一种智能变电站二次设备对时精度性能检测方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能变电站二次设备对时精度性能检测方法及其系统，所述方法包括三大要素：测试系统内部时钟通过采用铷钟确保对时精度高于二次设备内部石英晶振时钟，且时钟精度小于±1ns；测试系统与二次设备各自与GPS/BD外部时钟同步；测试系统获取同一时刻系统内部时钟时标和二次设备内部时钟时标。所述系统包括CPU、FPGA及DM9000C，系统采用GPS或BD对时模块。在本发明专利技术中，定时器的最小分辨率可以达到10ns，保证了系统的精度和可靠性，CPU根据二次设备产生报文的时标及系统接收报文时的时标得到对时精度，为智能变电站运维检修人员开展二次设备对时精度性能测试及评估提供了一种方法及系统。

【技术实现步骤摘要】
一种智能变电站二次设备对时精度性能检测方法及其系统
本专利技术涉及电力系统设备对时精度
，尤其涉及一种智能变电站二次设备对时精度性能检测方法及其系统。
技术介绍
智能变电站应配备全站统一的卫星时钟设备和网络授时设备，对站内各种系统以及保护装置、测控装置、智能终端、后台等二次设备及系统的时钟进行统一校正，使各系统及设备有一个精确统一的时间。当电力系统发生故障时，既可实现全站各系统在统一时间基准下的运行监控和事故后故障分析，也可以通过各保护动作、开关分合的先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。根据智能变电站继电保护通用技术条件要求，保护装置、智能终端、测控装置的对时精度误差应不大于±1ms。智能变电站保护装置、测控装置等二次设备只在设备入网检测才会对对时精度性能进行检测，入网检测时要求厂家送检装置引出内部时钟对时秒脉冲，利用示波器监视装置对时秒脉冲以及对时系统发出的对时秒脉冲，测量两秒对时脉冲上升沿时间间隔即得到二次设备的对时精度。而实际运行的二次设备都不存在对时秒脉冲引出接线端子，因此无法对运行的二次设备开展对时精度性能检测。实际运行中，运检人员只能通过肉眼粗略判断装置对时是否准确。根据事故后故障分析发现，虽然不同保护装置显示已对时，随着保护装置运行年限增加，二次设备对时元件老化，设备对时精度性能必然会下降，变电站运行维护人员对设备对时精度性能下降多少，是否满足相关标准要求，由于缺少相应的检测方法和检测装置不得而知。实际在电力故障分析时，各装置记录的保护动作时间、开关分合时间时标与分析结果是不同步的，故障分析只能结合故障录波反推分析故障及各保护装置的动作时序，这给故障分析带来很大不便，延迟了故障的快速排除。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种智能变电站二次设备对时精度性能检测方法及其系统，其具有检测智能变电站二次设备对时精度性能的功能。本专利技术采用以下技术方案：一种智能变电站二次设备对时精度性能检测方法，所述方法包括一外部检测系统，具体步骤为：步骤一、将检测系统与二次设备对时调整至与GPS/BD外部时钟同步；步骤二、检测系统通过记录接收二次设备发送报文时标以及解析二次设备发送报文内部时标的方式，获取同一时刻检测系统标识时标和二次设备标识时标；步骤三、通过比较同一时刻检测系统标识时标和二次设备标识时标，实现二次设备对时精度性能检测。进一步的，步骤二中，获取同一时刻检测系统标识时标和二次设备标识时标的步骤如下：(1)、检测系统向二次设备发送一个SV报文或GOOSE报文；(2)、二次设备接收检测系统发送的报文并生成一个新的GOOSE报文，二次设备生成GOOSE报文时会产生一个时标Tn；(3)、二次设备产生的GOOSE报文通过光纤发送给测试系统，检测系统将收到GOOSE报文的第1个bit的精确时标Tr记录保存；(4)、经检测系统解析二次设备反馈的GOOSE报文，得到并保存GOOSE报文内部的时标Tn。进一步的，二次设备对时精度性能为ΔT＝Tr-Tn。一种智能变电站二次设备对时精度性能检测系统，所述检测系统包括FPGA、DM9000C芯片及CPU，所述FPGA能够驱动DM9000C进行报文的收发并记录保存时标，所述CPU用于解析报文时标。进一步的，所述检测系统内部时钟对时精度小于±1ns。进一步的，所述检测系统采用GPS或BD对时模块，用于使检测系统内部时钟与GPS/BD时钟同步系统同步。进一步的，所述FPGA的内部时钟DCM倍频为100MHz，定时器精度为10ns。进一步的，所述CPU通过总线和FPGA进行数据通信，解析接收到的GOOSE报文时标Tn，所述CPU通过分析检测系统接收的GOOSE报文时标Tr以及二次设备产生GOOSE报文时刻时标Tn，得到对时精度误差ΔT＝Tr-Tn。本专利技术的有益效果在于：在本专利技术中，FPGA内部构建一个32位的定时器，恒温晶振给定时器提供了稳定可靠的时钟，时钟内部DCM倍频为100MHz，定时器的最小分辨率可以达到10ns，保证了系统的精度和可靠性，CPU根据二次设备产生报文的时标及系统接收报文时的时标得到对时精度，为智能变电站运维检修人员开展二次设备对时精度性能测试及评估提供了一种方法及系统。附图说明图1为本专利技术优选实施例的系统原理示意图；图2为本专利技术优选实施例的数据分析处理流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参照图1至图2，一种智能变电站二次设备对时精度性能检测方法，该方法包括一外部检测系统，具体步骤为：步骤一、将检测系统与二次设备对时调整至与GPS/BD外部时钟同步；步骤二、检测系统通过记录接收二次设备发送报文时标以及解析二次设备发送报文内部时标的方式，获取同一时刻检测系统标识时标和二次设备标识时标；步骤三、通过比较同一时刻检测系统标识时标和二次设备标识时标，实现二次设备对时精度性能检测。获取同一时刻检测系统标识时标和二次设备标识时标的步骤如下：(1)、检测系统向二次设备发送一个SV报文或GOOSE报文；(2)、二次设备接收检测系统发送的报文并生成一个新的GOOSE报文，二次设备生成GOOSE报文时会产生一个时标Tn；(3)、二次设备产生的GOOSE报文通过光纤发送给测试系统，检测系统将收到GOOSE报文的第1个bit的精确时标Tr记录保存；(4)、经检测系统解析二次设备反馈的GOOSE报文，得到并保存GOOSE报文内部的时标Tn。二次设备对时精度性能ΔT＝Tr-Tn。在本专利技术中，FPGA内部构建一个32位的定时器，恒温晶振给定时器提供了稳定可靠的时钟，时钟内部DCM倍频为100MHz，定时器的最小分辨率可以达到10ns，保证了系统的精度和可靠性，CPU根据二次设备产生报文的时标及系统接收报文时的时标得到对时精度，为智能变电站运维检修人员开展二次设备对时精度性能测试及评估提供了一种方法。一种智能变电站二次设备对时精度性能检测系统，检测系统内部时钟通过采用铷钟使对时精度小于±1ns，确保检测系统对时精度高于二次设备对时精度；系统采用GPS或BD对时模块，使测试系统时钟与二次设备时钟同步；系统还包括FPGA，FPGA的内部时钟DCM倍频为100MHz，定时器精度为10ns，FPGA还用于记录保存时标Tr；系统还包括DM9000C芯片，FPGA通过驱动DM9000C进行报文的收发，系统能够发送IEC61850规约的SV、GOOSE报文，FPGA是系统实现的核心部分；系统还包括CPU，CPU通过总线和FPGA进行数据通信，CPU能够解析接收到的GO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能变电站二次设备对时精度性能检测方法，其特征在于，所述方法包括一外部检测系统，具体步骤为：/n步骤一、将检测系统与二次设备对时调整至与GPS/BD外部时钟同步；/n步骤二、检测系统通过记录接收二次设备发送报文时标以及解析二次设备发送报文内部时标的方式，获取同一时刻检测系统标识时标和二次设备标识时标；/n步骤三、通过比较同一时刻检测系统标识时标和二次设备标识时标，实现二次设备对时精度性能检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能变电站二次设备对时精度性能检测方法，其特征在于，所述方法包括一外部检测系统，具体步骤为：
步骤一、将检测系统与二次设备对时调整至与GPS/BD外部时钟同步；
步骤二、检测系统通过记录接收二次设备发送报文时标以及解析二次设备发送报文内部时标的方式，获取同一时刻检测系统标识时标和二次设备标识时标；
步骤三、通过比较同一时刻检测系统标识时标和二次设备标识时标，实现二次设备对时精度性能检测。


2.根据权利要求1所述的一种智能变电站二次设备对时精度性能检测方法，其特征在于，所述步骤二中，获取同一时刻检测系统标识时标和二次设备标识时标的步骤如下：
1)、检测系统向二次设备发送一个SV报文或GOOSE报文；
2)、二次设备接收检测系统发送的报文并生成一个新的GOOSE报文，二次设备生成GOOSE报文时会产生一个时标Tn；
3)、二次设备产生的GOOSE报文通过光纤发送给测试系统，检测系统将收到GOOSE报文的第1个bit的精确时标Tr记录保存；
4)、经检测系统解析二次设备反馈的GOOSE报文，得到并保存GOOSE报文内部的时标Tn。


3.根据权利要求2所述的一种智能变电站二次设备对时精度性能检测方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂小智，潘本仁，谢国强，万勇，王冠南，周仕豪，钟逸铭，
申请(专利权)人：国网江西省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36