一种用于变电站站系统调试的无线测试系统及测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统测试技术领域，具体地，涉及一种用于站系统调试的无线测试系统及测量方法。
【背景技术】
[0002]继电保护测试(Relay Protect1n Test)又简称继保测试，是确保电力系统安全、可靠运行的一种重要测试步骤。例如在变电站投入运营前或检修时，需要继保测试人员进行二次电压核相测试和带负荷测试，这两项试验都需要采集变电站内多处位置的电压/电流的幅值和角度等参数，进而将这些参数汇聚到分析终端，通过计算确定某处位置的电压/电流相序以及多处位置的相位关系，确保变电站内从一次PT端子箱到二次系统中各装置的电压正确性，以及二次系统的电流正确性。
[0003]现有技术为了实现多处位置的伏安向量(电压/电流的幅值和角度)测量，专利CN200910029430一一《无线高压数字核相仪》提供了一种操作简单、抗干扰能力强的数字式无线核相仪，虽然所述核相仪装置的测量电压范围兼顾了二次电压核相，但是由于X采集器和Y采集器是设计挂在一次输电线路上的，因而它们不能实用于二次电压核相测试中。专利CN201310330490——《二次电压核相装置及核相系统》提供了一种简化核相过程的系统，虽然可以一次测量多处位置的电压，并给出核相结果，但是仍具有如下两个问题:一是没有说明电压合并单元与智能变电站二次电压核相装置之间的通信方式，如果采用有线通信的方式，将违背变电站“简化站内硬接线”的发展趋势；二是没有考虑多个电压合并单元同步测量的问题，不能够充分确保电力系统的三相相序核对正确。专利CN201220589870一一《一种无线核相仪》提供的相序核对结构同样也存在前述的第二问题。前述的几种核相仪及核相结构存在一个共性，即忽略了多个采集单元同步测量的问题，认为多个采集单元的时钟偏移量相差不大，进而忽略了由于时钟偏移所带来的测量误差，最终不能定量的给出试验结果，得不到测试报告。
[0004]综合上述目前核相系统忽略同步测量伏安向量的问题，需要提供一种新型的无线测试系统及测试方法，不但可以保证多个采集终端的同步采集，还可以利用无线传输技术实现控制指令/测量数据的无线交互，方便进行变电站核相和带电负荷实验，从而能够定量得出测试结果，精简实验人员，降低变电站站系统的调试成本。
【发明内容】
[0005]针对上述目前核相系统忽略同步测量伏安向量的问题，本发明提供了一种用于变电站站系统调试的无线测试系统及测量方法，不但可以保证多个采集终端的同步采集，还可以利用无线传输技术实现控制指令/测量数据的无线交互，方便进行变电站核相和带电负荷实验，从而能够定量得出测试结果，精简实验人员，降低变电站站系统的调试成本。
[0006]本发明采用的技术方案，一方面提供了一种用于变电站站系统调试的无线测试系统，其特征在于，包括:分析头端和至少两个采集终端；所述分析头端包括主时钟模块、与主时钟模块连接的第一控制模块和与第一控制模块连接的第一有线通信模块；所述采集终端包括从时钟模块、与从时钟模块连接的第二控制模块和与第二控制模块连接的第二有线通信模块。在所述无线测试系统中，分析头端配置的主时钟模块提供用于同步对时的全局基准时间，采集终端配置的从时钟模块提供用于同步对时的本地自守时间，在使用所述分析终端和采集终端对变电站站系统进行调试之前，分析终端的第一有线通信模块有线连接采集终端的第二有线通信模块，第一控制模块与第二控制模块有线交互用于同步对时的时间信息，完成有线方式的IEEE 1588同步对时，然后依靠采集终端的本地自守时间维持长时间的有效同步，从而使所有采集终端可在同一全局基准时间下同步采集，减小因时钟偏移带来的测试误差，能够定量的得出测试结果。
[0007]具体的，所述主时钟模块包括铷原子钟单元和时钟锁相环单元，用于为第一控制模块提供第一秒脉冲；所述从时钟模块包括恒温晶振单元和时钟锁相环单元，用于为第二控制模块提供第二秒脉冲。所述第一秒脉冲为同步对时提供全局基准时间，第二秒脉冲为同步对时提供本地自守时间。
[0008]具体的，所述第一有线通信模块和第二有线通信模块同时为以太网通信模块、RS485通信模块、RS232通信模块和USB通信模块中的任一一种。
[0009]具体的，所述分析头端还包括第三控制模块、第四控制模块和第一无线收发模块；所述第三控制模块连接第一控制模块和第四控制模块，第四控制模块连接第一无线收发模块。在所述分析头端结构中，第三控制模块用于控制全系统的同步对时和同步采集，并处理从采集终端收集的伏安向量测量参数，定量的给出测试结果，第四控制模块用于控制第一无线收发模块工作，以及调制或解调无线网络的数据包，第一无线收发模块用于发送或接收无线网络的数据包。
[0010]进一步具体的，所述分析头端还包括按键模块和液晶显示模块；所述按键模块连接第三控制模块，液晶显示模块连接第三控制模块。所述液晶显示模块和按键模块提供人机交互界面，不但可以输出显示伏安向量测量结果，还可以配合按键模块在液晶显示模块上绘制伏安向量回路测试图。
[0011]具体的，所述采集终端还包括第五控制模块、模数转换模块、滤波模块、采集接口模块和第二无线收发模块；所述采集接口模块连接滤波模块，滤波模块连接模数转换模块，模数转换模块连接第二控制模块，第二控制模块连接第五控制模块，第五控制模块连接第二无线收发模块。在所述采集终端结构中，采集接口模块用于输入对应位置的伏安向量模拟信号，滤波模块用于滤除伏安向量模拟信号中的杂散信号，模数转换模块用于将伏安向量模拟信号转换成数字化的伏安向量测量参数，第二控制模块还用于执行同步采集，以及存储数字化的伏安向量测量参数，第五控制模块用于控制第二无线收发模块工作，以及调制或解调无线网络的数据包，第二无线收发模块用于发送或接收无线网络的数据包。
[0012]进一步具体的，所述采集终端为电压采集终端或电流采集终端；所述电压采集终端中采集接口模块包括保护单元和电压接口单元，电压接口单元连接保护单元，保护单元连接滤波模块；所述电流采集终端中采集接口模块包括电流接口单元，电流接口单元连接滤波模块。所述电压接口单元用于外接对应位置的电压回路，向电压采集终端输入电压模拟信号，保护单元用于防止过高电压模拟信号输入电压采集终端，保护电压采集终端安全使用；所述电流接口单元用于外接对应位置的电流回路，向电流采集终端输入电流模拟信号。
[0013]本发明采用的技术方案，另一方面提供了一种用于变电站站系统调试的无线测量方法，其特征在于，包括:采用有线的IEEE 1588同步对时方式，对分析头端和至少两个采集终端进行同步对时；在变电站站系统中布置所述分析头端和采集终端；使用分析头端向采集终端下发采集指令，控制采集终端采集伏安向量测量参数；使用分析头端对采集终端进行无线轮询，收集伏安向量测量参数；使用分析头端处理伏安