[发明专利]一种基于现场总线的电子式互感器数据传输方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种电子式互感器数据传输方法，特别涉及一种基于现场总线的电子式互感器数据传输方法。

【背景技术】

现代电力系统日益向高电压等级、大容量方向发展，其运行的自动化程度不断提高，传统带铁心的电磁式互感器由于自身结构的局限性，越来越不能适应电力系统的要求。

近年来基于光学和电子学原理的电子式电流/电压互感器(ECT/EVT)具有抗电磁干扰、绝缘性能好、暂态响应范围大、频率响应范围宽、无饱和现象等诸多优点，有望成为传统电磁互感器的理想替代产品、未来输配电系统的新型设备，受到国内外研究人员的普遍重视。

为了推动电子式互感器的实际应用，国际电工委员会制订了IEC60044-7/8，IEC61850-9-1等一系列国际标准。在这些标准中反复涉及到电子式互感器与二次设备的接口组成部分——合并单元(MU，Merging Unit)。

目前提出的合并单元是针对数字化输出的电子式互感器而定义的，其主要功能是同步采集三相电流和电压信息，并按照一定的格式汇总输出给二次侧保护测控设备。在IEC61850-9-1中定义的合并单元很大程度上参考了IEC60044-7/8，包括合并单元的同步方法。合并单元与二次保护测控设备的接口是串行单向多路点对点连接。合并单元发送给保护、测控设备的报文内容主要包括了各路电流、电压及其有效性标志，此外还添加了一些反映开关状态的二进制输入信息和时间标签信息。在与二次保护控制设备的通信网络上，采用了目前占主流地位的以太网传输系统。

上述基于合并单元的传统传输方法主要存在以下不足：硬件需要同步线来实现各单元数据采集的同步，系统接线复杂、硬件成本高；在一定的信号传输速率下，数据传输效率较低。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种基于现场总线的电子式互感器数据传输方法，在无需硬件同步线的情况下实现了主从单元数据采集同步，降低了系统的成本和接线复杂度，提高了数据传输的效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于现场总线的电子式互感器数据传输方法，包括以下步骤：

步骤一、基于CAN总线的主从单元连接方法：将一组电子式电压互感器连接在主单元模块MU上，主单元模块MU用于采集电压信号、发送系统同步帧和采样数据；主单元模块MU通过CAN总线与多个从单元模块SU连接，从单元模块SU分布在各个供电间隔并连接至一组电子式电流互感器ECT；

步骤二、传输数据编码方法：

首先，对相邻采样数据x(n)、x(n-1)计算一次差分值x′(n)并判断其是否超过7bit量化，如果未超过，直接发送一次差分值x′(n)，并将对数编码标志位和增量编码标志位全部置0；若一次差分值x′(n)超过7bit量化，再计算二次差分值x″(n)，判断二次差分值x″(n)是否超过7bit量化，若未超过，发送二次差分值x″(n)，对数编码标志位置0，增量编码标志位置1；

其中：第n次采样数据为x(n)，第n-1次采样数据为x(n-1)，

x′(n)为一次差分值，x″(n)为二次差分值：

            x′(n)＝x(n)-x(n-1)                    (1)

            x″(n)＝x′(n)-x′(n-1)                (2)

若二次差分值超过7bit量化则采用对数编码方法，即将一次差分值x′(n)、二次差分值x″(n)分别处理粘着位后右移4位；然后再计算判断一次差分值x′(n)是否超过7bit量化，如果没有超过，则编码数据为一次差分值x′(n)，对数编码标志位置1、增量编码标志位置0；若一次差分值x′(n)超过7bit量化，再次计算判断二次差分值x″(n)是否超过7bit量化，若未超过，则编码数据为二次差分值x″(n)，对数编码标志位、增量编码标志位均置1；若二次差分值x″(n)超过7bit量化则对二次差分值进行溢出处理。

所述一种基于现场总线的电子式互感器数据传输方法还包括以下步骤：