提高继电保护装置采样间隔精准度的方法、模块和设备制造方法及图纸

一种提高继电保护装置采样间隔精准度的方法及执行该方法的采样输出模块和采样设备，首先，由标准时间源作为对时源，接收标准时间源并解析出对时秒脉冲，获取精确的起始时刻；其次，根据完全存在对时源、前期存在对时源后期缺失对时源以及完全缺失对时源的情况，计算获得守时秒脉冲；再次，在对时源完全正常的情况下，通过秒脉冲间隔循环计数、锁存以及比较计算出本地时钟秒脉冲与对时秒脉冲之间的频率偏差；然后，根据守时秒脉冲并通过在采样间隔中循环计数、锁存以及比较计算出重采样脉冲与对时秒脉冲的相位偏差；最后，整合频率偏差与相位偏差获得整合偏差，将整合偏差补偿在采样间隔中循环计数的计数点中输出重采样脉冲，提高精确度。提高精确度。提高精确度。

【技术实现步骤摘要】
提高继电保护装置采样间隔精准度的方法、模块和设备


[0001]本专利技术涉及数字化变电站继电保护产品
，具体涉及一种提高继电保护装置采样间隔精准度的方法、采样输出模块和采样设备。

技术介绍

[0002]对于数字化变电站，采样值都是离散的点，原始采样数据的离散值直接关系到保护算法的准确性，进而影响了继电保护装置的误动情况及测量装置计算的准确性，因此保证继电保护装置采样时刻的精准性和采样间隔的均匀性相当重要，其中，影响采样时刻的精准性的因素有秒脉冲的起始时刻和重采样脉冲时刻的偏差，影响采样间隔均匀的重要因素包括：装置在有对时的同步状态下和无对时的失步状态下采样间隔是否均匀，以及在同步和失步切换过程中采样脉冲的均匀性。如此，提高采样值间隔精准度，要从两个方面进行，首先要保证在有对时源的情况下，采样时刻和对时脉冲时刻的一致性，其次不管装置是否对时都要保证采样间隔的均匀性，再次是在同步和失步切换状态下，采样间隔不能出现大的跳变。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种在同步、失步以及同步与失步切换状态下能提高继电保护装置采样间隔精准度的方法及执行该方法的采样输出模块和采样设备。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]一种提高继电保护装置采样间隔精准度的方法，包括如下步骤：
[0006]步骤S1：由标准时间源作为对时源，接收标准时间源并解析出对时秒脉冲，获取精确的起始时刻；
[0007]步骤S2：根据完全存在对时源、前期存在对时源后期缺失对时源以及完全缺失对时源的情况，计算获得守时秒脉冲；
[0008]步骤S3：在对时源完全正常的情况下，通过秒脉冲间隔循环计数、锁存以及比较计算出本地时钟秒脉冲与对时秒脉冲之间的频率偏差；
[0009]步骤S4：根据步骤S2中所获守时秒脉冲并通过在采样间隔中循环计数、锁存以及比较计算出重采样脉冲与对时秒脉冲的相位偏差；
[0010]步骤S5；整合频率偏差与相位偏差获得整合偏差，将整合偏差补偿在采样间隔中循环计数的计数点中输出重采样脉冲。
[0011]优选的，在步骤S3中，由秒间隔循环计数器进行周期循环计数，每个周期内计数值为X，每秒钟计数N次，当前本地时钟秒脉冲起始时刻的计数值清零，在对时秒脉冲到来时刻锁存秒循环间隔计数值ΔX，并根据循环计数X、计数值ΔX以及本地时钟周期T的关系计算本地时钟秒脉冲与对时秒脉冲之间的频率偏差Δx，并将秒间隔循环计数器再次清零，通过与第一阈值参数比较判断频率的偏差方向。
[0012]优选的，第一阈值参数设置为X/2，当ΔX≤(X/2)时，表示本地时钟秒脉冲比对时秒脉冲的频率快，频率偏差Δx为正向偏差，频率偏差Δx为计数值ΔX与本地时钟周期T的乘积；当Δx＞(X/2)时，表示本地时钟秒脉冲比对时秒脉冲的频率慢，频率偏差Δx为反向偏差，频率偏差Δx为计数值(X
‑
Δx)与本地时钟周期T的乘积。
[0013]优选的，在步骤S4中，由采样间隔循环计数器进行周期循环计数，每个周期的计数值为Y，每秒钟计数N1次，在当前重采样脉冲起始时刻将采样间隔循环计数器清零，在下一个守时秒脉冲时刻到来时锁存采样间隔循环计数器的计数值ΔY，并根据循环计数Y、计数值ΔY以及本地时钟周期T的关系计算重采样脉冲和对时秒脉冲之间的相位偏差Δy，通过与第二阈值参数比较判断相位的偏差方向。
[0014]优选的，所述第二阈值参数设置为Y/2，当ΔY≤(Y/2)时，表示重采样脉冲比对时秒脉冲的产生时刻早，相位偏差Δy为正向偏差，相位偏差Δy为计数值ΔY与本地时钟周期T的乘积；当ΔY＞(Y/2)时，表示重采样脉冲比对时秒脉冲的产生时刻晚，相位偏差Δy为反向偏差，相位偏差Δy为计数值Y
‑
ΔY与本地时钟周期T的乘积。
[0015]优选的，在步骤S5中，结合频率偏差以及相位偏差的大小以及方向整合得到偏差值Δz并判断偏差值Δz属于正向偏差还是反向偏差，由偏差值Δz作为整合偏差相对均匀的补偿到采样间隔中循环计数的任意ΔZ个计数点中，计数点ΔZ为偏差值Δz与本地时钟周期的比值。
[0016]优选的，当频率偏差与相位偏差为同一方向，则偏差值Δz为频率偏差与相位偏差之和，偏差值Δz为正向偏差或反向偏差；
[0017]当频率偏差与相位偏差为相反方向，且频率偏差大于相位偏差时，偏差值Δz为频率偏差与相位偏差之差，偏差值Δz与频率偏差同为正向偏差或反向偏差；
[0018]当频率偏差与相位偏差为相反方向且大小相等时，偏差值Δz为零；
[0019]当频率偏差与相位偏差为相反方向，且相位偏差大于频率偏差时，偏差值Δz为相位偏差与频率偏差之差，偏差值Δz与相位偏差同为正向偏差或反向偏差。
[0020]优选的，在未补偿之前，重采样脉冲以P为间隔输出，以每秒钟N1点进行采样，在N1个采样点中选出前ΔZ个采样点进行相补偿，
[0021]若Δz为正向偏差，则前ΔZ个采样点的采样脉冲按照P+1的间隔输出，其余采样点按照P的间隔输出；
[0022]若Δz为反向偏差，则前ΔZ个采样点的采样脉冲按照P
‑
1的间隔输出，其余采样点按照P的间隔输出。
[0023]优选的，在步骤S2中，在完全存在对时源时，由对时秒脉冲替代守时秒脉冲；
[0024]在前期存在对时源而后期不存在对时源时，在对时源正常时，对N3个对时秒脉冲的间隔进行总计数S，通过将总计数S与N3做除法获得对时情况下的平均计数值M及余数ΔM，在对时源异常，按照计数M的间隔输出守时秒脉冲，每N3个秒脉冲为一个周期，选取一个周期中ΔM个计数以M+1的间隔输出秒脉冲，达到余数补偿；
[0025]在完全不存在对时源时，对本地时钟计数，当计数时间达到1秒时输出守时秒脉冲。
[0026]一种采样输出模块，包括计数器、比较器、锁存器以及偏差整合单元，由计数器、比较器、锁存器以及偏差整合单元相互配合执行如上所述的提高继电保护装置采样间隔精准
度的方法。
[0027]进一步，还包括计算秒脉冲平均间隔单元和锁存秒脉冲平均间隔单元，由计算秒脉冲平均间隔单元接收对时秒脉冲，并与锁存秒脉冲平均间隔单元配合产生守时秒脉冲。
[0028]进一步，所述计数器包括秒间隔循环计数器和采样间隔循环计数器，比较器包括第一阈值比较器和第二阈值比较器，锁存器包括第一偏差锁存器和第二偏差锁存器，所述秒间隔循环计数器接收对时秒脉冲，由秒间隔循环计数器、第一阈值比较器以及第一偏差锁存器配合计算本地时钟秒脉冲与对时秒脉冲之间的频率偏差，采样间隔循环计数器接收守时秒脉冲，由采样间隔循环计数器、第二阈值比较器以及第二偏差锁存器配合计算重采样脉冲与对时秒脉冲之间相位偏差，偏差整合单元将频率偏差以及相位偏差整合后输入采样间隔循环计数器进行补偿，由采样间隔循环计数器输出重采样脉冲。
[0029]本专利技术还提供一种采样设备，包括存储器和处理器，所述处理器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高继电保护装置采样间隔精准度的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1：由标准时间源作为对时源，接收标准时间源并解析出对时秒脉冲，获取精确的起始时刻；步骤S2：根据完全存在对时源、前期存在对时源后期缺失对时源以及完全缺失对时源的情况，计算获得守时秒脉冲；步骤S3：在对时源完全正常的情况下，通过秒脉冲间隔循环计数、锁存以及比较计算出本地时钟秒脉冲与对时秒脉冲之间的频率偏差；步骤S4：根据步骤S2中所获守时秒脉冲并通过在采样间隔中循环计数、锁存以及比较计算出重采样脉冲与对时秒脉冲的相位偏差；步骤S5；整合频率偏差与相位偏差获得整合偏差，将整合偏差补偿在采样间隔中循环计数的计数点中输出重采样脉冲。2.根据权利要求1所述的一种提高继电保护装置采样间隔精准度的方法，其特征在于：在步骤S3中，由秒间隔循环计数器进行周期循环计数，每个周期内计数值为X，每秒钟计数N次，当前本地时钟秒脉冲起始时刻的计数值清零，在对时秒脉冲到来时刻锁存秒循环间隔计数值ΔX，并根据循环计数X、计数值ΔX以及本地时钟周期T的关系计算本地时钟秒脉冲与对时秒脉冲之间的频率偏差Δx，并将秒间隔循环计数器再次清零，通过与第一阈值参数比较判断频率的偏差方向。3.根据权利要求2所述的一种提高继电保护装置采样间隔精准度的方法，其特征在于：第一阈值参数设置为X/2，当ΔX≤(X/2)时，表示本地时钟秒脉冲比对时秒脉冲的频率快，频率偏差Δx为正向偏差，频率偏差Δx为计数值ΔX与本地时钟周期T的乘积；当Δx＞(X/2)时，表示本地时钟秒脉冲比对时秒脉冲的频率慢，频率偏差Δx为反向偏差，频率偏差Δx为计数值(X
‑
Δx)与本地时钟周期T的乘积。4.根据权利要求1所述的一种提高继电保护装置采样间隔精准度的方法，其特征在于：在步骤S4中，由采样间隔循环计数器进行周期循环计数，每个周期的计数值为Y，每秒钟计数N1次，在当前重采样脉冲起始时刻将采样间隔循环计数器清零，在下一个守时秒脉冲时刻到来时锁存采样间隔循环计数器的计数值ΔY，并根据循环计数Y、计数值ΔY以及本地时钟周期T的关系计算重采样脉冲和对时秒脉冲之间的相位偏差Δy，通过与第二阈值参数比较判断相位的偏差方向。5.根据权利要求4所述的一种提高继电保护装置采样间隔精准度的方法，其特征在于：所述第二阈值参数设置为Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏东平，张进，尹中明，朱超，
申请(专利权)人：上海正泰自动化软件系统有限公司，
类型：发明
国别省市：