合并单元数字输出接口的研究与设计

数字化变电站中电子互感器与二次设备的接口依靠合并单元实现,数字量输出接口是合并单元开发的关键点,也是产品检测时的重要项目.本文分析了电子互感器标准和IEC61850-9标准中对数字量输出的要求,并给出合并单元数字量输出帧的实现方案.在此基础上,本文提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理(DSP)技术的接口设计方案,详细介绍了硬件和软件设计的方法.试验结果表明,该方案可以很好地应用于合并单元的数字输出.     

基于LabWindows/CVI的电子式互感器数字输出分析仪

介绍了电子式互感器的数字输出,并针对当前没有专门工具检测分析合并单元数字输出帧的情况,在LabWindows/CVI虚拟仪器平台上开发了一种数字输出分析仪,利用以太网卡采集电子式互感器合并单元数字输出信号,对信号进行分类与重组,实现波形显示、数据存储与分析等功能。实验表明,该仪器分析和处理的结果真实可靠并且成本低、设计简单、操作方便,是实验室开发电子式互感器合并单元的有效测试工具。     

基于DSP实现合并单元数据处理部分的方案

一次电子式互感器与变电站实现数字化连接主要通过合并单元来实现,数据处理是合并单元的重要组成部分,介绍了合并单元数据处理的基本功能,给出了一种基于DSP的实现方案。合并单元数据处理部分主要有3部分组成,该方案对每个部分的功能及实现方法进行了详细阐述和具体分析。通过实验验证该方案实时性强和稳定性高。     

数字化变电站中合并单元的研究

基于IEC600447／8和IEC61850两种协议的比较分析,从同步功能模块、多路数据接受和处理、与二次设备通信三个不同的方面对合并单元进行了研究。     

基于FPGA和DSP的合并单元光数字量校准装置

高性能的光数字量校准装置有助于提高电子式互感器合并单元的可靠性和高效性。针对电子式互感器合并单元测试的通信报文处理能力和同步性两大难题,提出了基于FPGA和DSP的光数字量校准装置。分析光数字量校准装置的设计原理和技术难点,研究了基于FPGA和DSP的设计方案。重点介绍了FPGA、Blackfin DSP和人机界面三大功能模块的具体组成,进而深入研究了FPGA和Blackfin DSP的处理流程。最后将光数字量校准装置与数字化电能测试平台DRM进行联合测试,测试结果表明,基于FPGA和DSP的光数字量校准装置既能满足合并单元测试的功能性需求,又具有较好的实时性。     

数字量输出电子式电压互感器的高精度在线校验方法

针对目前电子式互感器校验方式存在的需要线路停电、操作复杂等问题,文中提出了一种数字量输出电子式电压互感器的在线校验系统。利用设计的菱形升降结构实现标准互感器与被测母线的连接,构建了一种可对母线电压信号进行在线测量的标准电压在线测量单元,从而实现了运行中电压互感器的在线校验。文中详细分析了同步方式、软件算法等因素对系统准确度的影响,并提出了降低误差的措施。研制的校验系统通过检定并在现场应用,准确度优于0.05级。     

电子式互感器数字输出的研究

介绍了国际电工委员会标准IEC6 0 0 4 4 8《电子式电流互感器》中规定的电子式互感器数字输出标准化的要求 ,并对实现数字输出的两种通讯技术进行了讨论。     

数字量输出型电子式互感器校验系统的研制

对电子式互感器进行准确测量和校验是数字化变电站安全和稳定运行的重要保证.针对目前电子式互感器校验过程中存在的问题,提出了一套符合电子式互感器数字输出要求的校验方法和设计方案;引入基于准同步算法与DFT相结合的误差测量方法并对其实现过程进行了讨论,有效地抑制了因电网频率波动而导致的非同步采样对校验结果的影响.最后对校验方法的实现过程进行了仿真,实验结果表明,基于上述校验方法的电子式互感器校验系统能够满足测试的精度要求.     

数字量输出型电子式互感器校验系统的研制

对电子式互感器进行准确测量和校验是数字化变电站安全和稳定运行的重要保证。针对目前电子式互感器校验过程中存在的问题,提出了一套符合电子式互感器数字输出要求的校验方法和设计方案;引入基于准同步算法与DFT相结合的误差测量方法并对其实现过程进行了讨论,有效地抑制了因电网频率波动而导致的非同步采样对校验结果的影响。最后对校验方法的实现过程进行了仿真,实验结果表明,基于上述校验方法的电子式互感器校验系统能够满足测试的精度要求。     

电子式互感器数字输出现场校验仪

根据电子式互感器以太网数字输出的特性,研制了基于以太网的电子式互感器校验仪.对数据的采集、存储、重组、合并以及误差计算等进行了详细的介绍,并通过试验验证了检验方法的可行性.该检验仪处理速度快、体积小、携带方便,适合用于电子式互感器的现场校验.     

电子式互感器合并单元(MU)的研究与设计

合并单元是电子式互感器与二次保护控制设备接口的重要组成部分。简要介绍了电子式互感器合并单元的基本定义及相关国际标准,同时对合并单元的主要功能和实现方法进行了研究,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理(DSP)技术的合并单元实现方案。方案将合并单元分成3个功能模块,并对每个模块所需实现的功能进行了详细阐述和具体分析。试验结果证明该方案能够很好地解决合并单元同时处理任务多、通信信息流量大及通信速度快等一系列问题,具有较高的可靠性和较强的实时性。     

电子式互感器合并单元时间同步问题的解决方法

文章简要介绍了连接电子式互感器与二次保护、测量设备的合并单元及其主要功能,通过分析合并单元在实际应用过程中所存在的时间同步问题,阐述了相关国际标准对时间同步的具体要求。提出了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)技术解决合并单元时间同步的新方法。该方法利用CPLD硬件执行速度快、I/O端口多的特点,结合甚高速集成电路硬件标准语言(VHDL)编写的内部运行软件,能够快速、准确地实现合并单元的同步。通过软件仿真分析和现场试验,证明了此方法的可行性,具有很好的工程实用价值。     

基于VLAN技术的电子式互感器数字通讯的研究

基于以太网的电子式互感器数字输出方案使用组播/广播模式进行通讯,存在载波冲突、网络负载过重和广播风暴等问题。在分析了电子式互感器数字通讯和VLAN技术特点的基础上,对变电站网络建设和电子式互感器数字传输帧做了一定的改进,将VLAN技术应用于电子式互感器数字通讯中,使其利于互感器与二次设备利用组播/广播模式进行实时数据传输,从而提高了电子式互感器和二次设备之间通讯的实时性和可靠性。     

数字量输入式合并单元的白噪声处理

为了提高数字化采样的可靠性及精确度,白噪声问题一直是工业界和学术界的研究热点。首先,结合智能变电站的应用实例,给出了电子式互感器的输出波形,并对白噪声分量进行频谱分析。进而,考虑滤波效果、算法稳定性、延时时间等因素,设计了相应的数字滤波器,并给出了滤波参数及处理结果。最后,结合非周期分量衰减时间常数、最大峰值瞬时误差等指标,分析和评估了滤波算法对暂态性能的影响。分析结果表明,数字滤波算法可以使白噪声削弱一半以上,且不会影响暂态性能。     

模拟式合并单元测试仪的设计

随着模拟式合并单元在智能电网中越来越多的应用,市场急待出现一款方便快捷的合并单元测试工具。首先分析了当前市场上模拟式合并单元测试仪的缺点,接着对模拟式合并单元测试仪进行了总体设计、硬件设计和软件设计,最后对测试仪进行了试验和验证。结果显示所设计的测试仪,具备自动测试功能,能够提高检测效率、缩短测试周期,并且可以提高测试的可靠性和测试结果记录的准确性。     

基于MATLAB的合并单元实验装置的研究

根据IEC60044 8标准对合并单元的定义,从合并单元的功能入手,用MATLAB软件模拟现场电力系统的多路故障信息,并通过以太网按照FT3帧格式将多路信号发送给合并单元,而以FPGA为硬件核心的合并单元对接收到的多路信号进行处理,最后通过以太网发送到二次侧设备对接收到的数据进行实时显示。针对此实验平台的研究主要描述了各模块的结构与功能：包括了MATLAB发送模块、FPGA接收与光纤发送模块以及曼彻斯特编解码与数据显示的模块。搭建硬件平台并给出了软件的测试结果。     

电子式高压互感器数字接口的设计及实现

介绍了IEC60044-8和IEC61850中规定的电子式互感器数字输出接口的特性,并设计了一种基于以太网的通信模块以实现此功能。该方案采用基于单片机的嵌入式硬件平台,利用RTL8029AS实现以太网物理层和链路层的大部分功能,并采用TCP/IP协议进行数据传输和系统维护,具有设计简单、维护方便、传输速率快等优点,能够满足变电站自动化、网络化发展对电子式互感器的要求。     

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。     

电子式互感器在数字化变电站的应用

电子式互感器作为数字化变电站过程层的重要组成部分,与传统互感器相比具有绝缘简单、动态范围宽、抗饱和性能强、占地面积小、实现数据输出等优点。介绍了电子式互感器的分类和构成,以及合并单元的功能及其应用,对电子式互感器在数字化变电站中的实际配置和功能应用的提出了建议。