基于反饋的智能掃描電子式互感器合并單元特性測試方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于反饋的智能掃描電子式互感器合并單元特性檢測方法，該方法基于合并單元的反饋信息來動態(tài)調(diào)整掃描策略，最終模擬出多路的電子式互感器本體數(shù)字量信號，破除了互感器本體與合并單元之間通信“半私有”的技術(shù)壁壘，能夠解決電子式互感器本體和合并單元只能進行整體測試的不足，消除合并單元自身性能無法獨立驗證與測試所埋下的隱患，為合并單元自身以及電子式互感器整體的技術(shù)提高提供重要保障。合并單元多端口的掃描過程基于反饋信息自動判別并調(diào)整策略，快速準確且無需人為判別，測試的智能化程度高。
【專利說明】基于反饋的智能掃描電子式互感器合并單元特性測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)中電子式互感器合并單元(MU)的特性測試領(lǐng)域，針對的測試對象是接收電子式互感器本體數(shù)字量信號的合并單元(MU)，涉及的是一種可基于反饋的智能掃描式電子式互感器合并單元特性測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電子式互感器本體和合并單元(以下簡稱MU)之間通過光纖串行通信傳輸采樣值、互感器狀態(tài)等信息，當前，由于沒有規(guī)范和標準對該協(xié)議進行標準化，因而傳輸協(xié)議處于“半私有”狀態(tài)，這就給測試帶來了限制，只能將互感器的本體和MU作為一個整體進行性能測試。整體測試固然重要，但是MU作為一個獨立運行的設(shè)備，其數(shù)據(jù)同步處理的性能，穩(wěn)態(tài)幅值和相位精度，絕對延時特性，報文輸出離散性，軟件積分算法的特性，暫態(tài)特性等等，都是必須進行獨立研究并測試的環(huán)節(jié)。以整體測試代替單體測試會將MU自身性能無法得到有效驗證，存在的問題可能會被整體測試的最終結(jié)果掩蓋，埋下隱患，當整體測試不達標時，不利于問題的定位和解決，長期來看，會限制MU相關(guān)技術(shù)的深入發(fā)展。隨著國內(nèi)不同廠家的電子式互感器與合并器之間配合使用的情況越來越多，合并單元獨立測試的需求越來越急迫，因而，必須對接收電子式互感器本體數(shù)字量輸入的MU展開獨立的性能測試。
[0003]目前國內(nèi)的電子式互感器本體輸出均為光纖串行通信，不同廠家的傳輸帶寬和采樣率是有差異的，帶寬有1.6Mbit/s、2.0Mbit/s、4.0Mbit/s三種，采樣率有每周波80點、100點、200點、256點四種。目前不同廠家的互感器具體采用的何種帶寬、何種采樣率已經(jīng)是公開的信息，但是串行數(shù)據(jù)幀長度、數(shù)據(jù)幀字節(jié)含義、字節(jié)位的定義等是各家自定義的且不愿意公開的私有信息，這就是目前的互感器本體與MU之間通信的“半私有”狀態(tài)，是MU單體測試的最大技術(shù)障礙。
[0004]從MU的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)特性測試角度來說，最關(guān)鍵的是需要給MU施加一個電子式互感器本體的采樣值信息，其他信息內(nèi)容跟測試無關(guān)。如果能夠獲取到電子式互感器本體發(fā)出的數(shù)據(jù)幀長度，并能找到對應的采樣值在數(shù)據(jù)幀中的偏移位置，則可以對電子式互感器本體的采樣值進行模擬發(fā)送，按測試試驗的要求控制采樣值的輸出，從而對MU展開各項穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)特性測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)上的不足，本發(fā)明目的在于提出一種可基于反饋的智能掃描電子式互感器合并單元特性測試方法，該方法破除了互感器本體與合并單元之間通信“半私有”的技術(shù)障礙，為合并單元自身以及電子式互感器整體的技術(shù)提高提供重要保障。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]—種電子式互感器合并單元進行獨立測試的測試方法，其方法為:(1)掃描前配置；首先，配置掃描的初始條件，所述初始條件帶寬、采樣率、幀長的范圍，或者已知的奇偶校驗、循環(huán)冗余校驗碼(Cyclic Redundancy Check,簡稱CRC)方式等信息。[0008](2)掃描MU的所有輸入端口 ；啟動掃描后，PowerPC處理器首先基于MU反饋的通道有效標志位掃描出數(shù)據(jù)幀長，然后基于MU反饋的通道數(shù)據(jù)值掃描出交流采樣值的偏移地址，依次對MU的所有輸入端口完成上述掃描；當至少有一個輸入端口掃描成功時，則進入步驟(3)，否則測試結(jié)束。
[0009](3) MU的測試階段；當掃描成功完成后，進入對MU的測試階段，依據(jù)MU特性測試的要求，其MU的測試階段的方法包括如下:
[0010](3a)穩(wěn)態(tài)測試方法；首先進入穩(wěn)態(tài)測試，在穩(wěn)態(tài)測試時，控制電子式互感器模擬輸出的采樣值幅值、頻率、有效值、相位、諧波、輸出通道總數(shù)、丟幀率、丟幀方式等所有測試相關(guān)信息，并將電該子式互感器模擬輸出的信號作為標準信號，將接收到的MU輸出采樣值信息作為試品信息，完成穩(wěn)態(tài)性能相關(guān)的所有測試工作；
[0011](3b)暫態(tài)測試，然后，穩(wěn)態(tài)測試完成后進入暫態(tài)測試階段，由測試軟件根據(jù)MU的具體暫態(tài)特性指標，如暫態(tài)等級、時間常數(shù)、額定對稱短路電流倍數(shù)等信息配置暫態(tài)試驗所需的單次通電或雙次通電暫態(tài)測試量，將輸出的量值作為標準源信號，MU輸出的采樣值作為試品信號，完成暫態(tài)相關(guān)的性能測試。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)效果是:
[0013]本發(fā)明是基于合并單元的反饋信息來動態(tài)調(diào)整掃描策略，最終模擬出多路的電子式互感器本體數(shù)字量信號，破除了互感器本體與合并單元之間通信“半私有”的技術(shù)壁壘。并通過多端口的掃描過程基于反饋信息自動判別并調(diào)整策略，快速準確且無需人為判別，測試的智能化程度高；其能夠定量配置多路電子式互感器本體的模擬輸出，為合并單元的各項穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)測試提供任意所需的采樣值信息；而且能夠針對電子式互感器合并單元進行獨立測試，消除了互感器本體和合并單元整體測試存在的不足，消除合并單元自身性能無法獨立測試埋下的隱患，為合并單元自身以及電子式互感器整體的技術(shù)提高提供保障。
[0014]此外，硬件架構(gòu)綜合了 PowerPC處理器的強大數(shù)據(jù)處理與通信能力，以及FPG的強大時序控制與邏輯運算能力，為多端口智能掃描、MU報文解析，穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)數(shù)據(jù)處理提供了強有力的保障。該方法不受合并單元具體廠家、型號及輸出協(xié)議的限制，不受電子式互感器具體原理、廠家及型號的限制，具有極大的通用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本發(fā)明；
[0016]圖1為本發(fā)明基于反饋的智能掃描式電子式互感器合并單元特性測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明測試的流程圖；
[0018]圖3為本法的單端口數(shù)據(jù)幀長掃描流程圖。
【具體實施方式】
[0019]為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡述本發(fā)明。
[0020]參見圖1至圖3，本實施例的針對電子式互感器合并單元進行獨立測試的測試方法，即一種基于反饋的智能掃描式電子式互感器合并單元特性檢測方法，該方法針對的測試對象是接收電子式互感器本體數(shù)字量信號的合并單元(MU)，涉及的是一種可以自動模擬電子式互感器本體數(shù)字量輸出，進而對MU展開各項測試的測試方法，其是基于合并單元的反饋信息來動態(tài)調(diào)整掃描策略，獲取電子式互感器本體發(fā)出的數(shù)據(jù)幀長度，找到對應的采樣值在數(shù)據(jù)幀中的偏移位置，對電子式互感器本體的采樣值進行模擬發(fā)送，最終模擬出多路的電子式互感器本體數(shù)字量信號，破除了互感器本體與合并單元之間通信“半私有”的技術(shù)壁壘。合并單元多端口的掃描過程基于反饋信息自動判別并調(diào)整策略，快速準確且無需人為判別，測試的智能化程度高。
[0021]本實施例要對電子式互感器的合并單元進行獨立測試，必須解決互感器本體與合并單元之間的通信“半私有”問題，以便于對合并單元施加試驗量，目前國內(nèi)所有廠家的通信均為光纖串行通信，光通信器件均為通用收發(fā)器件，光波長均為820nm~860nm，光纖均為62.5/125um的多模光纖，光發(fā)送和光接收的強度范圍也較寬，這使得物理層的連通極為容易。
[0022]目前，電子式互感器串行通信的波特率存在三種情況:1.6Mbit/S、2.0Mbit/S、
4.0Mbit/s，采樣率存在四種情況:4kHz、5kHz、IOkHz、12.8kHz。每個字符由11位組成，I個
啟動位為“0”，8個數(shù)據(jù)位，I個奇偶校驗位，I個停止位為“I”:
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種基于反饋的智能掃描電子式互感器合并單元特性檢測方法，其特征在于，其方法為:(I)掃描前配置；首先配置掃描的初始條件； (2)掃描電子式互感器的合并單元的所有輸入端口；其方法步驟如下: (2a)啟動掃描后，PowerPC處理器首先基于合并單元反饋的通道有效標志位掃描出數(shù)據(jù)中貞長； (2b) PowerPC處理器然后基于合并單元反饋的通道數(shù)據(jù)值掃描出交流采樣值的偏移地址，依次對合并單元的所有輸入端口完成上述掃描；當至少有一個輸入端口掃描成功時，則進入步驟(3)，否則測試結(jié)束； (3)合并單元的測試階段；當掃描成功完成后，進入對合并單元的測試階段，依據(jù)合并單元特性測試的要求，其合并單元的測試階段的方法包括如下: (3a)穩(wěn)態(tài)測試方法:首先進入穩(wěn)態(tài)測試，在穩(wěn)態(tài)測試時，控制電子式互感器模擬輸出的所有測試相關(guān)信息，并將電該子式互感器模擬輸出的信號作為標準信號，將接收到的合并單元的輸出采樣值信息作為試品信息，完成穩(wěn)態(tài)性能相關(guān)的所有測試工作； (3b)暫態(tài)測試方法:然后，穩(wěn)態(tài)測試完成后進入暫態(tài)測試階段，由測試軟件根據(jù)MU的具體暫態(tài)特性指標，根據(jù)暫態(tài)特性指標信息配置暫態(tài)測試所需的單次通電或雙次通電暫態(tài)測試量，將輸出的量值作為標準源信號，合并單元輸出的采樣值作為試品信號，完成暫態(tài)相關(guān)的性能測試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的基于反饋的智能掃描電子式互感器合并單元特性檢測方法，其特征在于，所述初始條件包括帶寬、采樣率、幀長的范圍，或者已知的奇偶校驗、循環(huán)冗余校驗碼方式的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反饋的智能掃描電子式互感器合并單元特性檢測方法，其特征在于，所述步驟(3a)中，所述測試相關(guān)信息包括采樣值幅值、頻率、有效值、相位、諧波、輸出通道總數(shù)、丟幀率以及丟幀方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反饋的智能掃描電子式互感器合并單元特性檢測方法，其特征在于，所述步驟(3b))中，上述暫態(tài)特性指標信息包括暫態(tài)等級、時間常數(shù)以及額定對稱短路電流倍數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反饋的智能掃描電子式互感器合并單元特性檢測方法，其特征在于，所述步驟(3)中，多路電子式互感器模擬輸出與合并單元建立起物理層連接，同時接收合并單元的標準輸出作為系統(tǒng)的反饋信息；多路電子式互感器的模擬輸出由PowerPC處理器完成串行通信數(shù)據(jù)幀的賦值、奇偶校驗、循環(huán)冗余校驗碼校驗、幀長控制，以及發(fā)送策略的決策工作，多路電子式互感器的模擬輸出并通過FPGA完成串行數(shù)據(jù)物理層時序控制，以及通過聞精度恒溫晶振構(gòu)成系統(tǒng)的同步I旲塊，提供FPGA的時序基準，確保串行通信的時序的精確度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反饋的智能掃描電子式互感器合并單元特性檢測方法，其特征在于，所述步驟(2a)中，PowerPC處理器基于合并單元反饋的通道有效標志位掃描出數(shù)據(jù)幀長，其具體方法為:合并單元輸出的FT3光纖串行數(shù)據(jù)或IEC61850-9-1、IEC61850-9-2的光纖以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接收同樣通過FPGA來進行接口，F(xiàn)PGA將接收的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)給PowerPC處理器，由PowerPC處理器來進行數(shù)據(jù)包的解包并提取出MU送出的通道有效標志位，通道有效標志位即代表著合并單元所判別的當前電子式互感器本體輸入的通道和數(shù)據(jù)是否正確有效，所以通過MU反饋的有效標志位檢測就可以得知當前電子式互感器模擬輸出是否正確有效，通過這一閉環(huán)反饋，PowerPC處理能夠最終確定出正確的數(shù)據(jù)幀長和校驗模式的信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于反饋的智能掃描電子式互感器合并單元特性檢測方法，其特征在于，所述步驟(2b)中，對合并單元的測試最終是需要給合并單元施加交流采樣值信息，無需對數(shù)據(jù)幀的所有字節(jié)含義進行掃描，基于上述數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)掃描成功后，由PowerPC處理器控制模擬輸出從初始偏移位置開始施加交流量，通過檢測合并單元輸出中是否有數(shù)據(jù)通道存在交流量，得出當前偏移位置是否正確，如果存在多路采樣值，則同時得到通道對應關(guān)系。
【文檔編號】G01R31/00GK103969524SQ201410158862
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】陳剛, 湯漢松, 王忠東, 羅強, 盧樹峰, 楊世海, 徐明銳, 陳銘明, 趙雙雙, 田正其, 吳橋, 林旗 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學研究院, 江蘇凌創(chuàng)電氣自動化股份有限公司