[发明专利]一种数字化采样延时变频测量方法及测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字化采样延时变频测量方法及测量系统，属于电力自动化技术领域。

背景技术

电子式互感器包括电子式电流互感器（简称ECT，即Electronic Current Transformer）和电子式电压互感器（简称EVT，即Electronic Voltage Transformer）。模拟量输入合并单元是指直接接收常规互感器二次模拟量输出的合并单元，比如用于连接母线TV的合并单元。电子式互感器和模拟量输入合并单元都是将模拟量的输入进行数字化采样，最终输出数字量。数字化采样以光纤网络传输取代了常规的电缆传输，从而可以避免电缆多点接点、电流互感器二次开路、电压互感器二次短路、长距离传输损耗大等问题，且采样值的数字化网络传输方式有利于数据的共享，适应智能变电站发展方向。因此，电子式互感器和模拟输入合并单元的数字化采样方式在智能变电站中得到了大量应用。

电子式互感器和模拟量输入合并单元的数字化采样都需经过数据采集、数据处理、等待以及传输等环节，需要一定的时间。其中，数据采集、数据处理和等待环节一般基于定时中断完成，定时中断一般是采样周期的整数倍，这些环节所需的时间较长，是整个采样延时的主要部分，达到ms级。而数据发送和传输环节的延时具有一定不确定性，但这部分延时小，对整个采样环节的总延时影响较小。

数字化采样的延时可分为整周期延时和非整周期延时。智能变电站中，继电保护的采样、合并单元间级联等点对点直接采样的应用中，必须基于采样环节的延时进行插值实现数据同步，这些应用中采样延时作为一个重要参数必须精确测量。智能变电站相应规范中要求数字化采样延时不能大于2ms，当数字化采样存在N个整周期延时，为了形式上满足技术要求，电子式互感器或合并单元制造商可能会将SV（Sampled Value，即采样值）报文的序号向前移N个周波，此时对于基于外部信号同步采样的计量、测控、故障录波等应用的测量精度也有影响。因此，数字化采样的延时作为关键参数，工程应用中必须保证其正确性。

目前，数字化采样延时测量方法一般是给电子式互感器或模拟量输入合并单元施加稳态的工频电流或电压，然后利用标准模拟量和被测SV数据之间工频信号的相位角关系来间接测量数字化采样的延时。这种测量方法为了能够正确测量相位关系，必须施加稳态的模拟量，对于周期信号，经过非整周期延时后的波形与原信号波形存在一定的相位差，因此可以通过这种测量稳态相位差然后转换为时间的方法得到数字化采样的非整周期延时。而对于稳态周期信号，经过整周期延时后与原信号是完全重合的，不存在相位差，因此无法利用这种测量稳态相位差的方法来测量整周期延时。目前，还有一种数字化采样延时测试方法是：在同步模式下，通过测量0序号SV报文的发送时间与同步信号之间的时间差而得到数字化采样延时。但是这种方法对于SV报文序号有人为前移或后移的现象无法检测，因此也无法正确测量数字化采样的整周期延时。

电子互感器和模拟输入合并单元的数字化采样过程中数据采集、数据处理、等待以及传输等环节对于各种输入信号所需的时间是一致的，这体现出数字化采样的延时是一个群延时，对于各种频率的信号的延时是相同的。对于稳态周期信号而言，这一延时可以分为整周期延时和非整周期延时，其中非整周期延时可通过测量数字化采样输入和输出之间相位差的方法进行测量，但整周期延时难以识别和测量。整周期延时对于继电保护应用而言可能引起不正确动作，对于计量、测控而言也会引起准确度误差，因此也必须能准确够识别。

因此，有必要采用一种新的数字化采样延时测量方法及测量系统，能够准确测量出数字化采样环节中的整周期延时和非整周期延时，消除电子式互感器和模拟量输入合并单元工程应用中的安全隐患，提高智能变电站二次系统运行准确性，对智能变电站的安全、可靠运行具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字化采样延时变频测量方法，解决了现有测量方法不能够准确测量出数字化采样环节中的整周期延时的问题，同时也提供了基于该测量方法的测量系统，克服了电子式互感器和模拟量输入合并单元工程应用中的安全隐患。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种数字化采样延时变频测量方法，包括以下步骤，

步骤一，给电子式互感器或模拟量输入合并单元输入频率为f₁的稳态模拟量信号；