智能站采集同步与延时探讨

分析了智能变电站合并单元采样同步和延时产生原因,通过现场实际案例及现场应用,验证单元采样同步和延时对保护装置的影响,进一步得出智能站采集系统的综合误差,对智能变电站合并单元的设计、制造、测试和运行中的检查提出方法和建议。     

重采样在合并单元延时治理中的应用

介绍智能变电站合并单元延时的产生和危害,分析采样系统延时物理过程与两级延时概念,阐述治理合并单元延时的插值重采样法,提出合并单元延时指标试验流程与接线原理。对某220 k V智能变电站延时超标的合并单元全部更换或升级为应用重采样同步技术的产品,整改实施结果表明该方法对控制合并单元延时在允许范围内是简单而有效的。     

智能变电站合并单元校验技术及方法的研究

本文从非线性元件带来的相位误差、幅值误差和采样的同步误差两个方面分析了合并单元的误差来源,从硬件原理和软件设计两方面探讨了合并单元校验仪的研制,从绝对延时、相对延时等项目介绍了合并单元校验的原理和方法。     

基于实时Linux的合并单元同步采样测试装置研制

同步采样测试包含了数据同步测试与采样值精确度测试两个方面,是合并单元最重要的指标之一。在分析了合并单元同步采样测试的现状与存在的技术难点的基础上,介绍了一种基于实时Linux系统结合FPGA实时子系统、接口信号可扩展的合并单元同步采样测试装置的具体实现方法。该方法将FPGA的普通I/O管脚构成一个信号接口总线,通过读取信号接口板的I2C总线EEPROM保存的信息,来分配FPGA管脚的功能,从而实现接口信号的可扩展性,满足合并单元输入输出信号灵活多变的需求。同时,FPGA实现了采样值报文的接收,记录报文接收时标,采样值报文的生成与发送以及模拟MII接口直接与PHY通信等功能。结果表明,本测试装置能准确反映合并单元的数据同步精度、采样值精度,具有较强的实用价值。     

适用于合并单元的等间隔采样控制与同步方法

智能变电站中合并单元的采样同步直接影响测控与保护设备的可靠性。文中从合并单元的相关技术需求和实际问题出发,提出了一种严格保证等间隔采样控制与同步的优化方法,此方法通过实时测量同步误差来修正同步采样周期。在首先保证采样周期均匀等分的基础上,动态地补偿本地采样时刻的偏差,实现每个采样时刻的精确控制与同步。测试结果表明所提方法使合并单元可靠地实现了采样同步。     

基于交换机数据传输延时测量的采样同步方案

由于采样值(SV)报文在交换机内的传输延时具有不确定性,目前主要通过全站合并单元(MU)接入统一同步时钟实现采样同步,造成网络采样同步严重依赖于外部时钟,也违反了保护功能不应依赖于外部对时系统的基本原则。采样同步技术是"网采"模式能否真正走向实用,以及智能变电站网络结构能否得到大幅度简化的关键。文中详细分析了各种采样方式的优劣,提出了基于交换机数据传输延时测量的新型采样同步原理,该方案原理简单可靠,可通过对等效MU数据接收时刻进行合理性校验实现对交换机转发延时正确性的校验,方案具有很好的推广前景。     

智能变电站合并单元延时的检测方法

合并单元是智能变电站中实现数字量采样值传输的重要设备,关系到继电保护的正确动作与否。介绍了智能变电站二次信号采集方法,分析合并单元延时产生的原因,提出了利用继电保护测试仪同时输出模拟量和数字量的混合输出测试合并单元延时的方法。     

基于频域辨识的合并单元额定延时测量技术

智能变电站中合并单元数据采集和输出过程存在着固有的额定延时,此延时直接影响继电保护的动作时间。目前,额定延时测量方法存在着不足,给系统安全运行埋下了安全隐患。文中从合并单元采样环节的构成出发,分析其采样、处理过程中额定延时的群延迟特性和传变延迟。研究表明:时域中的群延迟在频域中相频特性应为线性相位,据此提出通过输入不同频率的信号以获得合并单元的相频特性曲线、进而辨识出额定延时的频域识别测量技术,并分析合并单元的相位误差对此额定延时测量方法的影响,最后通过理论仿真验证了此额定延时测量技术的可行性和正确性。文中所提方法为合并单元数字化采样延时测量的工程应用提供了一种切实可行的延时测量技术,能够确保继电保护系统的正确、可靠运行。     

智能站合并单元采样方式问题探讨

智能变电站发展过程中,智能继电保护采样方式主要经历了"电子式互感器+合并单元"、"常规互感器+合并单元"、"常规互感器电缆常规采样"3种方式,其中"常规互感器+合并单元"的采样方式在目前的智能站中大量使用,针对此方式中合并单元的采样延时、插值同步等问题进行了分析探讨,明确了合并单元存在增加继电保护动作时间、同步异常易导致差动保护误动问题。将智能站改进为常规采样方式后,对继电保护可靠性和电网的稳定性均有较大的提升。     

基于传输延时补偿的继电保护网络采样同步方法

为提高网络化继电保护的可靠性,文中提出并实现了基于网络采样传输延时补偿的不依赖于外部参考时钟源的网络采样同步方法。首先分析了网络采样传输延时的构成及其特性,建立了能够实现交换机延时测量和记录的交换机模型,研发了具有相应功能的交换机。搭建了实验测试平台,对其交换延时测量的精度进行了实验测试,同时对测量误差的来源进行了理论分析,测试结果和理论分析表明所开发的交换机具有较高的交换延时测量精度。基于交换延时的实时测量,给出了利用传输延时补偿实现网络采样同步的方法,并以一母线保护系统为例,对网络采样同步进行了应用测试。测试结果表明,基于网络采样传输延时补偿的网络采样同步方法能够有效实现网络采样的同步,保证网络化继电保护的可靠性。     

电子式互感器采样系统固有延时测试研究

电子式互感器采样系统固有延时是合并单元同步补偿的依据,采样系统的固有延时误差是电子式互感器相位误差的主要因素,采样系统的固有延时测试一直是电子式互感器的测试难点和重点.本文首先对电子式互感器采样系统固有延时的定义进行了阐述,介绍了电子式互感器采样系统固有延时测试的现状,提出一种通过三个阶段精确测量了电子式互感器采样系统...     

延时可控交换机在智能变电站中的应用和测试分析

网络延时的不确定性一直是智能变电站中使用网络采样和跳闸方案需要解决的技术难点,但是保护装置可以利用合并单元固有延时和延时可控交换机计算的链路驻留总延时ΔT还原收到的多个间隔的采样数据的发生时刻,完成采样的同步处理。为了验证延时可控交换机中精确延时算法和传输的精度和可靠性,搭建了组网测试系统,对延时补偿、数据流量精确控制、保护装置的处理等功能、性能和可靠性进行了测试应用分析。最后提出推荐的组网方案和主要的技术指标要求。     

高速数据采集系统中斜波式延时电路的设计

高频信号的采集和提高信号采集的精度是信号处理领域需要着重研究的课题。首先介绍了数据采集系统的结构和功能,然后研究了基于斜波的数字可编程精密延时器电路原理,并设计了基于斜波的精密延时电路,最小延时精度可达8ps,实际结果能采集到高达50GHz高频信号。     

基于三网合一过程层的变电站集中式保护采样和网络方案研究

结合实际工程模型,对基于三网合一的过程层网络流量、延时、延时抖动等关键性能指标进行了研究分析,并根据分析结果研究分析了站内同步采样及站间同步采样原理及具体方案。最后对正常工况及主钟失步、合并单元失步等各种异常工况下采样方案的可行性进行了分析和验证,并对验证过程中出现的问题进行了分析,提出了改进方案。该方法对其他集中式保护研究及相关工程实践具有一定参考意义。     

数字化变电站合并单元插值误差对于电能计量的影响

作为电子式互感器与二次设备之间的纽带,合并单元负责为变电站全站提供统一的电压电流数据来源。然而,采样值数据在采样、处理和传输的各个环节中产生的粗大数据、通信延时和丢包等问题都会对合并单元的插值处理带来影响,并最终影响到对电能的计量。文章就以上典型问题对合并单元插值算法及其对电能计量误差的影响进行了仿真分析,并搭建了数字化变电站电能计量装置误差测试系统对仿真结果进行了实验验证。结果表明,这些典型问题对合并单元的插值算法以及电能计量误差是有重大影响的,且采用不同的插值算法其影响结果不同。文章的研究为数字化变电站合并单元插值算法的优化设计提供了定量参考。     

一种快速高精度的交流采样同步优化算法

分析了软件常规同步采样算法的误差原因并提出了一种交流采样同步优化算法。该算法在每个采样周期内 ,动态调整采样间隔。仿真实验发现了算法中采样间隔的补差规律 ,利用它能减小微处理器的运算量 ,加快系统运行速度。该算法用于GEA 2 0 0 0ARTU产品的结果表明 ,它能有效减小同步误差、提高测量精度及减少运算量 ,增强系统采样的实时性。     

IEEE 1588时钟同步系统应用分析与现场测试

介绍了数字化变电站IEEE1588同步对时系统的结构及特点,重点分析了不同模式情况下的实现机制与差别,提出了合并单元同步性能、主备时钟切换性能等项目的测试方法,通过实际工程测试得出了2个合并单元输出的采样值角差的变化以及主备时钟切换各环节延时等数据。最后结合测试中遇到的问题,提出了过程层网络主备时钟切换试验的重要性,并给出了对于合并单元的一些建议。