一種保證電子式互感器數(shù)字輸出一致性的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種保證電子式互感器數(shù)字輸出一致性的方法。所述的電子式互感器包括傳感器、轉換器、傳輸光纖及合并單元等部件。其數(shù)字輸出的一致性包括幅值精度、相位精度及固定延時等特性的一致。本發(fā)明通過將各參數(shù)存儲在轉換器和合并單元中，并通過轉換器與合并單元間的通信完成參數(shù)確認和同步，在合并單元中根據(jù)參數(shù)對數(shù)字量進行修正，達到電子式互感器整體性能一致的目的。該方法預設性強，出廠后無需人為寫入?yún)?shù)，操作簡單，非常易于維修或更換，且參數(shù)分別存儲于兩處，可靠性高。
【專利說明】一種保證電子式互感器數(shù)字輸出一致性的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電力領域，尤其是一種保證電子式互感器數(shù)字輸出一致性的方法。
技術背景
[0002]目前，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，智能變電站越來越多，電子式互感器是其中重要組成部分。電子式互感器主要由傳感器和轉換器及合并單元組成。由于生產(chǎn)工藝局限等原因，傳感器的輸出特性較難保證完全一致，且由于轉換器的模擬調(diào)理電路偏差及AD轉換延時等原因，信號轉換為數(shù)字信號后會出現(xiàn)一定的比差和相位差。為了保證電子式互感器整體精度能到達要求，則需要在合并單元中對偏差進行補償標定。而標定之后需保持傳感器、轉換器與合并單元乃至合并單元的數(shù)據(jù)通道保持一一對應，否則將出現(xiàn)混淆，導致精度下降。這將造成電子式互感器出廠之后的工程安裝以及維護更換操作復雜且容易出現(xiàn)錯誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服電子式互感器在出廠之后的工程安裝以及維護更換過程中操作復雜且容易出錯的問題，本發(fā)明提供一種保證電子式互感器數(shù)字輸出一致性的方法，現(xiàn)場僅需對合并單元命令操作，無需手動配置參數(shù)及現(xiàn)場調(diào)試或者校驗，即可完成安裝或更換，并保證電子式互感器數(shù)字輸出一致。
[0004]為實現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明提出以下技術方案:一種保證電子式互感器數(shù)字輸出一致性的方法，其不同之處在于:其方法包括以下步驟:
[0005]步驟I)、單獨測試傳感器，記錄其實際輸出與額定輸出的偏差，記為Ks ；
[0006]步驟2)、單獨測試轉換器，記錄其輸出的偏移，記為Kc ；
[0007]步驟3)、轉換器接收從上位機通過過合并單元傳送過來的數(shù)據(jù)，即測試得到的兩組偏差補償系數(shù)Ks和Kc，并保存在非易失性存儲芯片中；
[0008]步驟4)、傳感器和轉換器組合后，轉換器通過光纖將實時采樣數(shù)字信號傳送給合并單元，同時在同一鏈路層的數(shù)據(jù)幀內(nèi)將產(chǎn)品編號ID及補償系數(shù)一并傳送給合并單元；
[0009]步驟5)、合并單元第一次連接時通過接收上位機的上傳命令，接收轉換器發(fā)送的產(chǎn)品編號及補償系數(shù)，并保存在特定的非易失性存儲芯片中；
[0010]步驟6)、合并單元讀取自身的非易失性存儲芯片中的產(chǎn)品編號和補償系數(shù)，同時接收來自轉換器的數(shù)字信號，確認接收到的產(chǎn)品編號和補償系數(shù)是否與本身存儲芯片中的一致；如果一致，則根據(jù)補償系數(shù)對信號進行補償，達到數(shù)字輸出的一致性；如果不一致，則輸出告警信號；
[0011]步驟7)、如果需要更換轉換器，連接光纖后，合并單元通過接收上位機的下載命令，將傳感器的補償系數(shù)Ks重新寫入轉換器，再通過接收上位機的上傳命令將轉換器的編號ID和補償系數(shù)Kc保存到合并單元中；如果需要更換合并單元，連接光纖后重復步驟5)和6)。
[0012]按以上方案，所述步驟中的合并單元由轉發(fā)器代替，通過轉發(fā)器輸出一致的數(shù)字信號，接入合并單元或者需要信號的二次裝置。
[0013]按以上方案，所述步驟3 )中的轉換器通過光通訊模塊接收來自合并單元或者轉發(fā)器的補償系數(shù)并保存。
[0014]按以上方案，所述步驟4)和步驟5)中的合并單元或者轉發(fā)器接收上傳或者下載指令并通過光通訊模塊進行相應參數(shù)的接收或發(fā)送。
[0015]按以上方案，所述步驟7)中的傳感器和轉換器的系數(shù)是獨立的，分別在合并單元與轉換器之間進行傳輸。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明是基于下述裝置實現(xiàn)的:一次傳感器、含有EEPR0M、Flash等非易失性存儲芯片的轉換器、含有EEPROM、Flash等非易失性存儲芯片的合并單元、轉換器和合并單元之間的一對收發(fā)光纖；該方法中，傳感器和轉換器的誤差補償系數(shù)均保存到轉換器的非易失存儲芯片中；第一次使用時將產(chǎn)品信息及補償系數(shù)一并傳給合并單元；合并單元存儲信息。使用過程中，不論需要更換轉換器或者合并單元，都可以得到原始系統(tǒng)補償系數(shù)，根據(jù)這組數(shù)據(jù)和更換設備新的誤差值計算出現(xiàn)有系統(tǒng)誤差補償系數(shù)。通過這種方法，可以保證電子式互感器數(shù)字輸出的一致性，有效避免工程使用過程中因設備更換引起的系統(tǒng)誤差。電子式互感器在出廠之前即完成最大程度的預設，在現(xiàn)場操作時僅需對合并單元下達相應命令，無需手動配置參數(shù)及現(xiàn)場調(diào)試或者校驗，即可完成安裝或更換，并保證電子式互感器數(shù)字輸出一致。該方法操作簡單方便，大大減少工程現(xiàn)場的工作量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例電子式互感器組成原理圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實施例保證電子式互感器數(shù)字輸出一致性的方法的流程圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實施例傳感器偏差檢測方法的示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明實施例轉發(fā)器偏差檢測方法的示意圖；
[0021]圖5為本發(fā)明實施例轉換器中軟件的流程圖；
[0022]圖6為本發(fā)明實施例合并單元中軟件的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0024]首先從總體上描述下本發(fā)明【具體實施方式】:一種保證電子式互感器數(shù)字輸出一致性的方法，其方法包括以下步驟:
[0025]步驟I)、單獨測試傳感器，記錄其實際輸出與額定輸出的偏差，記為Ks ；
[0026]步驟2)、單獨測試轉換器，記錄其輸出的偏移，記為Kc ；
[0027]步驟3)、轉換器接收從上位機通過過合并單元傳送過來的數(shù)據(jù)，即測試得到的兩組偏差補償系數(shù)Ks和Kc，并保存在非易失性存儲芯片中；
[0028]步驟4)、傳感器和轉換器組合后，轉換器通過光纖將實時采樣數(shù)字信號傳送給合并單元，同時在同一鏈路層的數(shù)據(jù)幀內(nèi)將產(chǎn)品編號ID及補償系數(shù)一并傳送給合并單元；
[0029]步驟5)、合并單元第一次連接時通過接收上位機的上傳命令，接收轉換器發(fā)送的產(chǎn)品編號及補償系數(shù)，并保存在特定的非易失性存儲芯片中；
[0030]步驟6)、合并單元讀取自身的非易失性存儲芯片中的產(chǎn)品編號和補償系數(shù)，同時接收來自轉換器的數(shù)字信號，確認接收到的產(chǎn)品編號和補償系數(shù)是否與本身存儲芯片中的一致；如果一致，則根據(jù)補償系數(shù)對信號進行補償，達到數(shù)字輸出的一致性；如果不一致，則輸出告警信號；
[0031]步驟7)、如果需要更換轉換器，連接光纖后，合并單元通過接收上位機的下載命令，將傳感器的補償系數(shù)Ks重新寫入轉換器，再通過接收上位機的上傳命令將轉換器的編號ID和補償系數(shù)Kc保存到合并單元中；如果需要更換合并單元，連接光纖后重復步驟5)和6)。
[0032]進一步的，所述步驟中的合并單元可以由轉發(fā)器代替，通過轉發(fā)器輸出一致的數(shù)字信號，接入合并單元或者需要信號的二次裝置。
[0033]進一步的，所述步驟3)中的轉換器可以通過光通訊模塊接收來自合并單元或者轉發(fā)器的補償系數(shù)并保存。
[0034]進一步的，所述步驟4)和步驟5)中的合并單元或者轉發(fā)器接收上傳或者下載指令并通過光通訊模塊進行相應參數(shù)的接收或發(fā)送。
[0035]進一步的，所述步驟7)中的傳感器和轉換器的系數(shù)可以是獨立的，分別在合并單兀與轉換器之間進行傳輸。
[0036]如圖1所示，本發(fā)明所述的保證電子式互感器數(shù)字輸出一致性的方法，它是基于下述裝置實現(xiàn)的:電流傳感器或電壓傳感器、含有EEPR0M、Flash等非易失性存儲芯片的轉換器、含有EEPROM、Flash等非易失性存儲芯片的合并單元、轉換器和合并單元之間的一對收發(fā)光纖。
[0037]以下結合圖2作進一步的描述，其具體步驟如下:
[0038]步驟I)、單獨測試傳感器，如圖3所示，將傳感器安裝在一次上，其輸出的模擬量接入互感器校驗儀，同時將標準互感器也與一次相連，輸出的標準模擬量也接入互感器校驗儀，在一次導體上施加額定電壓或額定電流，通過校驗儀檢測傳感器的偏差，包括幅值偏差和相位差。
[0039]步驟2)、單獨測試轉換器，如圖4所示，取標準的傳感器，將其標準輸出接入轉換器，取已知自身固定延時的合并單元，將轉換器的數(shù)字信號接入合并單元，將合并單元的數(shù)字輸出接入電子式互感器校驗儀，同樣將標準互感器的輸出也接入電子式互感器校驗儀，在一次導體上施加額定電壓或額定電流，通過校驗儀檢測合并單元輸出信號的偏差，包括幅值偏差和相位差，其中相位偏差需減去合并單元固定延時造成的相位差，余下的相位差即包括轉換器的信號調(diào)理電路造成的相位偏移、AD轉換和數(shù)字處理造成的固定延時引起的相位差。
[0040]步驟3)、根據(jù)上述2步測試得到的兩組偏差，可計算出各自的補償系數(shù)，分別記為傳感器補償系數(shù)Ks和轉換器補償系數(shù)Kc，合并單元通過調(diào)試口與上位機通信，接收下載命令后將所有補償系數(shù)組成表2幀格式并經(jīng)過光通訊模塊將補償系數(shù)下載到轉換器中，轉換器接收系數(shù)并保存在非易失性存儲芯片中(內(nèi)部執(zhí)行圖5的流程)，由于定標系數(shù)為有符號浮點數(shù)，而存儲芯片僅存儲16位的二進制數(shù)據(jù)，故為實現(xiàn)統(tǒng)一，合并單元需對定標系數(shù)進行一定處理，因系數(shù)有效小數(shù)位為4位，故將系數(shù)放大10000倍后取其整數(shù)部分即可，因有符號16位數(shù)據(jù)的范圍為-32768至32767，故其定標系數(shù)范圍限定為-3.2768至3.2767。
[0041]步驟4)、將傳感器和轉換器組合后，轉換器即通過光通訊模塊將數(shù)字信號通過表I的幀格式傳送給合并單元，同時將傳感器和轉換器的產(chǎn)品編號及補償系數(shù)放入同一數(shù)據(jù)幀內(nèi)一并傳送給合并單元。
[0042]步驟5)、合并單元第一次連接轉換器時，接收上位機發(fā)出的上傳命令，合并單元即接收傳感器和轉換器的產(chǎn)品編號及補償系數(shù)，并保存在非易失性存儲芯片中。
[0043]步驟6)、合并單元繼續(xù)接收來自轉換器的數(shù)字信號，同時判斷接收到的數(shù)據(jù)包中的產(chǎn)品信息和補償系數(shù)是否與合并單元本身存儲芯片中的系數(shù)是否一致；如果一致，則根據(jù)補償系數(shù)對信號進行補償，達到數(shù)字輸出的一致性，滿足電子式互感器的整體精度要求，電子式互感器開始正常運行。如果不一致，則輸出告警信號并執(zhí)行步驟7)或步驟8)。
[0044]步驟7)、如果更換轉換器，則在更換后連接光纖，合并單元通過接收下載命令將傳感頭的補償系數(shù)Ks重新寫入轉換器，再通過接收上傳命令將轉換器的信息ID和補償系數(shù)Kc保存到合并單元中。
[0045]步驟8)、如果更換合并單元，則在更換后連接光纖，重復步驟5)和6)。
[0046]具體的，轉換器與合并單元之間傳輸?shù)漠a(chǎn)品信息及補充系數(shù)是基于鏈路層數(shù)據(jù)幀進行交換。表I為轉換器向合并單元發(fā)送數(shù)據(jù)的幀格式。表2為合并單元向轉換器發(fā)送數(shù)據(jù)的幀格式。
【權利要求】
1.一種保證電子式互感器數(shù)字輸出一致性的方法，其特征在于:其方法包括以下步驟: 步驟I)、單獨測試傳感器，記錄其實際輸出與額定輸出的偏差，記為Ks ； 步驟2)、單獨測試轉換器，記錄其輸出的偏移，記為Kc ； 步驟3)、轉換器接收從上位機通過過合并單元傳送過來的數(shù)據(jù)，即測試得到的兩組偏差補償系數(shù)Ks和Kc，并保存在非易失性存儲芯片中； 步驟4)、傳感器和轉換器組合后，轉換器通過光纖將實時采樣數(shù)字信號傳送給合并單元，同時在同一鏈路層的數(shù)據(jù)幀內(nèi)將產(chǎn)品編號ID及補償系數(shù)一并傳送給合并單元； 步驟5)、合并單元第一次連接時通過接收上位機的上傳命令，接收轉換器發(fā)送的產(chǎn)品編號及補償系數(shù)，并保存在特定的非易失性存儲芯片中； 步驟6)、合并單元讀取自身的非易失性存儲芯片中的產(chǎn)品編號和補償系數(shù)，同時接收來自轉換器的數(shù)字信號，確認接收到的產(chǎn)品編號和補償系數(shù)是否與本身存儲芯片中的一致；如果一致，則根據(jù)補償系數(shù)對信號進行補償，達到數(shù)字輸出的一致性；如果不一致，則輸出告警信號； 步驟7)、如果需要更換轉換器，連接光纖后，合并單元通過接收上位機的下載命令，將傳感器的補償系數(shù)Ks重新寫入轉換器，再通過接收上位機的上傳命令將轉換器的編號ID和補償系數(shù)Kc保存到合并單元中；如果需要更換合并單元，連接光纖后重復步驟5)和6)。
2.如權利要求1所述的保證電子式互感器數(shù)字輸出一致性的方法，其特征在于:所述步驟中的合并單元由轉發(fā)器代替，通過轉發(fā)器輸出一致的數(shù)字信號，接入合并單元或者需要信號的二次裝置。
3.如權利要求1所述的保證電子式互感器數(shù)字輸出一致性的方法，其特征在于:所述步驟3)中的轉換器通過光通訊模塊接收來自合并單元或者轉發(fā)器的補償系數(shù)并保存。
4.如權利要求1所述的保證電子式互感器數(shù)字輸出一致性的方法，其特征在于:所述步驟4)和步驟5)中的合并單元或者轉發(fā)器接收上傳或者下載指令并通過光通訊模塊進行相應參數(shù)的接收或發(fā)送。
5.如權利要求1所述的保證電子式互感器數(shù)字輸出一致性的方法，其特征在于:所述步驟7)中的傳感器和轉換器的系數(shù)是獨立的，分別在合并單元與轉換器之間進行傳輸。
【文檔編號】H02J13/00GK103762721SQ201410004670
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權日:2014年1月6日
【發(fā)明者】劉立斌, 李曉, 方兵, 朱寶, 崔新友, 易佳, 黃 俊 申請人:武漢烽火富華電氣有限責任公司