一種合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括時(shí)鐘模塊、上位機(jī)模塊、采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊；時(shí)鐘模塊輸出的4路相同時(shí)刻的同步觸發(fā)信號(hào)分別送至上位機(jī)模塊、采樣值發(fā)生器模塊、電壓電流發(fā)生器模塊和待測(cè)的合并單元測(cè)試儀，采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊的信號(hào)輸出端均接合并單元測(cè)試儀；采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊均受控于上位機(jī)；采樣值發(fā)生器模塊輸出SV采樣值報(bào)文，電壓電流發(fā)生器模塊輸出可被待測(cè)的合并單元測(cè)試儀接收的符合電力電流互感器和電力電壓互感器輸出的模擬量信號(hào)。該合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)及方法具有易于實(shí)施，操作方便且測(cè)試效率高的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]合并單元是運(yùn)行在電力系統(tǒng)智能變電站過(guò)程層中的重要電子設(shè)備，用于采集電力電流互感器及電壓互感器二次側(cè)感應(yīng)的電流模擬量及電壓模擬量或電子式互感器發(fā)出的采樣信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為符合IEC61850-9-2規(guī)約或IEC60044-8規(guī)約的數(shù)字采樣值信號(hào)，提供給位于智能變電站間隔層的智能電子設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。合并單元的重要性能指標(biāo)包括了采集精度、延時(shí)特性、報(bào)文抖動(dòng)特性。合并單元的性能直接影響到智能變電站的安全可靠性，因此極為重要。國(guó)家對(duì)合并單元的上述性能指標(biāo)在已頒布的合并單元相關(guān)技術(shù)規(guī)范中已有明確要求，同時(shí)規(guī)定合并單元性能的檢測(cè)工具——即合并單元測(cè)試儀，應(yīng)經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)并合格。
[0003]合并單元測(cè)試儀采集合并單元所采集的電流模擬量及電壓模擬量或采樣信號(hào)，同時(shí)采集合并單元發(fā)出的數(shù)字采樣值信號(hào)(即SV報(bào)文——Sample Value)，對(duì)兩者進(jìn)行同步比較，形成角差及幅差精度檢驗(yàn)、額定延時(shí)精度檢驗(yàn)、抖動(dòng)精度檢驗(yàn)等重要性能指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果，用于評(píng)判合并單元是否合格。但目前并無(wú)針對(duì)合并單元測(cè)試儀性能進(jìn)行檢驗(yàn)的現(xiàn)成測(cè)試設(shè)備，也未形成專門的針對(duì)合并單元測(cè)試儀性能的測(cè)試方法。也就是說(shuō)，用未被證明合格的合并單元測(cè)試儀去檢驗(yàn)合并單元的性能是不允許的。隨著合并單元測(cè)試儀在電力系統(tǒng)內(nèi)大量生產(chǎn)和使用，這一矛盾越發(fā)突出。因此，提出一種可精確檢驗(yàn)合并單元測(cè)試儀性能的測(cè)試方法及其實(shí)施系統(tǒng)是十分必要的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)及方法，該合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)及方法具有易于實(shí)施，操作方便且測(cè)試效率高的特點(diǎn)。
[0005]發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0006]一種合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)，包括時(shí)鐘模塊、上位機(jī)模塊、采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊；
[0007]時(shí)鐘模塊輸出的4路相同時(shí)刻的同步觸發(fā)信號(hào)【這4路信號(hào)，允許在載體類型上或表征方式上不相同(例如以光或以電為載體，以信號(hào)的躍變或以代碼的傳輸為表征方式等)，但表征內(nèi)容是完全相同的(即時(shí)刻)。】分別送至上位機(jī)模塊、采樣值發(fā)生器模塊、電壓電流發(fā)生器模塊和待測(cè)的合并單元測(cè)試儀，用于實(shí)現(xiàn)上述各模塊在相同的時(shí)間系中的同步運(yùn)行；采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊的信號(hào)輸出端均接合并單元測(cè)試儀；
[0008]采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊均受控于上位機(jī)；采樣值發(fā)生器模塊輸出可被待測(cè)的合并單元測(cè)試儀接收的符合IEC61850規(guī)約的SV采樣值報(bào)文，電壓電流發(fā)生器模塊輸出可被待測(cè)的合并單元測(cè)試儀接收的符合電力電流互感器和電力電壓互感器輸出的模擬量信號(hào)。
[0009]【采樣值發(fā)生器模塊是在常用的光數(shù)字繼保測(cè)試儀基礎(chǔ)上擴(kuò)展其功能，使得常用的繼保測(cè)試儀能接受上位機(jī)指令控制和時(shí)鐘同步信號(hào)；電壓電流發(fā)生器模塊是在繼保測(cè)試儀基礎(chǔ)上擴(kuò)展其功能，使得繼保測(cè)試儀能接受上位機(jī)指令控制和時(shí)鐘同步信號(hào)。】
[0010]在上位機(jī)上設(shè)置信號(hào)的特征值參數(shù)并將特征值參數(shù)傳送給采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊；該特征值參數(shù)記為設(shè)置特征值參數(shù)Ki ；
[0011]特征值參數(shù)包括電流信號(hào)和電壓信號(hào)的幅值、頻率、幅角和抖動(dòng)偏差；
[0012]在合并單元測(cè)試儀中，對(duì)采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，得到該信號(hào)的特征值參數(shù)，記為測(cè)試特征值參數(shù)K2 ；
[0013]對(duì)比Kl和K2，以驗(yàn)證被測(cè)的合并單元測(cè)試儀指標(biāo)是否符合要求。
[0014]同步觸發(fā)信號(hào)采用光信號(hào)或電信號(hào)。
[0015]同步觸發(fā)信號(hào)為PPS秒脈沖或IRIG-B碼時(shí)鐘信號(hào)，各路同步觸發(fā)信號(hào)之間的時(shí)間差應(yīng)小于50ns。
[0016]【電流電壓發(fā)生器既模擬電流互感器，也模擬電壓互感器。采樣值發(fā)生器模塊輸出SV采樣值報(bào)文，不模擬二次側(cè)行為模擬量。】
[0017]一種合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試方法，采用前述的合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施測(cè)量；由上位機(jī)模塊(2)設(shè)置特征值參數(shù)，并向采樣值發(fā)生器模塊(3)和電壓電流發(fā)生器模塊(4)下達(dá)預(yù)備指令、啟動(dòng)指令以及停止命令以控制測(cè)試進(jìn)程；
[0018]測(cè)試步驟如下:
[0019]步驟1:連線:
[0020]用數(shù)據(jù)線通過(guò)第一數(shù)據(jù)端口(21)連接上位機(jī)模塊(2)和采樣值發(fā)生器模塊(3)，用于傳輸操作指令；
[0021]用數(shù)據(jù)線通過(guò)第二數(shù)據(jù)端口(22)連接上位機(jī)模塊(2)和電壓電流發(fā)生器模塊
(4)，用于傳輸操作指令；
[0022]用光纖跳纖或信號(hào)電線通過(guò)第一同步信號(hào)輸出端口(11)連接時(shí)鐘模塊⑴和上位機(jī)模塊(2)，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)；
[0023]用光纖跳纖或信號(hào)電線通過(guò)第二同步信號(hào)輸出端口(12)連接時(shí)鐘模塊⑴和采樣值發(fā)生器模塊(3)，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)；
[0024]用光纖跳纖或信號(hào)電線通過(guò)第三同步信號(hào)輸出端口(13)連接時(shí)鐘模塊⑴和電壓電流發(fā)生器模塊(4)，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)；
[0025]用光纖跳纖將采樣值發(fā)生器模塊(3)的SV報(bào)文發(fā)送端口(31)和被測(cè)的合并單元測(cè)試儀相連；
[0026]用電線將電壓電流發(fā)生器模塊⑷的電流電壓信號(hào)發(fā)生端口(41)與被測(cè)的合并單元測(cè)試儀相連；
[0027]用光纖跳纖通過(guò)第四同步信號(hào)輸出端口(14)連接時(shí)鐘模塊⑴和被測(cè)的合并單元測(cè)試儀，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)；
[0028]步驟2:系統(tǒng)預(yù)熱:
[0029]啟動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)各個(gè)模塊和被測(cè)的合并單元測(cè)試儀，測(cè)試系統(tǒng)預(yù)熱5?10分鐘，使其處于穩(wěn)定的準(zhǔn)備狀態(tài)；
[0030]步驟3:設(shè)定參數(shù)及發(fā)出預(yù)備指令:
[0031]實(shí)驗(yàn)操作者通過(guò)上位機(jī)模塊(2)的人機(jī)交互界面，向采樣值發(fā)生器模塊(3)和電壓電流發(fā)生器模塊⑷分別下達(dá)預(yù)備指令；預(yù)備指令用于設(shè)定電壓電流發(fā)生器模塊⑷輸出的特征值參數(shù)；電壓電流發(fā)生器模塊輸出的特征值參數(shù)包括電流模擬量或電壓模擬量的幅值、頻率、角度以及某一參數(shù)的抖動(dòng)偏差；并設(shè)定采樣值發(fā)生器模塊(3)發(fā)出的SV報(bào)文采樣值通道的特征值參數(shù)；SV報(bào)文采樣值通道的特征值參數(shù)包括幅值、頻率、角度和額定延時(shí)，此時(shí)電壓電流發(fā)生器模塊(4)只接收指令，但不輸出電流或電壓模擬量；采樣值發(fā)生器模塊(3)接收指令后只發(fā)出帶設(shè)定的額定延時(shí)信息的各個(gè)采集值通道均為O的SV報(bào)文；
[0032]步驟4:啟動(dòng)測(cè)試過(guò)程:
[0033]實(shí)驗(yàn)操作者通過(guò)上位機(jī)模塊(2)的人機(jī)交互界面，向采樣值發(fā)生器模塊(3)和電壓電流發(fā)生器模塊(4)分別下達(dá)啟動(dòng)指令；啟動(dòng)指令通過(guò)下達(dá)啟動(dòng)時(shí)刻，使已處于同步工作狀態(tài)的電壓電流發(fā)生器模塊(4)和米樣值發(fā)生器模塊(3),在規(guī)定時(shí)刻同時(shí)向被測(cè)的合并單元測(cè)試儀持續(xù)發(fā)送電壓電流模擬量和帶有設(shè)定偏差的特征值參數(shù)的SV報(bào)文；
[0034]步驟5:記錄檢測(cè)結(jié)果并對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證:
[0035]記錄被測(cè)的合并單元測(cè)試儀顯示的性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果，性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果包括測(cè)量電壓電流幅值、測(cè)量延時(shí)值、抖動(dòng)精度測(cè)量值；將性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果與設(shè)定特征值參數(shù)相比較，以驗(yàn)證被測(cè)的合并單元測(cè)試儀指標(biāo)是否符合要求；
[0036]步驟6:停止測(cè)試過(guò)程:
[0037]實(shí)驗(yàn)操作者通過(guò)上位機(jī)模塊(2)的人機(jī)交互界面，向采樣值發(fā)生器模塊(3)和電壓電流發(fā)生器模塊(4)分別下達(dá)停止指令；停止指令使已處于工作狀態(tài)的電壓電流發(fā)生器模塊(4)和采樣值發(fā)生器模塊(3)停止輸出信號(hào)，恢復(fù)到測(cè)試系統(tǒng)在步驟2時(shí)所處的的準(zhǔn)備狀態(tài)【或者說(shuō)返回到步驟2，以備下次測(cè)試過(guò)程】?！緎v報(bào)文的作用:SV報(bào)文即采樣值數(shù)字化傳輸信息，是智能變電站過(guò)程層與間隔層通信過(guò)程中重要的組成部分，用于交換采樣數(shù)據(jù)集的采樣值的相關(guān)模型對(duì)象和服務(wù)，本專利中SV報(bào)文以以太網(wǎng)報(bào)文為載體，將符合電力電流互感器和電力電壓互感器輸出的模擬信號(hào)傳輸給待測(cè)的合并單元測(cè)試儀?！?br>
[0038]本發(fā)明的測(cè)試方法的思路是:構(gòu)建一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)，與被測(cè)的合并單元測(cè)試儀通過(guò)光纖及電線相連。測(cè)試系統(tǒng)模擬電力電流互感器和電壓互感器二次側(cè)的行為產(chǎn)生模擬量，同時(shí)模擬合并單元裝置的行為產(chǎn)生SV報(bào)文，均發(fā)送給合并單元測(cè)試儀。通過(guò)精確調(diào)整測(cè)試系統(tǒng)模擬的上述兩種設(shè)備的輸出信號(hào)的時(shí)間差和幅值差，與合并單元測(cè)試儀顯示的時(shí)間差和幅值差結(jié)果進(jìn)行比較，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)合并單元測(cè)試儀的性能校驗(yàn)。
[0039]所述時(shí)鐘模塊⑴通過(guò)第一同步信號(hào)輸出端口(11)與上位機(jī)模塊(2)相連、通過(guò)第二同步信號(hào)輸出端口(12)與采樣值發(fā)生器模塊(3)相連、通過(guò)第三同步信號(hào)輸出端口
(13)與電壓電流發(fā)生器模塊(4)相連的、通過(guò)第四同步信號(hào)輸出端(14)與被測(cè)合并單元測(cè)試儀相連；所述上位機(jī)模塊(2)通過(guò)第一數(shù)據(jù)端口(21)與采樣值發(fā)生器模塊(3)相連、通過(guò)第二數(shù)據(jù)端口(22)與電壓電流發(fā)生器模塊(4)相連；所述采樣值發(fā)生器模塊(3)通過(guò)采樣值報(bào)文發(fā)送端口(31)與被測(cè)合并單元測(cè)試儀相連；所述電壓電流發(fā)生器模塊(4)通過(guò)電流電壓信號(hào)量發(fā)生端口(41)與被測(cè)合并單元測(cè)試儀相連。采樣值發(fā)生器模塊即SV發(fā)生器模塊，電壓電流發(fā)生器模塊即VI發(fā)生器模塊。
[0040]所述時(shí)鐘模塊I用于同步觸發(fā)信號(hào)，可以輸出包括PPS秒脈沖、IRIG-B碼時(shí)鐘信號(hào)在內(nèi)的多種同步信號(hào)，這些信號(hào)以電編碼或光編碼形式傳遞。所述上位機(jī)模塊2用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，以及將指令下發(fā)以控制采樣值發(fā)生器模塊3和電壓電流發(fā)生器模塊4工作。所述采樣值發(fā)生器模塊3用于向被測(cè)的合并單元測(cè)試儀發(fā)送包含了數(shù)字采樣值信號(hào)的SV報(bào)文，通過(guò)光纖與被測(cè)的合并單元測(cè)試儀相連。電壓電流發(fā)生器模塊4用于向被測(cè)的合并單元測(cè)試儀發(fā)送模擬量的電壓、電流信號(hào)，通過(guò)電纜與被測(cè)的合并單元測(cè)試儀相連。
[0041]所述時(shí)鐘模塊的時(shí)鐘離散度應(yīng)小于1ns級(jí)，時(shí)鐘模塊本身的精度通過(guò)接收GPS或北斗衛(wèi)星全球時(shí)鐘信號(hào)以及其內(nèi)置的高精度時(shí)鐘源來(lái)保證。時(shí)鐘模塊應(yīng)具有至少4個(gè)信號(hào)輸出端，可供給上位機(jī)模塊、采樣值發(fā)生器模塊、電壓電流發(fā)生器模塊、被測(cè)的合并單元測(cè)試儀；各輸出信號(hào)之間的時(shí)間誤差應(yīng)穩(wěn)定的小于±50ns。
[0042]所述采樣值發(fā)生器模塊在輸出性能和功能配置上具有靈活性，可產(chǎn)生符合輸出要求的SV報(bào)文；SV報(bào)文內(nèi)容中標(biāo)注的額定延時(shí)、各采樣通道幅值以及SV報(bào)文實(shí)際發(fā)出的時(shí)刻可通過(guò)接收上位機(jī)模塊的控制指令來(lái)配置，時(shí)刻精度誤差應(yīng)穩(wěn)定的小于±200ns。
[0043]所述電壓電流發(fā)生器模塊應(yīng)能輸出符合被測(cè)的合并單元測(cè)試儀的要求的電流、電壓模擬量信號(hào)；具有I?3路的電流通道，及I?4路的電壓通道。電流模擬量信號(hào)輸出范圍在0.1A?30A范圍內(nèi)，頻率范圍在直流、50Hz交流基波?20次諧波內(nèi)，其中直流信號(hào)可疊加在交流信號(hào)中；電壓模擬量信號(hào)輸出范圍在OV?150V范圍內(nèi)，頻率范圍在直流、50Hz交流基波?20次諧波內(nèi)，其中直流信號(hào)可疊加在交流信號(hào)中；在上述范圍內(nèi)，電流、電壓模擬量信號(hào)的輸出精度應(yīng)不低于0.05級(jí)。
[0044]由于電子設(shè)備在對(duì)觸發(fā)信號(hào)的響應(yīng)上必然存在的延遲，因此組成本實(shí)施系統(tǒng)所選擇的上述采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊對(duì)觸發(fā)信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間特性應(yīng)在O?200ns的范圍內(nèi)，且保證偏差一致。
[0045]有益效果:
[0046]本發(fā)明的合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)及方法，提出了用于檢驗(yàn)合并單元測(cè)試儀性能的測(cè)試流程，構(gòu)建了一種可對(duì)合并單元測(cè)試儀的角差和幅差、額定延時(shí)、報(bào)文抖動(dòng)等重要測(cè)試性能精度進(jìn)行測(cè)試的測(cè)試系統(tǒng)。
[0047]測(cè)試系統(tǒng)與被測(cè)的合并單元測(cè)試儀通過(guò)光纖及電線相連，模擬產(chǎn)生電流電壓模擬量和采樣值報(bào)文，發(fā)送給被測(cè)的合并單元測(cè)試儀。通過(guò)精確調(diào)整測(cè)試系統(tǒng)模擬的上述輸出信號(hào)的時(shí)間差和幅值差，與被測(cè)的合并單元測(cè)試儀顯示的結(jié)果進(jìn)行比較，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)的合并單元測(cè)試儀的性能校驗(yàn)，該方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中未對(duì)合并單元測(cè)試儀的主要性能進(jìn)行有效測(cè)試的問(wèn)題。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0048]圖1為合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖。
[0049]標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1、時(shí)鐘模塊；2、上位機(jī)模塊；3、米樣值發(fā)生器模塊；4、電壓電流發(fā)生器模塊；11、第一同步信號(hào)輸出端口 ；12、第二同步信號(hào)輸出端口 ；13、第三同步信號(hào)輸出端口 ；14、第四同步信號(hào)輸出端口 ；21、第一數(shù)據(jù)端口 ；22、第二數(shù)據(jù)端口 ；31、SV報(bào)文發(fā)送端口 ；41、電流電壓信號(hào)量發(fā)生端口 ；
【具體實(shí)施方式】
[0050]以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0051]實(shí)施例1:
[0052]如圖1，一種合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)，包括時(shí)鐘模塊、上位機(jī)模塊、采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊；
[0053]時(shí)鐘模塊輸出的4路相同時(shí)刻的同步觸發(fā)信號(hào)【這4路信號(hào)，允許在載體類型上或表征方式上不相同(例如以光或以電為載體，以信號(hào)的躍變或以代碼的傳輸為表征方式等)，但表征內(nèi)容是完全相同的(即時(shí)刻)?！糠謩e送至上位機(jī)模塊、采樣值發(fā)生器模塊、電壓電流發(fā)生器模塊和待測(cè)的合并單元測(cè)試儀，用于實(shí)現(xiàn)上述各模塊在相同的時(shí)間系中的同步運(yùn)行；采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊的信號(hào)輸出端均接合并單元測(cè)試儀；
[0054]采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊均受控于上位機(jī)；采樣值發(fā)生器模塊輸出可被待測(cè)的合并單元測(cè)試儀接收的符合IEC61850規(guī)約的SV采樣值報(bào)文，電壓電流發(fā)生器模塊輸出可被待測(cè)的合并單元測(cè)試儀接收的符合電力電流互感器和電力電壓互感器輸出的模擬量信號(hào)。
[0055]【采樣值發(fā)生器模塊是在常用的光數(shù)字繼保測(cè)試儀基礎(chǔ)上擴(kuò)展其功能，使得常用的繼保測(cè)試儀能接受上位機(jī)指令控制和時(shí)鐘同步信號(hào)；電壓電流發(fā)生器模塊是在繼保測(cè)試儀基礎(chǔ)上擴(kuò)展其功能，使得繼保測(cè)試儀能接受上位機(jī)指令控制和時(shí)鐘同步信號(hào)?！?br>
[0056]在上位機(jī)上設(shè)置信號(hào)的特征值參數(shù)并將特征值參數(shù)傳送給采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊；該特征值參數(shù)記為設(shè)置特征值參數(shù)Ki ；
[0057]特征值參數(shù)包括電流信號(hào)和電壓信號(hào)的幅值、頻率、幅角和抖動(dòng)偏差；
[0058]在合并單元測(cè)試儀中，對(duì)采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，得到該信號(hào)的特征值參數(shù)，記為測(cè)試特征值參數(shù)K2 ；
[0059]對(duì)比Kl和K2，以驗(yàn)證被測(cè)的合并單元測(cè)試儀指標(biāo)是否符合要求。
[0060]同步觸發(fā)信號(hào)采用光信號(hào)或電信號(hào)。
[0061]同步觸發(fā)信號(hào)為PPS秒脈沖或IRIG-B碼時(shí)鐘信號(hào)，各路同步觸發(fā)信號(hào)之間的時(shí)間差應(yīng)小于50ns。
[0062]【電流電壓發(fā)生器既模擬電流互感器，也模擬電壓互感器。采樣值發(fā)生器模塊輸出SV采樣值報(bào)文，不模擬二次側(cè)行為模擬量。】
[0063]一種合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試方法，采用前述的合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施測(cè)量；由上位機(jī)模塊(2)設(shè)置特征值參數(shù)，并向采樣值發(fā)生器模塊(3)和電壓電流發(fā)生器模塊(4)下達(dá)預(yù)備指令、啟動(dòng)指令以及停止命令以控制測(cè)試進(jìn)程；
[0064]測(cè)試步驟如下:
[0065]步驟1:連線:
[0066]用數(shù)據(jù)線通過(guò)第一數(shù)據(jù)端口(21)連接上位機(jī)模塊(2)和采樣值發(fā)生器模塊(3)，用于傳輸操作指令；
[0067]用數(shù)據(jù)線通過(guò)第二數(shù)據(jù)端口(22)連接上位機(jī)模塊(2)和電壓電流發(fā)生器模塊
(4)，用于傳輸操作指令；
[0068]用光纖跳纖或信號(hào)電線通過(guò)第一同步信號(hào)輸出端口(11)連接時(shí)鐘模塊⑴和上位機(jī)模塊(2)，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)；
[0069]用光纖跳纖或信號(hào)電線通過(guò)第二同步信號(hào)輸出端口(12)連接時(shí)鐘模塊⑴和采樣值發(fā)生器模塊(3)，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)；
[0070]用光纖跳纖或信號(hào)電線通過(guò)第三同步信號(hào)輸出端口(13)連接時(shí)鐘模塊⑴和電壓電流發(fā)生器模塊(4)，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)；
[0071]用光纖跳纖將采樣值發(fā)生器模塊(3)的SV報(bào)文發(fā)送端口(31)和被測(cè)的合并單元測(cè)試儀相連；
[0072]用電線將電壓電流發(fā)生器模塊(4)的電流電壓信號(hào)發(fā)生端口(41)與被測(cè)的合并單元測(cè)試儀相連；
[0073]用光纖跳纖通過(guò)第四同步信號(hào)輸出端口(14)連接時(shí)鐘模塊(I)和被測(cè)的合并單元測(cè)試儀，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)；
[0074]步驟2:系統(tǒng)預(yù)熱:
[0075]啟動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)各個(gè)模塊和被測(cè)的合并單元測(cè)試儀，測(cè)試系統(tǒng)預(yù)熱5?10分鐘，使其處于穩(wěn)定的準(zhǔn)備狀態(tài)；
[0076]步驟3:設(shè)定參數(shù)及發(fā)出預(yù)備指令:
[0077]實(shí)驗(yàn)操作者通過(guò)上位機(jī)模塊(2)的人機(jī)交互界面，向采樣值發(fā)生器模塊(3)和電壓電流發(fā)生器模塊⑷分別下達(dá)預(yù)備指令；預(yù)備指令用于設(shè)定電壓電流發(fā)生器模塊⑷輸出的特征值參數(shù)；電壓電流發(fā)生器模塊輸出的特征值參數(shù)包括電流模擬量或電壓模擬量的幅值、頻率、角度以及某一參數(shù)的抖動(dòng)偏差；并設(shè)定采樣值發(fā)生器模塊(3)發(fā)出的SV報(bào)文采樣值通道的特征值參數(shù)；SV報(bào)文采樣值通道的特征值參數(shù)包括幅值、頻率、角度和額定延時(shí)，此時(shí)電壓電流發(fā)生器模塊(4)只接收指令，但不輸出電流或電壓模擬量；采樣值發(fā)生器模塊(3)接收指令后只發(fā)出帶設(shè)定的額定延時(shí)信息的各個(gè)采集值通道均為O的SV報(bào)文；
[0078]步驟4:啟動(dòng)測(cè)試過(guò)程:
[0079]實(shí)驗(yàn)操作者通過(guò)上位機(jī)模塊(2)的人機(jī)交互界面，向采樣值發(fā)生器模塊(3)和電壓電流發(fā)生器模塊(4)分別下達(dá)啟動(dòng)指令；啟動(dòng)指令通過(guò)下達(dá)啟動(dòng)時(shí)刻，使已處于同步工作狀態(tài)的電壓電流發(fā)生器模塊(4)和米樣值發(fā)生器模塊(3),在規(guī)定時(shí)刻同時(shí)向被測(cè)的合并單元測(cè)試儀持續(xù)發(fā)送電壓電流模擬量和帶有設(shè)定偏差的特征值參數(shù)的SV報(bào)文；
[0080]步驟5:記錄檢測(cè)結(jié)果并對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證:
[0081]記錄被測(cè)的合并單元測(cè)試儀顯示的性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果，性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果包括測(cè)量電壓電流幅值、測(cè)量延時(shí)值、抖動(dòng)精度測(cè)量值；將性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果與設(shè)定特征值參數(shù)相比較，以驗(yàn)證被測(cè)的合并單元測(cè)試儀指標(biāo)是否符合要求；
[0082]步驟6:停止測(cè)試過(guò)程:
[0083]實(shí)驗(yàn)操作者通過(guò)上位機(jī)模塊(2)的人機(jī)交互界面，向采樣值發(fā)生器模塊(3)和電壓電流發(fā)生器模塊(4)分別下達(dá)停止指令；停止指令使已處于工作狀態(tài)的電壓電流發(fā)生器模塊(4)和采樣值發(fā)生器模塊(3)停止輸出信號(hào)，恢復(fù)到測(cè)試系統(tǒng)在步驟2時(shí)所處的的準(zhǔn)備狀態(tài)【或者說(shuō)返回到步驟2，以備下次測(cè)試過(guò)程】。
[0084]測(cè)試方法如下:
[0085]步驟1:用數(shù)據(jù)線通過(guò)第一數(shù)據(jù)端口 21連接上位機(jī)模塊2和采樣值發(fā)生器模塊3，用于傳輸操作指令；用數(shù)據(jù)線通過(guò)第二數(shù)據(jù)端口 22連接上位機(jī)模塊2和電壓電流發(fā)生器模塊4，用于傳輸操作指令；用光纖跳纖(或信號(hào)電線)通過(guò)同步信號(hào)輸出端口 11連接時(shí)鐘模塊I和上位機(jī)模塊2，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)；用光纖跳纖(或信號(hào)電線)通過(guò)同步信號(hào)輸出端口 12連接時(shí)鐘模塊I和采樣值發(fā)生器模塊3，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)；用光纖跳纖(或信號(hào)電線)通過(guò)同步信號(hào)輸出端口 13連接時(shí)鐘模塊I和電壓電流發(fā)生器模塊4，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)；用光纖跳纖通過(guò)SV報(bào)文發(fā)送端口 31連接采樣值發(fā)生器模塊3和被測(cè)的合并單元測(cè)試儀；用電線通過(guò)電流電壓信號(hào)發(fā)生端口 41連接電壓電流發(fā)生器模塊4和被測(cè)的合并單元測(cè)試儀。用光纖跳纖通過(guò)同步信號(hào)輸出端口 14連接時(shí)鐘模塊I和被測(cè)的合并單元測(cè)試儀，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)；
[0086]步驟2:啟動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)各個(gè)模塊和被測(cè)的合并單元測(cè)試儀，測(cè)試系統(tǒng)宜預(yù)熱5?10分鐘，使其處于穩(wěn)定的準(zhǔn)備狀態(tài)；
[0087]步驟3:實(shí)驗(yàn)操作者通過(guò)上位機(jī)模塊2的人機(jī)交互界面，向采樣值發(fā)生器模塊3和電壓電流發(fā)生器模塊4分別下達(dá)預(yù)備指令。預(yù)備指令用于設(shè)定電壓電流發(fā)生器模塊4輸出某一幅值、某一頻率、某一角度的電流模擬量或電壓模擬量等特征值參數(shù)；設(shè)定采樣值發(fā)生器模塊3發(fā)出的SV報(bào)文采樣值通道的幅值、頻率、角度、額定延時(shí)等特征值參數(shù)，或與上述電壓電流發(fā)生器模塊4特征值參數(shù)的偏差值。此時(shí)電壓電流發(fā)生器模塊4接收指令，但不輸出電流或電壓模擬量；采樣值發(fā)生器模塊3接收指令，只發(fā)出帶設(shè)定的額定延時(shí)信息的各個(gè)采集值通道均為O的SV報(bào)文。
[0088]步驟4:實(shí)驗(yàn)操作者通過(guò)上位機(jī)模塊2的人機(jī)交互界面，向采樣值發(fā)生器模塊3和電壓電流發(fā)生器模塊4分別下達(dá)啟動(dòng)指令。啟動(dòng)指令通過(guò)下達(dá)啟動(dòng)時(shí)刻，使已處于同步工作狀態(tài)的電壓電流發(fā)生器模塊4和采樣值發(fā)生器模塊3，在規(guī)定時(shí)刻同時(shí)向被測(cè)的合并單元測(cè)試儀持續(xù)發(fā)送電壓電流模擬量和帶有設(shè)定偏差的特征值參數(shù)的SV報(bào)文。
[0089]步驟5:記錄被測(cè)的合并單元測(cè)試儀顯示的測(cè)量電壓電流幅值、測(cè)量延時(shí)值、抖動(dòng)精度測(cè)量值等性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果，將結(jié)果與設(shè)定特征值參數(shù)相比較，以驗(yàn)證被測(cè)的合并單元測(cè)試儀指標(biāo)是否符合要求。
[0090]步驟6:實(shí)驗(yàn)操作者通過(guò)上位機(jī)模塊2的人機(jī)交互界面，向采樣值發(fā)生器模塊3和電壓電流發(fā)生器模塊4分別下達(dá)停止指令。停止指令使已處于工作狀態(tài)的電壓電流發(fā)生器模塊4和采樣值發(fā)生器模塊3停止輸出，恢復(fù)到步驟2的準(zhǔn)備狀態(tài)。
[0091]步驟7:需要更改特征值設(shè)定參數(shù)，以驗(yàn)證被測(cè)的合并單元測(cè)試儀在不同運(yùn)行工況下的指標(biāo)，只需重復(fù)步驟3?步驟6，即可進(jìn)行。
[0092]對(duì)實(shí)例一的步驟3，下面以額定延時(shí)特性測(cè)試項(xiàng)目為例，進(jìn)一步舉例描述該步驟設(shè)定參數(shù)的方法，包含以下幾個(gè)子步驟，見實(shí)例二:
[0093]步驟3-1:在上位機(jī)模塊2的人機(jī)交互界面中，設(shè)置電壓電流發(fā)生器模塊4的電壓幅值為57.735V、頻率50Hz、角度0°，電流幅值為1A、頻率50Hz、角度30°。
[0094]步驟3-2:在上位機(jī)模塊2的人機(jī)交互界面中，設(shè)置采樣值發(fā)生器模塊3的電壓幅值偏差為O %、頻率偏差為OHz、角度偏差為O °，電流幅值偏差為O %、頻率偏差為OHz、角度偏差為0° ,額定延時(shí)設(shè)定為+1750 μ s,即理論SV報(bào)文輸出應(yīng)滯后于電壓電流發(fā)生器模塊4輸出1750 μ S，輸出延時(shí)偏差設(shè)定為-30 μ S，即實(shí)際輸出超前于額定延時(shí)30 μ S。
[0095]步驟3-3:關(guān)聯(lián)采樣值發(fā)生器模塊3的輸出SV報(bào)文各通道與電壓電流發(fā)生器模塊4各輸出端的映射關(guān)系。
[0096]步驟3-4:在上位機(jī)模塊2的人機(jī)交互界面中，下達(dá)預(yù)備指令。采樣值發(fā)生器模塊3與電壓電流發(fā)生器模塊4各自按設(shè)定輸出SV報(bào)文和電壓、電流模擬量，但幅值均為O。
[0097]對(duì)實(shí)例一的步驟5，下面以額定延時(shí)特性測(cè)試項(xiàng)目為例，進(jìn)一步舉例描述該步驟評(píng)判被測(cè)的合并單元測(cè)試儀性能指標(biāo)的方法，包含以下幾個(gè)子步驟，見實(shí)例三:
[0098]步驟5-1:等待被測(cè)的合并單元測(cè)試儀穩(wěn)定運(yùn)行至少I分鐘或待其自然停止。
[0099]步驟5-2:讀取被測(cè)的合并單元測(cè)試儀報(bào)送的測(cè)試結(jié)果及參數(shù)。
[0100]步驟5-3:將上述測(cè)試結(jié)果及參數(shù)與測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)照，分析其誤差，按照參照的誤差容許標(biāo)準(zhǔn)判定被測(cè)的合并單元測(cè)試儀是否符合要求。
[0101]其他性能測(cè)試項(xiàng)目的操作方法與上述額定延時(shí)特性測(cè)試項(xiàng)目的操作方法一致。
[0102]至此，已根據(jù)對(duì)
【發(fā)明內(nèi)容】
的描述以及【具體實(shí)施方式】的實(shí)施例描述了由本發(fā)明人提出的本發(fā)明。上述實(shí)施例和說(shuō)明中描述的是本發(fā)明的原理和基本構(gòu)成，在實(shí)施上自然地包含了為實(shí)現(xiàn)以及完善上述原理和基本構(gòu)成的功能升級(jí)和附加功能。
【權(quán)利要求】
1.一種合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括時(shí)鐘模塊、上位機(jī)模塊、采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊； 時(shí)鐘模塊輸出的4路相同時(shí)刻的同步觸發(fā)信號(hào)分別送至上位機(jī)模塊、采樣值發(fā)生器模塊、電壓電流發(fā)生器模塊和待測(cè)的合并單元測(cè)試儀，用于實(shí)現(xiàn)上述各模塊在相同的時(shí)間系中的同步運(yùn)行；采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊的信號(hào)輸出端均接合并單元測(cè)試儀； 采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊均受控于上位機(jī)；采樣值發(fā)生器模塊輸出可被待測(cè)的合并單元測(cè)試儀接收的符合IEC61850規(guī)約的SV采樣值報(bào)文，電壓電流發(fā)生器模塊輸出可被待測(cè)的合并單元測(cè)試儀接收的符合電力電流互感器和電力電壓互感器輸出的模擬量信號(hào)； 在上位機(jī)上設(shè)置信號(hào)的特征值參數(shù)并將特征值參數(shù)傳送給采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊；該特征值參數(shù)記為設(shè)置特征值參數(shù)Kl ； 特征值參數(shù)包括電流信號(hào)和電壓信號(hào)的幅值、頻率、幅角和抖動(dòng)偏差； 在合并單元測(cè)試儀中，對(duì)采樣值發(fā)生器模塊和電壓電流發(fā)生器模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，得到該信號(hào)的特征值參數(shù)，記為測(cè)試特征值參數(shù)K2 ； 對(duì)比Kl和K2，以驗(yàn)證被測(cè)的合并單元測(cè)試儀指標(biāo)是否符合要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，同步觸發(fā)信號(hào)米用光信號(hào)或電信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，同步觸發(fā)信號(hào)為PPS秒脈沖或IRIG-B碼時(shí)鐘信號(hào)，各路同步觸發(fā)信號(hào)之間的時(shí)間差應(yīng)小于50ns。
4.一種合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的合并單元測(cè)試儀的性能測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施測(cè)量；由上位機(jī)模塊(2)設(shè)置特征值參數(shù)，并向采樣值發(fā)生器模塊(3)和電壓電流發(fā)生器模塊(4)下達(dá)預(yù)備指令、啟動(dòng)指令以及停止命令以控制測(cè)試進(jìn)程； 測(cè)試步驟如下: 步驟1:連線: 用數(shù)據(jù)線通過(guò)第一數(shù)據(jù)端口(21)連接上位機(jī)模塊(2)和采樣值發(fā)生器模塊(3)，用于傳輸操作指令； 用數(shù)據(jù)線通過(guò)第二數(shù)據(jù)端口(22)連接上位機(jī)模塊(2)和電壓電流發(fā)生器模塊(4)，用于傳輸操作指令； 用光纖跳纖或信號(hào)電線通過(guò)第一同步信號(hào)輸出端口(11)連接時(shí)鐘模塊(I)和上位機(jī)模塊(2)，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)； 用光纖跳纖或信號(hào)電線通過(guò)第二同步信號(hào)輸出端口(12)連接時(shí)鐘模塊(I)和采樣值發(fā)生器模塊(3)，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)； 用光纖跳纖或信號(hào)電線通過(guò)第三同步信號(hào)輸出端口(13)連接時(shí)鐘模塊(I)和電壓電流發(fā)生器模塊(4)，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)； 用光纖跳纖將采樣值發(fā)生器模塊(3)的SV報(bào)文發(fā)送端口(31)和被測(cè)的合并單元測(cè)試儀相連； 用電線將電壓電流發(fā)生器模塊(4)的電流電壓信號(hào)發(fā)生端口(41)與被測(cè)的合并單元測(cè)試儀相連； 用光纖跳纖通過(guò)第四同步信號(hào)輸出端口(14)連接時(shí)鐘模塊(I)和被測(cè)的合并單元測(cè)試儀，用于傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)； 步驟2:系統(tǒng)預(yù)熱: 啟動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)各個(gè)模塊和被測(cè)的合并單元測(cè)試儀，測(cè)試系統(tǒng)預(yù)熱5?10分鐘，使其處于穩(wěn)定的準(zhǔn)備狀態(tài)； 步驟3:設(shè)定參數(shù)及發(fā)出預(yù)備指令: 實(shí)驗(yàn)操作者通過(guò)上位機(jī)模塊(2)的人機(jī)交互界面，向采樣值發(fā)生器模塊(3)和電壓電流發(fā)生器模塊(4)分別下達(dá)預(yù)備指令；預(yù)備指令用于設(shè)定電壓電流發(fā)生器模塊(4)輸出的特征值參數(shù)；電壓電流發(fā)生器模塊輸出的特征值參數(shù)包括電流模擬量或電壓模擬量的幅值、頻率、角度以及某一參數(shù)的抖動(dòng)偏差；并設(shè)定采樣值發(fā)生器模塊(3)發(fā)出的SV報(bào)文采樣值通道的特征值參數(shù)；SV報(bào)文采樣值通道的特征值參數(shù)包括幅值、頻率、角度和額定延時(shí)，此時(shí)電壓電流發(fā)生器模塊(4)只接收指令，但不輸出電流或電壓模擬量；采樣值發(fā)生器模塊(3)接收指令后只發(fā)出帶設(shè)定的額定延時(shí)信息的各個(gè)采集值通道均為O的SV報(bào)文； 步驟4:啟動(dòng)測(cè)試過(guò)程: 實(shí)驗(yàn)操作者通過(guò)上位機(jī)模塊(2)的人機(jī)交互界面，向采樣值發(fā)生器模塊(3)和電壓電流發(fā)生器模塊(4)分別下達(dá)啟動(dòng)指令；啟動(dòng)指令通過(guò)下達(dá)啟動(dòng)時(shí)刻，使已處于同步工作狀態(tài)的電壓電流發(fā)生器模塊(4)和米樣值發(fā)生器模塊(3),在規(guī)定時(shí)刻同時(shí)向被測(cè)的合并單元測(cè)試儀持續(xù)發(fā)送電壓電流模擬量和帶有設(shè)定偏差的特征值參數(shù)的SV報(bào)文； 步驟5:記錄檢測(cè)結(jié)果并對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證: 記錄被測(cè)的合并單元測(cè)試儀顯示的性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果，性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果包括測(cè)量電壓電流幅值、測(cè)量延時(shí)值、抖動(dòng)精度測(cè)量值；將性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果與設(shè)定特征值參數(shù)相比較，以驗(yàn)證被測(cè)的合并單元測(cè)試儀指標(biāo)是否符合要求； 步驟6:停止測(cè)試過(guò)程: 實(shí)驗(yàn)操作者通過(guò)上位機(jī)模塊(2)的人機(jī)交互界面，向采樣值發(fā)生器模塊(3)和電壓電流發(fā)生器模塊(4)分別下達(dá)停止指令；停止指令使已處于工作狀態(tài)的電壓電流發(fā)生器模塊(4)和采樣值發(fā)生器模塊(3)停止輸出信號(hào)，恢復(fù)到測(cè)試系統(tǒng)在步驟2時(shí)所處的的準(zhǔn)備狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】G01D18/00GK104360298SQ201410645041
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】歐陽(yáng)帆, 張亮峰, 陳宏 , 劉宇, 楊俊武, 劉海峰, 劉偉良, 臧欣, 敖非, 李輝, 許立強(qiáng) 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司, 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院