一种高压电流监测对时系统及时间同步方法技术方案

本发明专利技术涉及一种高压电流监测对时系统及时间同步方法，采集器向各高压电流监测装置发送对时命令；各个高压电流监测装置接收对时命令后，进行同步补偿，按照同步补偿后的对时时间进行对时；补偿值包括采集器的对时准备时间、采集器的对时命令帧传输时间以及高压电流监测装置的对时响应时间。本发明专利技术经过理论计算，实验验证，该方案在软硬件保证的前提下，可以反复多次求平均值，ΔT的延迟时间均值在260uS，可以保证在45uS的离散度。校时时间同步补偿260uS后，45uS的离散度满足三相电流的时钟小于100μs的偏差要求。本发明专利技术不采用北斗等专业的授时系统，利用普通的实时时钟芯片，成本低，对时系统简单有效。

【技术实现步骤摘要】
一种高压电流监测对时系统及时间同步方法
本专利技术涉及无源高压电流监测
，尤其涉及一种高压电流监测对时系统及时间同步方法。
技术介绍
高压线路是电力传输系统的重要部分，通过在线路的不同分支或节点部署电流监测装置，可以监控分析线损、异常用电或故障分析，大大缩短了故障区段查找时间，为反窃电线损分析、快速排除故障、恢复正常供电，提供了有力保障。无源电流监测装置是长期监测电流的一种小型设备。它由自供电单元、电流测量单元、存储单元和通信单元、实时时钟单元等部分组成。具备分支电流实时监测、短路或接地判断、故障报警、线损分析定位等功能。其中，实时电流监测及线损分析定位等功能对同一节点位置的一组设备时钟的同步有着严格的要求。只有设备间的时钟严格同步，才能得到准确的不平衡电流数据、线损数据等。因此，要保证高压三相传输线路A、B、C三个无源电流监测装置的时钟保持一致，每组采集单元时间同步误差要求不大于100μs。时间同步误差越小，根据三相电流的测量实时值，不平衡电流越精确，故障分析更准确。因此，高精度时钟源技术，在高压电流同步数据采集中的应用显得尤为重要。由于高压电流监测装置工作供电采用无源的方式(依靠被测高压线上通过的电流磁场感应出的微弱的能量来工作)，对时若采用网络和GPS授时的方式，因通信模组的功耗较大，靠磁场感应取电的方式难以支撑。若是依靠提高设备自身的时钟精度来实现，则需要采用高精度有源恒温晶体振荡器才能满足需要，而高精度有源恒温晶体振荡器的功耗也较大，成本较高，不适合批量应用。如何通过低成本的方式实现高压电流监测装置的同步是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对低成本的方式实现高压电流监测装置的同步这一问题，本专利技术提供一种高压电流监测对时系统及时间同步方法，基于现有高压电流监测装置的采集系统，采集器给各高压电流监测装置发送对时命令，保证各个对时命令延迟的一致性；各个高压电流监测装置，接收相同的校时命令后，做相同的同步补偿值，通过低成本的方式，实现了高压电流监测装置的高精度同步。为达到上述目的，本专利技术一方面提供一种高压电流监测对时系统，包括采集器和多个高压电流监测装置；采集器向各高压电流监测装置发送对时命令；各高压电流监测装置接收对时命令后，进行同步补偿，按照同步补偿后的对时时间进行对时；所述同步补偿的补偿值为：ΔT＝ΔT1+ΔT2+ΔT3其中：ΔT1表示采集器的对时准备时间；ΔT2表示采集器的对时命令帧传输时间；ΔT3表高压电流监测装置的对时响应时间。进一步地，采集器内部设置第一处理器和第一时钟芯片；高压电流监测装置内部均设置第二处理器和第二时钟芯片；采集器的对时准备时间为：采集器将第一时钟芯片的时间放置在第一处理器的缓冲区，并启动发送中断所经历的时间。进一步地，对于对时命令帧传输时间ΔT2，所述采集器采取固定的物理传输波特率B(单位bit/s)，固定的命令帧字节数N，则对时命令帧传输时间ΔT2固定；进一步地，高压电流监测装置的对时响应时间ΔT3为：所述第二时钟芯片的秒分频计数器32.768kHz信号输出至所述第二处理器的中断端口,所述第二处理器接收完整帧时刻对应第N1个采样点，高压电流监测装置对时完成对应第N2个采样点。进一步地，补偿值ΔT，多次测量后取平均值，作为补偿值设置在所述第二处理器的内部。本专利技术另一方面提供一种高压电流监测的时间同步方法，包括：采集器向各高压电流监测装置发送对时命令；各个高压电流监测装置接收对时命令后，进行同步补偿，按照同步补偿后的对时时间进行对时；所述同步补偿的补偿值为：ΔT＝ΔT1+ΔT2+ΔT3其中：ΔT1表示采集器的对时准备时间；ΔT2表示采集器的对时命令帧传输时间；ΔT3表示高压电流监测器的对时响应时间。进一步地，对时准备时间ΔT1的获取包括：采集器内部设置第一处理器和第一时钟芯片；高压电流监测装置内部均设置第二处理器和第二时钟芯片；采集器的对时准备时间为采集器将第一时钟芯片的时间放至第一处理器的缓冲区，并启动发送中断所经历的时间；所述第一处理器在接收所述第一时钟芯片的秒中断信号时，标记当前时间为t1；程序处理时，将当前时钟数据放到发送中断缓存区，所述第一处理器启动发送帧的中断发送时间标记为t2；计算对时准备时间ΔT1＝t2-t1。进一步地，对时命令帧传输时间ΔT2获取包括，通过物理传输波特率B和命令帧字节数N，计算获得：进一步地，高压电流监测装置的对时响应时间ΔT3的获取包括：所述第二时钟芯片的秒分频计数器32.768kHz的信号输出至所述第二处理器的中断端口,所述第二处理器接收完整帧时刻对应第N1个采样点，高压电流监测装置对时完成对应第N2个采样点，则：进一步地，多次测量补偿值ΔT后取平均值，作为补偿值设置在所述第二处理器的内部。本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：(1)本专利技术经过理论计算，实验验证，该方案在软硬件保证的前提下，可以反复多次求平均值，ΔT的延迟时间均值在260uS，可以保证在45uS的离散度。校时时间同步补偿260uS后，45uS的离散度满足三相的时钟小于100μs的偏差要求。(2)本专利技术不采用北斗等专业的授时系统，利用普通的实时时钟芯片，成本低，对时系统简单有效。(3)本专利技术的同步方法，对功耗影响较小，适用于采用无源的方式工作的高压电流监测装置。附图说明图1是高压电流监测装置的对时示意图；图2高压电流监测装置的对时延时示意图；图3为采集器的对时命令处理流程示意图；图4为高压电流监测装置计时原理框图；图5为高压电流监测的时间同步流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。基于现有高压电流监测装置的采集系统进行改进，采集器给各高压电流监测装置发送对时命令，保证各个对时命令延迟的一致性。各个高压电流监测装置，接收相同的校时命令后，做相同的同步补偿值。使同步补偿值的离散度小于100uS即可满足要求。对时系统架构为利用现有的采集器、高压电流监测装置，软硬件稍加改进，即可完成对时操作。采集器内部的微处理器简称为“第一处理器”，采集器内部的实时时钟芯片简称为“第一时钟芯片”。高压电流监测装置的微处理器简称为“第二处理器”，高压电流监测装置内部的实时时钟芯片简称为“第二时钟芯片”。采集器发起对时操作，通过自身的无线通信发送对时命令帧，高压电流监测装置接收命令，响应校时。整个对时系统架构结合图1。对时系统架构由基于现有的高压电流采集架构，不需要增加专用对时系统。采集器发出对时命令，高压电流监测装置完成时间同步。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压电流监测对时系统，其特征在于，包括采集器和多个高压电流监测装置；/n采集器向各高压电流监测装置发送对时命令；/n各高压电流监测装置接收对时命令后，进行同步补偿，按照同步补偿后的对时时间进行对时；/n所述同步补偿的补偿值为：/nΔT＝ΔT

【技术特征摘要】
1.一种高压电流监测对时系统，其特征在于，包括采集器和多个高压电流监测装置；
采集器向各高压电流监测装置发送对时命令；
各高压电流监测装置接收对时命令后，进行同步补偿，按照同步补偿后的对时时间进行对时；
所述同步补偿的补偿值为：
ΔT＝ΔT1+ΔT2+ΔT3
其中：ΔT1表示采集器的对时准备时间；ΔT2表示采集器的对时命令帧传输时间；ΔT3表高压电流监测装置的对时响应时间。


2.根据权利要求1所述的高压电流监测对时系统，其特征在于，采集器内部设置第一处理器和第一时钟芯片；高压电流监测装置内部均设置第二处理器和第二时钟芯片；采集器的对时准备时间为：采集器将第一时钟芯片的时间数据放置第一处理器的缓冲区，并启动发送中断所经历的时间。


3.根据权利要求1或2所述的高压电流监测对时系统，其特征在于，对于对时命令帧传输时间ΔT2，所述采集器采取固定的物理传输波特率B，固定的命令帧字节数N，则对时命令帧传输时间ΔT2固定；





4.根据权利要求2所述的高压电流监测对时系统，其特征在于，高压电流监测装置的对时响应时间ΔT3为：



所述第二时钟芯片的秒分频计数器32.768kHz信号输出至所述第二处理器的中断端口,所述第二处理器接收完整帧时刻对应第N1个采样点，高压电流监测装置对时完成对应第N2个采样点。


5.根据权利要求2所述的高压电流监测对时系统，其特征在于，补偿值ΔT，多次测量后取平均值，作为补偿值设置在所述第二处理器的内部。


6.一种高压电流监测的时间同步方法，其特征在于，包括：
采集器向各高压电流监测装置发送对...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓高峰，都正周，赵震宇，王珺，严勤，张鹏，徐英辉，薛阳，黄荣国，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，国网江西省电力有限公司电力科学研究院，国网江西省电力有限公司，河南许继仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41