基于反馈的智能扫描电子式互感器合并单元特性测试方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于反馈的智能扫描电子式互感器合并单元特性检测方法，该方法基于合并单元的反馈信息来动态调整扫描策略，最终模拟出多路的电子式互感器本体数字量信号，破除了互感器本体与合并单元之间通信“半私有”的技术壁垒，能够解决电子式互感器本体和合并单元只能进行整体测试的不足，消除合并单元自身性能无法独立验证与测试所埋下的隐患，为合并单元自身以及电子式互感器整体的技术提高提供重要保障。合并单元多端口的扫描过程基于反馈信息自动判别并调整策略，快速准确且无需人为判别，测试的智能化程度高。
【专利说明】基于反馈的智能扫描电子式互感器合并单元特性测试方法
【技术领域】
[0001]本发明属于智能电网中电子式互感器合并单元(MU)的特性测试领域，针对的测试对象是接收电子式互感器本体数字量信号的合并单元(MU)，涉及的是一种可基于反馈的智能扫描式电子式互感器合并单元特性测试方法。
【背景技术】
[0002]电子式互感器本体和合并单元(以下简称MU)之间通过光纤串行通信传输采样值、互感器状态等信息，当前，由于没有规范和标准对该协议进行标准化，因而传输协议处于“半私有”状态，这就给测试带来了限制，只能将互感器的本体和MU作为一个整体进行性能测试。整体测试固然重要，但是MU作为一个独立运行的设备，其数据同步处理的性能，稳态幅值和相位精度，绝对延时特性，报文输出离散性，软件积分算法的特性，暂态特性等等，都是必须进行独立研究并测试的环节。以整体测试代替单体测试会将MU自身性能无法得到有效验证，存在的问题可能会被整体测试的最终结果掩盖，埋下隐患，当整体测试不达标时，不利于问题的定位和解决，长期来看，会限制MU相关技术的深入发展。随着国内不同厂家的电子式互感器与合并器之间配合使用的情况越来越多，合并单元独立测试的需求越来越急迫，因而，必须对接收电子式互感器本体数字量输入的MU展开独立的性能测试。
[0003]目前国内的电子式互感器本体输出均为光纤串行通信，不同厂家的传输带宽和采样率是有差异的，带宽有1.6Mbit/s、2.0Mbit/s、4.0Mbit/s三种，采样率有每周波80点、100点、200点、256点四种。目前不同厂家的互感器具体采用的何种带宽、何种采样率已经是公开的信息，但是串行数据帧长度、数据帧字节含义、字节位的定义等是各家自定义的且不愿意公开的私有信息，这就是目前的互感器本体与MU之间通信的“半私有”状态，是MU单体测试的最大技术障碍。
[0004]从MU的稳态和暂态特性测试角度来说，最关键的是需要给MU施加一个电子式互感器本体的采样值信息，其他信息内容跟测试无关。如果能够获取到电子式互感器本体发出的数据帧长度，并能找到对应的采样值在数据帧中的偏移位置，则可以对电子式互感器本体的采样值进行模拟发送，按测试试验的要求控制采样值的输出，从而对MU展开各项稳态和暂态特性测试。
【发明内容】
[0005]针对现有技术上的不足，本发明目的在于提出一种可基于反馈的智能扫描电子式互感器合并单元特性测试方法，该方法破除了互感器本体与合并单元之间通信“半私有”的技术障碍，为合并单元自身以及电子式互感器整体的技术提高提供重要保障。
[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案是:
[0007]—种电子式互感器合并单元进行独立测试的测试方法，其方法为:(1)扫描前配置；首先，配置扫描的初始条件，所述初始条件带宽、采样率、帧长的范围，或者已知的奇偶校验、循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check,简称CRC)方式等信息。[0008](2)扫描MU的所有输入端口 ；启动扫描后，PowerPC处理器首先基于MU反馈的通道有效标志位扫描出数据帧长，然后基于MU反馈的通道数据值扫描出交流采样值的偏移地址，依次对MU的所有输入端口完成上述扫描；当至少有一个输入端口扫描成功时，则进入步骤(3)，否则测试结束。
[0009](3) MU的测试阶段；当扫描成功完成后，进入对MU的测试阶段，依据MU特性测试的要求，其MU的测试阶段的方法包括如下:
[0010](3a)稳态测试方法；首先进入稳态测试，在稳态测试时，控制电子式互感器模拟输出的采样值幅值、频率、有效值、相位、谐波、输出通道总数、丢帧率、丢帧方式等所有测试相关信息，并将电该子式互感器模拟输出的信号作为标准信号，将接收到的MU输出采样值信息作为试品信息，完成稳态性能相关的所有测试工作；
[0011](3b)暂态测试，然后，稳态测试完成后进入暂态测试阶段，由测试软件根据MU的具体暂态特性指标，如暂态等级、时间常数、额定对称短路电流倍数等信息配置暂态试验所需的单次通电或双次通电暂态测试量，将输出的量值作为标准源信号，MU输出的采样值作为试品信号，完成暂态相关的性能测试。
[0012]本发明的技术效果是:
[0013]本发明是基于合并单元的反馈信息来动态调整扫描策略，最终模拟出多路的电子式互感器本体数字量信号，破除了互感器本体与合并单元之间通信“半私有”的技术壁垒。并通过多端口的扫描过程基于反馈信息自动判别并调整策略，快速准确且无需人为判别，测试的智能化程度高；其能够定量配置多路电子式互感器本体的模拟输出，为合并单元的各项稳态和暂态测试提供任意所需的采样值信息；而且能够针对电子式互感器合并单元进行独立测试，消除了互感器本体和合并单元整体测试存在的不足，消除合并单元自身性能无法独立测试埋下的隐患，为合并单元自身以及电子式互感器整体的技术提高提供保障。
[0014]此外，硬件架构综合了 PowerPC处理器的强大数据处理与通信能力，以及FPG的强大时序控制与逻辑运算能力，为多端口智能扫描、MU报文解析，稳态和暂态数据处理提供了强有力的保障。该方法不受合并单元具体厂家、型号及输出协议的限制，不受电子式互感器具体原理、厂家及型号的限制，具有极大的通用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本发明；
[0016]图1为本发明基于反馈的智能扫描式电子式互感器合并单元特性测试系统结构示意图；
[0017]图2为本发明测试的流程图；
[0018]图3为本法的单端口数据帧长扫描流程图。
【具体实施方式】
[0019]为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0020]参见图1至图3，本实施例的针对电子式互感器合并单元进行独立测试的测试方法，即一种基于反馈的智能扫描式电子式互感器合并单元特性检测方法，该方法针对的测试对象是接收电子式互感器本体数字量信号的合并单元(MU)，涉及的是一种可以自动模拟电子式互感器本体数字量输出，进而对MU展开各项测试的测试方法，其是基于合并单元的反馈信息来动态调整扫描策略，获取电子式互感器本体发出的数据帧长度，找到对应的采样值在数据帧中的偏移位置，对电子式互感器本体的采样值进行模拟发送，最终模拟出多路的电子式互感器本体数字量信号，破除了互感器本体与合并单元之间通信“半私有”的技术壁垒。合并单元多端口的扫描过程基于反馈信息自动判别并调整策略，快速准确且无需人为判别，测试的智能化程度高。
[0021]本实施例要对电子式互感器的合并单元进行独立测试，必须解决互感器本体与合并单元之间的通信“半私有”问题，以便于对合并单元施加试验量，目前国内所有厂家的通信均为光纤串行通信，光通信器件均为通用收发器件，光波长均为820nm~860nm，光纤均为62.5/125um的多模光纤，光发送和光接收的强度范围也较宽，这使得物理层的连通极为容易。
[0022]目前，电子式互感器串行通信的波特率存在三种情况:1.6Mbit/S、2.0Mbit/S、
4.0Mbit/s，采样率存在四种情况:4kHz、5kHz、IOkHz、12.8kHz。每个字符由11位组成，I个
启动位为“0”，8个数据位，I个奇偶校验位，I个停止位为“I”:
[0023]
【权利要求】
1.一种基于反馈的智能扫描电子式互感器合并单元特性检测方法，其特征在于，其方法为:(I)扫描前配置；首先配置扫描的初始条件； (2)扫描电子式互感器的合并单元的所有输入端口；其方法步骤如下: (2a)启动扫描后，PowerPC处理器首先基于合并单元反馈的通道有效标志位扫描出数据中贞长； (2b) PowerPC处理器然后基于合并单元反馈的通道数据值扫描出交流采样值的偏移地址，依次对合并单元的所有输入端口完成上述扫描；当至少有一个输入端口扫描成功时，则进入步骤(3)，否则测试结束； (3)合并单元的测试阶段；当扫描成功完成后，进入对合并单元的测试阶段，依据合并单元特性测试的要求，其合并单元的测试阶段的方法包括如下: (3a)稳态测试方法:首先进入稳态测试，在稳态测试时，控制电子式互感器模拟输出的所有测试相关信息，并将电该子式互感器模拟输出的信号作为标准信号，将接收到的合并单元的输出采样值信息作为试品信息，完成稳态性能相关的所有测试工作； (3b)暂态测试方法:然后，稳态测试完成后进入暂态测试阶段，由测试软件根据MU的具体暂态特性指标，根据暂态特性指标信息配置暂态测试所需的单次通电或双次通电暂态测试量，将输出的量值作为标准源信号，合并单元输出的采样值作为试品信号，完成暂态相关的性能测试。
2.根据权利要求1 所述的基于反馈的智能扫描电子式互感器合并单元特性检测方法，其特征在于，所述初始条件包括带宽、采样率、帧长的范围，或者已知的奇偶校验、循环冗余校验码方式的信息。
3.根据权利要求1所述的基于反馈的智能扫描电子式互感器合并单元特性检测方法，其特征在于，所述步骤(3a)中，所述测试相关信息包括采样值幅值、频率、有效值、相位、谐波、输出通道总数、丢帧率以及丢帧方式。
4.根据权利要求1所述的基于反馈的智能扫描电子式互感器合并单元特性检测方法，其特征在于，所述步骤(3b))中，上述暂态特性指标信息包括暂态等级、时间常数以及额定对称短路电流倍数。
5.根据权利要求1所述的基于反馈的智能扫描电子式互感器合并单元特性检测方法，其特征在于，所述步骤(3)中，多路电子式互感器模拟输出与合并单元建立起物理层连接，同时接收合并单元的标准输出作为系统的反馈信息；多路电子式互感器的模拟输出由PowerPC处理器完成串行通信数据帧的赋值、奇偶校验、循环冗余校验码校验、帧长控制，以及发送策略的决策工作，多路电子式互感器的模拟输出并通过FPGA完成串行数据物理层时序控制，以及通过闻精度恒温晶振构成系统的同步I旲块，提供FPGA的时序基准，确保串行通信的时序的精确度。
6.根据权利要求1所述的基于反馈的智能扫描电子式互感器合并单元特性检测方法，其特征在于，所述步骤(2a)中，PowerPC处理器基于合并单元反馈的通道有效标志位扫描出数据帧长，其具体方法为:合并单元输出的FT3光纤串行数据或IEC61850-9-1、IEC61850-9-2的光纤以太网数据接收同样通过FPGA来进行接口，FPGA将接收的数据包转给PowerPC处理器，由PowerPC处理器来进行数据包的解包并提取出MU送出的通道有效标志位，通道有效标志位即代表着合并单元所判别的当前电子式互感器本体输入的通道和数据是否正确有效，所以通过MU反馈的有效标志位检测就可以得知当前电子式互感器模拟输出是否正确有效，通过这一闭环反馈，PowerPC处理能够最终确定出正确的数据帧长和校验模式的信息。
7.根据权利要求1所述的一种基于反馈的智能扫描电子式互感器合并单元特性检测方法，其特征在于，所述步骤(2b)中，对合并单元的测试最终是需要给合并单元施加交流采样值信息，无需对数据帧的所有字节含义进行扫描，基于上述数据帧结构扫描成功后，由PowerPC处理器控制模拟输出从初始偏移位置开始施加交流量，通过检测合并单元输出中是否有数据通道存在交流量，得出当前偏移位置是否正确，如果存在多路采样值，则同时得到通道对应关系。
【文档编号】G01R31/00GK103969524SQ201410158862
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日
【发明者】陈刚, 汤汉松, 王忠东, 罗强, 卢树峰, 杨世海, 徐明锐, 陈铭明, 赵双双, 田正其, 吴桥, 林旗 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力科学研究院, 江苏凌创电气自动化股份有限公司