專利名稱：一種基于ieee1588對(duì)時(shí)方式的電子式互感器校準(zhǔn)試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力設(shè)備的校準(zhǔn)與檢測(cè)，更具體涉及基于IEEE1588對(duì)時(shí)方式的電子式互感器校準(zhǔn)試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
目前電子式互感器已在電力系統(tǒng)中廣泛使用，其工作性能必須通過(guò)校驗(yàn)確定，電子式互感器校驗(yàn)設(shè)備也有很多。如專利號(hào)為CN201020187805.9的“電子式通用互感器校驗(yàn)儀”提出了一種既可以校驗(yàn)?zāi)M式電子式互感器又可以校驗(yàn)數(shù)字式電子式互感器的校驗(yàn)設(shè)備，此校驗(yàn)儀只能對(duì)GPS及B碼同步方式的電子式互感器進(jìn)行校準(zhǔn)試驗(yàn)，對(duì)IEEE1588對(duì)時(shí)方式的電子式互感器就無(wú)法進(jìn)行校準(zhǔn)。專利號(hào)為CN201010166052.8的“電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)”指出:對(duì)基于數(shù)據(jù)采集卡的電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)，由于采集卡存在溫漂和穩(wěn)定性問(wèn)題，且無(wú)法溯源，用其校驗(yàn)電子式互感器不能保證足夠的精度。該專利采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)表的方法雖然解決了精度的問(wèn)題，但是由于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)表體積龐大，對(duì)工作環(huán)境要求較高，不適合現(xiàn)場(chǎng)使用。專利號(hào)為CN200920246771.3的“一種基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的電流互感器校驗(yàn)儀”提出了一種可以支持三種同步對(duì)時(shí)方式的電流互感器校驗(yàn)儀，但是此校驗(yàn)儀在工作時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制器監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)上是否有IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步報(bào)文，當(dāng)接收到同步報(bào)文后再進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)IEEE1588同步對(duì)時(shí)，說(shuō)明是此校驗(yàn)儀在現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)時(shí)，需要變電站有主時(shí)鐘，校驗(yàn)儀只能作為從時(shí)鐘狀態(tài)。這存在如下兩個(gè)問(wèn)題:1)由于變電站主時(shí)鐘一般會(huì)放在控制室，而電子式互感器校驗(yàn)儀一般放在高壓現(xiàn)場(chǎng)，兩者距離可以達(dá)到幾百米。從主時(shí)鐘弓I 一根光纖到電子式互感器校驗(yàn)儀非常不方便。2 )電子式互感器誤差校驗(yàn)一般在整個(gè)變電站調(diào)試過(guò)程中進(jìn)行，此時(shí)主時(shí)鐘可能尚未調(diào)試好，無(wú)法提供IEEE1588對(duì)時(shí)信號(hào)。因此，該專利現(xiàn)場(chǎng)使用具有局限性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型解決的目的是:提供一種基于IEEE1588對(duì)時(shí)方式的電子式互感器校準(zhǔn)試驗(yàn)裝置，該裝置配備了 IEEE1588時(shí)鐘和IEEE1588以太網(wǎng)交換機(jī)，可對(duì)采用IEEE1588對(duì)時(shí)方式的電子式電流和電子式電壓互感器的準(zhǔn)確度進(jìn)行校準(zhǔn)試驗(yàn)，該裝置的IEEE1588時(shí)鐘在校準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，既可以作為主時(shí)鐘，也可以作為從時(shí)鐘，并可以支持ETE和PTP兩種對(duì)時(shí)方式；本裝置體積小，滿足現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)需求。一種基于IEEE1588對(duì)時(shí)方式的電子式互感器校準(zhǔn)試驗(yàn)裝置，該裝置由IEEE1588以太網(wǎng)交換機(jī)、IEEE1588時(shí)鐘、標(biāo)準(zhǔn)電壓電流轉(zhuǎn)換器、標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)據(jù)采集單元、同步脈沖發(fā)送模塊、被測(cè)通道數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元和GPS組成。IEEE1588以太網(wǎng)交換機(jī)輸出端分別與IEEE1588時(shí)鐘和被測(cè)通道數(shù)據(jù)采集單元輸入端連接，IEEE1588時(shí)鐘的另一輸入端與GPS的輸出端連接，IEEE1588時(shí)鐘輸出端與同步脈沖發(fā)送模塊輸入端連接，同步脈沖發(fā)送模塊輸出端和標(biāo)準(zhǔn)電流電壓轉(zhuǎn)換器輸出端分別與標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)據(jù)采集單元輸入端連接，標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)據(jù)采集單元輸出端和被測(cè)通道數(shù)據(jù)采集單元輸出端均與數(shù)據(jù)處理單元連接。標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)據(jù)采集單元采用高精度數(shù)據(jù)采集卡PCI5922，該采集卡裝有高穩(wěn)定高準(zhǔn)確度的電壓標(biāo)準(zhǔn)和溫度傳感器，當(dāng)外部溫度變化超過(guò)5攝氏度時(shí)，PCI5922可以進(jìn)行自校準(zhǔn)，修正A/D采集電路的直流偏置和非線性。保證電子式互感器校準(zhǔn)試驗(yàn)裝置在戶外寬范圍的溫度變化條件下保持高準(zhǔn)確度。本實(shí)用新型的與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是:(I)采用美國(guó)國(guó)家儀器有限公司生產(chǎn)的高精度數(shù)據(jù)采集卡PCI5922，內(nèi)有電壓基準(zhǔn)，具有自校準(zhǔn)功能，能夠消除由溫度變化帶來(lái)的誤差；并且采集卡系統(tǒng)體積小巧，適合現(xiàn)場(chǎng)使用。(2)配備了 IEEE1588時(shí)鐘，既可以作為主時(shí)鐘，也可以作為從時(shí)鐘；時(shí)鐘帶秒脈沖輸出功能，當(dāng)同步成功時(shí)(時(shí)鐘誤差不超過(guò)Ius)秒脈沖才會(huì)輸出。(3)配備了 IEEE1588交換機(jī)，當(dāng)被測(cè)合并單元IEEE1588數(shù)據(jù)幀和IEC61850數(shù)據(jù)幀共用一個(gè)網(wǎng)口時(shí)，可以對(duì)其進(jìn)行拓展，一路用做同步，一路用做IEC61850數(shù)據(jù)采樣。(4)配備了 IEEE1588交換機(jī)，可以支持ETE和PTP兩種對(duì)時(shí)方式?？梢钥疾觳煌膶?duì)時(shí)方式對(duì)電子式互感器誤差的影響。

圖1為一種基于IEEE1588對(duì)時(shí)方式的電子式互感器校準(zhǔn)試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中:1為IEEE1588以太網(wǎng)交換機(jī)、2為IEEE1588時(shí)鐘，3為標(biāo)準(zhǔn)電壓電流轉(zhuǎn)換器，4為標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)據(jù)采集單元，5為同步脈沖發(fā)送模塊，6為被測(cè)通道數(shù)據(jù)采集單元，7為數(shù)據(jù)處理單元，8為GPS。圖2是本實(shí)用新型校驗(yàn)數(shù)字輸出式電子式電流互感器時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。其中:9為一種基于IEEE1588對(duì)時(shí)方式的電子式互感器校準(zhǔn)試驗(yàn)裝置，10為調(diào)壓器，11為升流器，12為數(shù)字輸出式電子式電流互感器，13為二次轉(zhuǎn)換器，14為合并單元，15為標(biāo)準(zhǔn)電流互感器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。一種基于IEEE1588對(duì)時(shí)方式的電子式互感器校準(zhǔn)試驗(yàn)裝置，如圖1所示，該裝置由IEEE1588以太網(wǎng)交換機(jī)1、IEEE1588時(shí)鐘2、標(biāo)準(zhǔn)電壓電流轉(zhuǎn)換器3、標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)據(jù)采集單元4、同步脈沖發(fā)送模塊5、被測(cè)通道數(shù)據(jù)采集單元6、數(shù)據(jù)處理單元7和GPS 8組成。IEEE1588以太網(wǎng)交換機(jī)I輸出端分別與IEEE1588時(shí)鐘2和被測(cè)通道數(shù)據(jù)采集單元6輸入端連接，IEEE1588時(shí)鐘2的另一輸入端與GPS 8的輸出端連接，IEEE1588時(shí)鐘2輸出端與同步脈沖發(fā)送模塊5輸入端連接，同步脈沖發(fā)送模塊5輸出端和標(biāo)準(zhǔn)電流電壓轉(zhuǎn)換器3輸出端分別與標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)據(jù)采集單元4輸入端連接，標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)據(jù)采集單元4輸出端和被測(cè)通道數(shù)據(jù)采集單元6輸出端均與數(shù)據(jù)處理單元7連接。用本實(shí)用新型校驗(yàn)數(shù)字輸出式電子式電流互感器的工作流程和原理:用本實(shí)用新型校驗(yàn)數(shù)字輸出式電子式電流互感器時(shí)，先將本實(shí)用新型及數(shù)字輸出式電子式電流互感器按圖2方式連接，如圖2所示，即被測(cè)一次電流信號(hào)由調(diào)壓器10和升流器11提供，數(shù)字輸出式電子式電流互感器12和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器15通過(guò)一次回路串聯(lián)。數(shù)字輸出式電子式電流互感器12的數(shù)字信號(hào)輸出端與二次轉(zhuǎn)換器13的接收端連接，二次轉(zhuǎn)換器13的輸出端與合并單元14數(shù)據(jù)采集端口連接，合并單元14數(shù)據(jù)采集端口與電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)9中的IEEE1588以太網(wǎng)交換機(jī)I輸入端連接，標(biāo)準(zhǔn)電流互感器15 二次輸出端與電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)9中的標(biāo)準(zhǔn)電壓電流互感器3連接。將本實(shí)用新型與數(shù)字輸出式電子式電流互感器按上述方式連接后，再設(shè)置對(duì)時(shí)工作方式和工作模式。設(shè)置方法有以下4種:a、對(duì)時(shí)工作方式為:合并單元14作為主時(shí)鐘，IEEE1588時(shí)鐘2作為從時(shí)鐘；工作模式:合并單元14為ETE對(duì)時(shí)方式，IEEE1588時(shí)鐘設(shè)置為ETE模式；實(shí)現(xiàn)合并單元14到IEEE1588時(shí)鐘整個(gè)路徑延時(shí)的測(cè)量。b、對(duì)時(shí)工作方式為:合并單元14作為從時(shí)鐘，IEEE1588時(shí)鐘2作為主時(shí)鐘；工作模式:合并單元14為ETE對(duì)時(shí)方式，IEEE1588時(shí)鐘設(shè)置為ETE模式；實(shí)現(xiàn)合并單元14到IEEE1588時(shí)鐘整個(gè)路徑延時(shí)的測(cè)量。C、對(duì)時(shí)工作方式為:合并單元14作為主時(shí)鐘，IEEE1588時(shí)鐘2作為從時(shí)鐘；工作模式:合并單元14為PTP對(duì)時(shí)方式，IEEE1588時(shí)鐘設(shè)置為PTP模式；實(shí)現(xiàn)合并單元14到IEEE1588以太網(wǎng)交換機(jī)I之間的延時(shí)及IEEE1588以太網(wǎng)交換機(jī)I到IEEE1588時(shí)鐘之間的延時(shí)測(cè)量。C、對(duì)時(shí)工作方式為:合并單元14作為從時(shí)鐘，IEEE1588時(shí)鐘2作為主時(shí)鐘；工作模式:合并單元14為PTP對(duì)時(shí)方式，IEEE1588時(shí)鐘設(shè)置為PTP模式；實(shí)現(xiàn)合并單元14到IEEE1588以太網(wǎng)交換機(jī)I之間的延時(shí)及IEEE1588以太網(wǎng)交換機(jī)I到IEEE1588時(shí)鐘之間的延時(shí)延時(shí)的測(cè)量。對(duì)時(shí)工作方式和工作模式設(shè)置好后，按照以下工作流程校驗(yàn)數(shù)字輸出式電子式電流互感器12:由調(diào)壓器10和升流器11給數(shù)字輸出式電子式電流互感器12和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器15提供電流，數(shù)字輸出式電子式電流互感器12將采集到的被測(cè)電流數(shù)字信號(hào)傳遞給二次轉(zhuǎn)換器13，二次轉(zhuǎn)換器13將調(diào)理后的信號(hào)發(fā)送給合并單元14，合并單元14將信號(hào)轉(zhuǎn)換成符合IEC61850協(xié)議發(fā)送給電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)9，并且合并單元14與電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)之間通過(guò)互發(fā)1588協(xié)議報(bào)文，實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)。當(dāng)合并單元14作為主時(shí)鐘時(shí)，以合并單元14的時(shí)間作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；當(dāng)IEEE1588時(shí)鐘2作為主時(shí)鐘時(shí)，以IEEE1588時(shí)鐘2從GPS8接收到的時(shí)間作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；當(dāng)主從時(shí)鐘之間的誤差小于lus，時(shí)，對(duì)時(shí)成功，對(duì)時(shí)成功后IEEE1588時(shí)鐘2輸出秒脈沖；同步脈沖發(fā)送模塊5接收到同步脈沖后觸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)據(jù)采集單元4進(jìn)行采樣，標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)據(jù)采集單元4將標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換器3輸出的信號(hào)進(jìn)行采樣，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理誤差計(jì)算顯示單元7 ;同時(shí)被測(cè)通道數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集單元6將合并單元發(fā)送的采樣報(bào)文進(jìn)行解析后發(fā)送至數(shù)據(jù)處理誤差計(jì)算顯示單元7 ;數(shù)據(jù)處理誤差計(jì)算顯示單元7通過(guò)相位差修正FFT算法計(jì)算得出被測(cè)電子式互感器的角差和比差。標(biāo)準(zhǔn)電流互感器15將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換后發(fā)送給電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)9中的標(biāo)準(zhǔn)電壓電流互感器。電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)9測(cè)量和計(jì)算被測(cè)電流與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)完成電子式電流互感器校驗(yàn)，得出被校電子式互感器的誤差。
權(quán)利要求1.一種基于IEEE1588對(duì)時(shí)方式的電子式互感器校準(zhǔn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，該裝置由IEEE1588以太網(wǎng)交換機(jī)(I)、IEEE1588時(shí)鐘(2)、標(biāo)準(zhǔn)電壓電流轉(zhuǎn)換器(3)、標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)據(jù)采集單元(4)、同步脈沖發(fā)送模塊(5)、被測(cè)通道數(shù)據(jù)采集單元(6)、數(shù)據(jù)處理單元(7)和GPS (8)組成；IEEE1588以太網(wǎng)交換機(jī)(I)輸出端分別與IEEE1588時(shí)鐘(2)和被測(cè)通道數(shù)據(jù)采集單元(6)輸入端連接，IEEE1588時(shí)鐘(2)的另一輸入端與GPS (8)的輸出端連接，IEEE1588時(shí)鐘(2)輸出端與同步脈沖發(fā)送模塊(5)輸入端連接，同步脈沖發(fā)送模塊(5)輸出端和標(biāo)準(zhǔn)電流電壓轉(zhuǎn)換器(3)輸出端分別與標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)據(jù)采集單元(4)輸入端連接，標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)據(jù)采集單元(4)輸出端和被測(cè)通道數(shù)據(jù)采集單元(6)輸出端均與數(shù)據(jù)處理單元(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于IEEE1588對(duì)時(shí)方式的電子式互感器校準(zhǔn)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的標(biāo) 準(zhǔn)通道數(shù)據(jù)采集單元采用高精度數(shù)據(jù)采集卡PCI5922。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于IEEE1588對(duì)時(shí)方式的電子式互感器校準(zhǔn)試驗(yàn)裝置，涉及電力設(shè)備的校準(zhǔn)與檢測(cè)。該裝置由IEEE1588以太網(wǎng)交換機(jī)(1)、IEEE1588時(shí)鐘(2)、標(biāo)準(zhǔn)電壓電流轉(zhuǎn)換器(3)、標(biāo)準(zhǔn)通道數(shù)據(jù)采集單元(4)、同步脈沖發(fā)送模塊(5)、被測(cè)通道數(shù)據(jù)采集單元(6)、數(shù)據(jù)處理單元(7)和GPS(8)組成。該裝置的IEEE1588時(shí)鐘(2)在校準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，既可以作為主時(shí)鐘，也可以作為從時(shí)鐘，并可以支持ETE和PTP兩種對(duì)時(shí)方式；本裝置體積小，滿足現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)需求。
文檔編號(hào)G01R35/02GK203084183SQ20122055432
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者邵漢橋, 吳伯華, 吳濤, 張籍, 胡浩亮, 謝東, 王法靖, 章述漢, 李前 申請(qǐng)人:武漢華中電力電網(wǎng)技術(shù)有限公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司