專利名稱：一種基于ieee1588對時方式的電子式互感器校準試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力設備的校準與檢測，更具體涉及基于IEEE1588對時方式的電子式互感器校準試驗裝置。
背景技術：
目前電子式互感器已在電力系統中廣泛使用，其工作性能必須通過校驗確定，電子式互感器校驗設備也有很多。如專利號為CN201020187805.9的“電子式通用互感器校驗儀”提出了一種既可以校驗模擬式電子式互感器又可以校驗數字式電子式互感器的校驗設備，此校驗儀只能對GPS及B碼同步方式的電子式互感器進行校準試驗，對IEEE1588對時方式的電子式互感器就無法進行校準。專利號為CN201010166052.8的“電子式互感器校驗系統”指出:對基于數據采集卡的電子式互感器校驗系統，由于采集卡存在溫漂和穩定性問題，且無法溯源，用其校驗電子式互感器不能保證足夠的精度。該專利采用標準數表的方法雖然解決了精度的問題，但是由于標準數表體積龐大，對工作環境要求較高，不適合現場使用。專利號為CN200920246771.3的“一種基于IEC 61850標準的電流互感器校驗儀”提出了一種可以支持三種同步對時方式的電流互感器校驗儀，但是此校驗儀在工作時通過網絡控制器監聽網絡上是否有IEEE1588標準所規定的網絡時鐘同步報文，當接收到同步報文后再進一步實現IEEE1588同步對時，說明是此校驗儀在現場校驗時，需要變電站有主時鐘，校驗儀只能作為從時鐘狀態。這存在如下兩個問題:1)由于變電站主時鐘一般會放在控制室，而電子式互感器校驗儀一般放在高壓現場，兩者距離可以達到幾百米。從主時鐘弓I 一根光纖到電子式互感器校驗儀非常不方便。2 )電子式互感器誤差校驗一般在整個變電站調試過程中進行，此時主時鐘可能尚未調試好，無法提供IEEE1588對時信號。因此，該專利現場使用具有局限性。
發明內容本實用新型解決的目的是:提供一種基于IEEE1588對時方式的電子式互感器校準試驗裝置，該裝置配備了 IEEE1588時鐘和IEEE1588以太網交換機，可對采用IEEE1588對時方式的電子式電流和電子式電壓互感器的準確度進行校準試驗，該裝置的IEEE1588時鐘在校準測量時，既可以作為主時鐘，也可以作為從時鐘，并可以支持ETE和PTP兩種對時方式；本裝置體積小，滿足現場校驗需求。一種基于IEEE1588對時方式的電子式互感器校準試驗裝置，該裝置由IEEE1588以太網交換機、IEEE1588時鐘、標準電壓電流轉換器、標準通道數據采集單元、同步脈沖發送模塊、被測通道數據采集單元、數據處理單元和GPS組成。IEEE1588以太網交換機輸出端分別與IEEE1588時鐘和被測通道數據采集單元輸入端連接，IEEE1588時鐘的另一輸入端與GPS的輸出端連接，IEEE1588時鐘輸出端與同步脈沖發送模塊輸入端連接，同步脈沖發送模塊輸出端和標準電流電壓轉換器輸出端分別與標準通道數據采集單元輸入端連接，標準通道數據采集單元輸出端和被測通道數據采集單元輸出端均與數據處理單元連接。標準通道數據采集單元采用高精度數據采集卡PCI5922，該采集卡裝有高穩定高準確度的電壓標準和溫度傳感器，當外部溫度變化超過5攝氏度時，PCI5922可以進行自校準，修正A/D采集電路的直流偏置和非線性。保證電子式互感器校準試驗裝置在戶外寬范圍的溫度變化條件下保持高準確度。本實用新型的與現有技術相比的優點是:(I)采用美國國家儀器有限公司生產的高精度數據采集卡PCI5922，內有電壓基準，具有自校準功能，能夠消除由溫度變化帶來的誤差；并且采集卡系統體積小巧，適合現場使用。(2)配備了 IEEE1588時鐘，既可以作為主時鐘，也可以作為從時鐘；時鐘帶秒脈沖輸出功能，當同步成功時(時鐘誤差不超過Ius)秒脈沖才會輸出。(3)配備了 IEEE1588交換機，當被測合并單元IEEE1588數據幀和IEC61850數據幀共用一個網口時，可以對其進行拓展，一路用做同步，一路用做IEC61850數據采樣。(4)配備了 IEEE1588交換機，可以支持ETE和PTP兩種對時方式。可以考察不同的對時方式對電子式互感器誤差的影響。
圖1為一種基于IEEE1588對時方式的電子式互感器校準試驗裝置的結構示意圖。其中:1為IEEE1588以太網交換機、2為IEEE1588時鐘，3為標準電壓電流轉換器，4為標準通道數據采集單元，5為同步脈沖發送模塊，6為被測通道數據采集單元，7為數據處理單元，8為GPS。圖2是本實用新型校驗數字輸出式電子式電流互感器時的工作狀態示意圖。其中:9為一種基于IEEE1588對時方式的電子式互感器校準試驗裝置，10為調壓器，11為升流器，12為數字輸出式電子式電流互感器，13為二次轉換器，14為合并單元，15為標準電流互感器。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。一種基于IEEE1588對時方式的電子式互感器校準試驗裝置，如圖1所示，該裝置由IEEE1588以太網交換機1、IEEE1588時鐘2、標準電壓電流轉換器3、標準通道數據采集單元4、同步脈沖發送模塊5、被測通道數據采集單元6、數據處理單元7和GPS 8組成。IEEE1588以太網交換機I輸出端分別與IEEE1588時鐘2和被測通道數據采集單元6輸入端連接，IEEE1588時鐘2的另一輸入端與GPS 8的輸出端連接，IEEE1588時鐘2輸出端與同步脈沖發送模塊5輸入端連接，同步脈沖發送模塊5輸出端和標準電流電壓轉換器3輸出端分別與標準通道數據采集單元4輸入端連接，標準通道數據采集單元4輸出端和被測通道數據采集單元6輸出端均與數據處理單元7連接。用本實用新型校驗數字輸出式電子式電流互感器的工作流程和原理:用本實用新型校驗數字輸出式電子式電流互感器時，先將本實用新型及數字輸出式電子式電流互感器按圖2方式連接，如圖2所示，即被測一次電流信號由調壓器10和升流器11提供，數字輸出式電子式電流互感器12和標準電流互感器15通過一次回路串聯。數字輸出式電子式電流互感器12的數字信號輸出端與二次轉換器13的接收端連接，二次轉換器13的輸出端與合并單元14數據采集端口連接，合并單元14數據采集端口與電子式互感器校驗系統9中的IEEE1588以太網交換機I輸入端連接，標準電流互感器15 二次輸出端與電子式互感器校驗系統9中的標準電壓電流互感器3連接。將本實用新型與數字輸出式電子式電流互感器按上述方式連接后，再設置對時工作方式和工作模式。設置方法有以下4種:a、對時工作方式為:合并單元14作為主時鐘，IEEE1588時鐘2作為從時鐘；工作模式:合并單元14為ETE對時方式，IEEE1588時鐘設置為ETE模式；實現合并單元14到IEEE1588時鐘整個路徑延時的測量。b、對時工作方式為:合并單元14作為從時鐘，IEEE1588時鐘2作為主時鐘；工作模式:合并單元14為ETE對時方式，IEEE1588時鐘設置為ETE模式；實現合并單元14到IEEE1588時鐘整個路徑延時的測量。C、對時工作方式為:合并單元14作為主時鐘，IEEE1588時鐘2作為從時鐘；工作模式:合并單元14為PTP對時方式，IEEE1588時鐘設置為PTP模式；實現合并單元14到IEEE1588以太網交換機I之間的延時及IEEE1588以太網交換機I到IEEE1588時鐘之間的延時測量。C、對時工作方式為:合并單元14作為從時鐘，IEEE1588時鐘2作為主時鐘；工作模式:合并單元14為PTP對時方式，IEEE1588時鐘設置為PTP模式；實現合并單元14到IEEE1588以太網交換機I之間的延時及IEEE1588以太網交換機I到IEEE1588時鐘之間的延時延時的測量。對時工作方式和工作模式設置好后，按照以下工作流程校驗數字輸出式電子式電流互感器12:由調壓器10和升流器11給數字輸出式電子式電流互感器12和標準電流互感器15提供電流，數字輸出式電子式電流互感器12將采集到的被測電流數字信號傳遞給二次轉換器13，二次轉換器13將調理后的信號發送給合并單元14，合并單元14將信號轉換成符合IEC61850協議發送給電子式互感器校驗系統9，并且合并單元14與電子式互感器校驗系統之間通過互發1588協議報文，實現對時。當合并單元14作為主時鐘時，以合并單元14的時間作為標準時間；當IEEE1588時鐘2作為主時鐘時，以IEEE1588時鐘2從GPS8接收到的時間作為標準時間；當主從時鐘之間的誤差小于lus，時，對時成功，對時成功后IEEE1588時鐘2輸出秒脈沖；同步脈沖發送模塊5接收到同步脈沖后觸發標準通道數據采集單元4進行采樣，標準通道數據采集單元4將標準轉換器3輸出的信號進行采樣，并將數據發送給數據處理誤差計算顯示單元7 ;同時被測通道數字輸入數據采集單元6將合并單元發送的采樣報文進行解析后發送至數據處理誤差計算顯示單元7 ;數據處理誤差計算顯示單元7通過相位差修正FFT算法計算得出被測電子式互感器的角差和比差。標準電流互感器15將標準信號轉換后發送給電子式互感器校驗系統9中的標準電壓電流互感器。電子式互感器校驗系統9測量和計算被測電流與標準信號完成電子式電流互感器校驗，得出被校電子式互感器的誤差。
權利要求1.一種基于IEEE1588對時方式的電子式互感器校準試驗裝置，其特征在于，該裝置由IEEE1588以太網交換機(I)、IEEE1588時鐘(2)、標準電壓電流轉換器(3)、標準通道數據采集單元(4)、同步脈沖發送模塊(5)、被測通道數據采集單元(6)、數據處理單元(7)和GPS (8)組成；IEEE1588以太網交換機(I)輸出端分別與IEEE1588時鐘(2)和被測通道數據采集單元(6)輸入端連接，IEEE1588時鐘(2)的另一輸入端與GPS (8)的輸出端連接，IEEE1588時鐘(2)輸出端與同步脈沖發送模塊(5)輸入端連接，同步脈沖發送模塊(5)輸出端和標準電流電壓轉換器(3)輸出端分別與標準通道數據采集單元(4)輸入端連接，標準通道數據采集單元(4)輸出端和被測通道數據采集單元(6)輸出端均與數據處理單元(7)連接。
2.根據權利要求1所述的一種基于IEEE1588對時方式的電子式互感器校準試驗裝置，其特征在于，所述的標 準通道數據采集單元采用高精度數據采集卡PCI5922。
專利摘要本實用新型公開了一種基于IEEE1588對時方式的電子式互感器校準試驗裝置，涉及電力設備的校準與檢測。該裝置由IEEE1588以太網交換機(1)、IEEE1588時鐘(2)、標準電壓電流轉換器(3)、標準通道數據采集單元(4)、同步脈沖發送模塊(5)、被測通道數據采集單元(6)、數據處理單元(7)和GPS(8)組成。該裝置的IEEE1588時鐘(2)在校準測量時，既可以作為主時鐘，也可以作為從時鐘，并可以支持ETE和PTP兩種對時方式；本裝置體積小，滿足現場校驗需求。
文檔編號G01R35/02GK203084183SQ20122055432
公開日2013年7月24日 申請日期2012年10月26日 優先權日2012年10月26日
發明者邵漢橋, 吳伯華, 吳濤, 張籍, 胡浩亮, 謝東, 王法靖, 章述漢, 李前 申請人:武漢華中電力電網技術有限公司, 中國電力科學研究院, 國家電網公司