[發(fā)明專利]一種具有多級(jí)數(shù)字延時(shí)功能的同步觸發(fā)裝置及觸發(fā)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910448047.7
• 申請(qǐng)日: 2019-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN110108916B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉凌;張誠(chéng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R13/02
• 分類號(hào): G01R13/02;G05B19/042
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

本發(fā)明公開了一種具有多級(jí)數(shù)字延時(shí)功能的同步觸發(fā)裝置及觸發(fā)方法，包括電磁波同步觸發(fā)儀和光接收模塊。其中，電磁波同步觸發(fā)儀由鋁制屏蔽外殼加工而成，內(nèi)部包含兩級(jí)放大電路、隔離變壓器、整流濾波電路、高速比較器、微控制器、顯示屏及觸發(fā)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路；外部包含棒狀天線、多組同步光信號(hào)和電平信號(hào)輸出端口、接地柱。本發(fā)明的同步觸發(fā)裝置外形小巧，通過(guò)觸摸顯示屏的簡(jiǎn)單設(shè)置就能夠?qū)崿F(xiàn)多級(jí)觸發(fā)信號(hào)的數(shù)字延時(shí)、觸發(fā)靈敏度自動(dòng)調(diào)節(jié)、觸發(fā)電平保持等功能，具有同步、延時(shí)觸發(fā)精度高，人機(jī)交互友好的優(yōu)點(diǎn)，能夠工作在復(fù)雜電磁環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)不同測(cè)量點(diǎn)的多級(jí)延時(shí)觸發(fā)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變電站現(xiàn)場(chǎng)多點(diǎn)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種具有多級(jí)數(shù)字延時(shí)功能的同步觸發(fā)裝置，通過(guò)同軸電纜或光纖傳輸?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)多臺(tái)示波器之間納秒級(jí)同步觸發(fā)。

背景技術(shù)

變電站作為電網(wǎng)電壓、電流轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，是電力系統(tǒng)中一次和二次設(shè)備最集中的場(chǎng)所。變電站的智能化關(guān)鍵點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)站內(nèi)一、二次設(shè)備的智能化。傳統(tǒng)二次控制、測(cè)量、保護(hù)回路通過(guò)通信線和傳輸電纜與一次設(shè)備相連，二者具有緊密的電磁相關(guān)性；為減弱二次電纜引入的電磁干擾，現(xiàn)階段智能變電站過(guò)程層信息傳輸普遍以光纖為媒介進(jìn)行數(shù)字化傳輸。

我國(guó)智能電網(wǎng)和特高壓技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，電力設(shè)備的裝機(jī)容量不斷提升，投入的新型電子自動(dòng)化設(shè)備也逐漸增多，如何確保電力安全、可靠供應(yīng)變得十分重要。理論上，一切與電能產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換和傳輸相關(guān)的活動(dòng)都可能有電磁干擾的出現(xiàn)，電磁干擾可以通過(guò)傳導(dǎo)、輻射等耦合途徑影響二次采集、控制、通信等電子化設(shè)備的運(yùn)行，造成設(shè)備出現(xiàn)故障或損壞，嚴(yán)重的還會(huì)使繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)，導(dǎo)致更為嚴(yán)重的后果。

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，變電站內(nèi)二次繼電保護(hù)設(shè)備先后經(jīng)歷了小室集中布置、預(yù)制艙布置和就地化匯控柜布置的方式，二次設(shè)備正朝著小型化和就地化方向發(fā)展，一、二次設(shè)備融合成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。然而，隨著二次設(shè)備安裝位置的前移，一、二次設(shè)備距離越來(lái)越近，甚至將二次智能控制單元直接集成在一次智能電力設(shè)備上，會(huì)帶來(lái)愈發(fā)嚴(yán)重的電磁干擾問(wèn)題影響設(shè)備正常工作。在變電站復(fù)雜電磁環(huán)境下，一、二次設(shè)備電磁兼容問(wèn)題日益突出，如何改善站內(nèi)電磁環(huán)境，提高設(shè)備的抗干擾能力是電力系統(tǒng)亟待解決的問(wèn)題。

暫態(tài)信號(hào)是客觀存在的，無(wú)論是變電站內(nèi)開關(guān)正常操作還是發(fā)生故障都會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)信號(hào)。在對(duì)變電站進(jìn)行暫態(tài)電壓、電流、電場(chǎng)等電參量測(cè)量時(shí)，受測(cè)量點(diǎn)位置選取不同及示波器通道數(shù)限制，通常需要布置多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)多測(cè)量點(diǎn)和多電參量的同時(shí)測(cè)量。不同測(cè)量點(diǎn)由于輸入信號(hào)不同或信號(hào)傳輸電纜長(zhǎng)度不同，導(dǎo)致同步誤差高達(dá)us級(jí)甚至ms級(jí)，這樣的同步精度對(duì)于變電站內(nèi)上百M(fèi)Hz的電磁暫態(tài)信號(hào)測(cè)量來(lái)說(shuō)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的；并且隨著傳輸電纜的變長(zhǎng)，還會(huì)引入新的干擾。

目前已有的電磁波同步觸發(fā)裝置采用棒狀天線作為電磁波接收端，通過(guò)與手動(dòng)設(shè)置的觸發(fā)電平比較，經(jīng)光纜傳輸?shù)讲煌瑴y(cè)量點(diǎn)，再通過(guò)光電轉(zhuǎn)換模塊將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)給示波器，完成一次同步觸發(fā)。但在變電站現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)目前的同步觸發(fā)裝置有以下不足之處：

不具備延時(shí)觸發(fā)功能。在變電站刀閘操作過(guò)程中，拉弧時(shí)間可超過(guò)1s，但受示波器存儲(chǔ)深度限制，現(xiàn)有同步觸發(fā)裝置完成一次觸發(fā)通常無(wú)法在高采樣速率下捕獲完整電弧放電波形；同時(shí)，不具備同步觸發(fā)信號(hào)輸出保持功能。現(xiàn)有同步觸發(fā)裝置若接收到的電磁波信號(hào)在設(shè)置觸發(fā)閾值附近容易出現(xiàn)高速比較器輸出電平來(lái)回跳動(dòng)的問(wèn)題，導(dǎo)致觸發(fā)信號(hào)的輸出不穩(wěn)定，降低了觸發(fā)成功率。

為適應(yīng)變電站更多電磁暫態(tài)測(cè)量場(chǎng)景，提高觸發(fā)精確度和可靠性，亟需研制一種帶數(shù)字延時(shí)功能的同步觸發(fā)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種具有多級(jí)數(shù)字延時(shí)功能的同步觸發(fā)裝置，能夠根據(jù)變電站環(huán)境噪聲自動(dòng)調(diào)節(jié)觸發(fā)靈敏度，并且加入了用于提升了人機(jī)交互能力的觸摸顯示屏，使得同步觸發(fā)裝置適用場(chǎng)景更多，可靠性更高。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：