向通信，現場可編程邏輯門陣列FPGA與人機接口雙向通信。本發明實現對合并單元絕對延時的精確測試，為電子式互感器的非同步誤差校驗提供技術支持。

技術領域

本發明涉及智能變電站數字化計量領域，特別是一種針對智能變電站核心設備合并單元計量誤差的測試裝置。

背景技術

目前，智能變電站的二次量接入由以前的模擬量接入改為經光纖后的數字量接入。智能變電站的二次電壓、電流采集方式主要有以下幾種。

一、電子式互感器加合并單元方式

電子式互感器的采集器一般安裝在戶外，采集器內置采樣電路直接將一次電壓電流量轉換為數字量，經光纖送入合并單元（MU）。多相采集器的多路數字量信號送達MU，由MU將多路數字信號同步并合并組合成一組數字信號送到測控、保護設備。

二、傳統電磁式互感器加合并單元方式

傳統電磁式互感器的二次模擬量經電纜接入MU，MU多路同步采樣后經光纖送至測控、保護設備；同樣，由于需要CPU進行模數轉換和數字處理和傳輸，必然產生延時。

三、合并單元級聯方式

此種方式中，電磁式電壓互感器的二次電壓經電壓MU轉換成數字量送至下一級MU（如間隔MU），后者對電磁式電流互感器的二次電流進行采樣，并與電壓MU過來的電壓數字量進行同步，組合成一組數字量送入測控、保護設備。

上述方式中，由于存在模數信號轉化、數字信號處理、數字信號傳輸等過程，會引入一定的延遲時間，主要包括采集器采樣時間、采集器數字信號輸出延時、MU接收延時、MU處理延時、MU報文輸出延時、同步處理延時。這些延時均包含在合并單元的額定延時信息中，但是MU輸出報文在經過交換機等網絡硬件設備后會產生新的延遲，由于在不同的傳輸網絡中造成的延時不統一，合并單元無法確定這些新的延時，因此不能計入到額定延時中。這些新產生的延遲會影響校驗儀等二次設備計量校驗。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種智能變電站合并單元絕對延時的測試裝置，其主要針對從合并單元采樣到電子式互感器校驗儀等二次設備的總延時測量，包括由后續通信網絡造成的新的延時，從而實現對智能變電站計量設備的精確校驗，并為非同步校驗方案提供技術支持。

為此，本發明采用如下的技術方案：智能變電站合并單元絕對延時的測試裝置，包括光網口、以太網PHY 芯片、現場可編程邏輯門陣列FPGA、同步模塊和人機接口；

所述的光網口與以太網PHY芯片單向通信，以太網PHY芯片與現場可編程邏輯門陣列FPGA單向通信，現場可編程邏輯門陣列FPGA與同步模塊雙向通信，現場可編程邏輯門陣列FPGA與人機接口雙向通信。

目前的合并單元一般工作在4K的采樣率模式下，即對電網信號進行每秒4000點等間隔采樣，根據每秒一次的同步信號對采樣點進行0-3999編號，同步信號到來時刻的采樣點編號為0，并把該采樣點封裝成符合IEC61850-9-2協議的數字報文，通過網絡口發出；由于合并單元在采樣時進行的模數轉換、組幀等操作時，以及數字報文在網絡傳輸過程中存在一定的延遲，造成數字信號與模擬信號產生一定的角度差。本發明實現對合并單元絕對延時的精確測試，為電子式互感器的非同步誤差校驗提供技術支持。