一种保证电子式互感器数字输出一致性的方法
【专利摘要】本发明涉及一种保证电子式互感器数字输出一致性的方法。所述的电子式互感器包括传感器、转换器、传输光纤及合并单元等部件。其数字输出的一致性包括幅值精度、相位精度及固定延时等特性的一致。本发明通过将各参数存储在转换器和合并单元中，并通过转换器与合并单元间的通信完成参数确认和同步，在合并单元中根据参数对数字量进行修正，达到电子式互感器整体性能一致的目的。该方法预设性强，出厂后无需人为写入参数，操作简单，非常易于维修或更换，且参数分别存储于两处，可靠性高。
【专利说明】一种保证电子式互感器数字输出一致性的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力领域，尤其是一种保证电子式互感器数字输出一致性的方法。
技术背景
[0002]目前，随着智能电网的发展，智能变电站越来越多，电子式互感器是其中重要组成部分。电子式互感器主要由传感器和转换器及合并单元组成。由于生产工艺局限等原因，传感器的输出特性较难保证完全一致，且由于转换器的模拟调理电路偏差及AD转换延时等原因，信号转换为数字信号后会出现一定的比差和相位差。为了保证电子式互感器整体精度能到达要求，则需要在合并单元中对偏差进行补偿标定。而标定之后需保持传感器、转换器与合并单元乃至合并单元的数据通道保持一一对应，否则将出现混淆，导致精度下降。这将造成电子式互感器出厂之后的工程安装以及维护更换操作复杂且容易出现错误。
【发明内容】
[0003]为了克服电子式互感器在出厂之后的工程安装以及维护更换过程中操作复杂且容易出错的问题，本发明提供一种保证电子式互感器数字输出一致性的方法，现场仅需对合并单元命令操作，无需手动配置参数及现场调试或者校验，即可完成安装或更换，并保证电子式互感器数字输出一致。
[0004]为实现以上发明目的，本发明提出以下技术方案:一种保证电子式互感器数字输出一致性的方法，其不同之处在于:其方法包括以下步骤:
[0005]步骤I)、单独测试传感器，记录其实际输出与额定输出的偏差，记为Ks ；
[0006]步骤2)、单独测试转换器，记录其输出的偏移，记为Kc ；
[0007]步骤3)、转换器接收从上位机通过过合并单元传送过来的数据，即测试得到的两组偏差补偿系数Ks和Kc，并保存在非易失性存储芯片中；
[0008]步骤4)、传感器和转换器组合后，转换器通过光纤将实时采样数字信号传送给合并单元，同时在同一链路层的数据帧内将产品编号ID及补偿系数一并传送给合并单元；
[0009]步骤5)、合并单元第一次连接时通过接收上位机的上传命令，接收转换器发送的产品编号及补偿系数，并保存在特定的非易失性存储芯片中；
[0010]步骤6)、合并单元读取自身的非易失性存储芯片中的产品编号和补偿系数，同时接收来自转换器的数字信号，确认接收到的产品编号和补偿系数是否与本身存储芯片中的一致；如果一致，则根据补偿系数对信号进行补偿，达到数字输出的一致性；如果不一致，则输出告警信号；
[0011]步骤7)、如果需要更换转换器，连接光纤后，合并单元通过接收上位机的下载命令，将传感器的补偿系数Ks重新写入转换器，再通过接收上位机的上传命令将转换器的编号ID和补偿系数Kc保存到合并单元中；如果需要更换合并单元，连接光纤后重复步骤5)和6)。
[0012]按以上方案，所述步骤中的合并单元由转发器代替，通过转发器输出一致的数字信号，接入合并单元或者需要信号的二次装置。
[0013]按以上方案，所述步骤3 )中的转换器通过光通讯模块接收来自合并单元或者转发器的补偿系数并保存。
[0014]按以上方案，所述步骤4)和步骤5)中的合并单元或者转发器接收上传或者下载指令并通过光通讯模块进行相应参数的接收或发送。
[0015]按以上方案，所述步骤7)中的传感器和转换器的系数是独立的，分别在合并单元与转换器之间进行传输。
[0016]本发明的优点在于:本发明是基于下述装置实现的:一次传感器、含有EEPR0M、Flash等非易失性存储芯片的转换器、含有EEPROM、Flash等非易失性存储芯片的合并单元、转换器和合并单元之间的一对收发光纤；该方法中，传感器和转换器的误差补偿系数均保存到转换器的非易失存储芯片中；第一次使用时将产品信息及补偿系数一并传给合并单元；合并单元存储信息。使用过程中，不论需要更换转换器或者合并单元，都可以得到原始系统补偿系数，根据这组数据和更换设备新的误差值计算出现有系统误差补偿系数。通过这种方法，可以保证电子式互感器数字输出的一致性，有效避免工程使用过程中因设备更换引起的系统误差。电子式互感器在出厂之前即完成最大程度的预设，在现场操作时仅需对合并单元下达相应命令，无需手动配置参数及现场调试或者校验，即可完成安装或更换，并保证电子式互感器数字输出一致。该方法操作简单方便，大大减少工程现场的工作量。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例电子式互感器组成原理图；
[0018]图2为本发明实施例保证电子式互感器数字输出一致性的方法的流程图；
[0019]图3为本发明实施例传感器偏差检测方法的示意图；
[0020]图4为本发明实施例转发器偏差检测方法的示意图；
[0021]图5为本发明实施例转换器中软件的流程图；
[0022]图6为本发明实施例合并单元中软件的流程图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0024]首先从总体上描述下本发明【具体实施方式】:一种保证电子式互感器数字输出一致性的方法，其方法包括以下步骤:
[0025]步骤I)、单独测试传感器，记录其实际输出与额定输出的偏差，记为Ks ；
[0026]步骤2)、单独测试转换器，记录其输出的偏移，记为Kc ；
[0027]步骤3)、转换器接收从上位机通过过合并单元传送过来的数据，即测试得到的两组偏差补偿系数Ks和Kc，并保存在非易失性存储芯片中；
[0028]步骤4)、传感器和转换器组合后，转换器通过光纤将实时采样数字信号传送给合并单元，同时在同一链路层的数据帧内将产品编号ID及补偿系数一并传送给合并单元；
[0029]步骤5)、合并单元第一次连接时通过接收上位机的上传命令，接收转换器发送的产品编号及补偿系数，并保存在特定的非易失性存储芯片中；
[0030]步骤6)、合并单元读取自身的非易失性存储芯片中的产品编号和补偿系数，同时接收来自转换器的数字信号，确认接收到的产品编号和补偿系数是否与本身存储芯片中的一致；如果一致，则根据补偿系数对信号进行补偿，达到数字输出的一致性；如果不一致，则输出告警信号；
[0031]步骤7)、如果需要更换转换器，连接光纤后，合并单元通过接收上位机的下载命令，将传感器的补偿系数Ks重新写入转换器，再通过接收上位机的上传命令将转换器的编号ID和补偿系数Kc保存到合并单元中；如果需要更换合并单元，连接光纤后重复步骤5)和6)。
[0032]进一步的，所述步骤中的合并单元可以由转发器代替，通过转发器输出一致的数字信号，接入合并单元或者需要信号的二次装置。
[0033]进一步的，所述步骤3)中的转换器可以通过光通讯模块接收来自合并单元或者转发器的补偿系数并保存。
[0034]进一步的，所述步骤4)和步骤5)中的合并单元或者转发器接收上传或者下载指令并通过光通讯模块进行相应参数的接收或发送。
[0035]进一步的，所述步骤7)中的传感器和转换器的系数可以是独立的，分别在合并单兀与转换器之间进行传输。
[0036]如图1所示，本发明所述的保证电子式互感器数字输出一致性的方法，它是基于下述装置实现的:电流传感器或电压传感器、含有EEPR0M、Flash等非易失性存储芯片的转换器、含有EEPROM、Flash等非易失性存储芯片的合并单元、转换器和合并单元之间的一对收发光纤。
[0037]以下结合图2作进一步的描述，其具体步骤如下:
[0038]步骤I)、单独测试传感器，如图3所示，将传感器安装在一次上，其输出的模拟量接入互感器校验仪，同时将标准互感器也与一次相连，输出的标准模拟量也接入互感器校验仪，在一次导体上施加额定电压或额定电流，通过校验仪检测传感器的偏差，包括幅值偏差和相位差。
[0039]步骤2)、单独测试转换器，如图4所示，取标准的传感器，将其标准输出接入转换器，取已知自身固定延时的合并单元，将转换器的数字信号接入合并单元，将合并单元的数字输出接入电子式互感器校验仪，同样将标准互感器的输出也接入电子式互感器校验仪，在一次导体上施加额定电压或额定电流，通过校验仪检测合并单元输出信号的偏差，包括幅值偏差和相位差，其中相位偏差需减去合并单元固定延时造成的相位差，余下的相位差即包括转换器的信号调理电路造成的相位偏移、AD转换和数字处理造成的固定延时引起的相位差。
[0040]步骤3)、根据上述2步测试得到的两组偏差，可计算出各自的补偿系数，分别记为传感器补偿系数Ks和转换器补偿系数Kc，合并单元通过调试口与上位机通信，接收下载命令后将所有补偿系数组成表2帧格式并经过光通讯模块将补偿系数下载到转换器中，转换器接收系数并保存在非易失性存储芯片中(内部执行图5的流程)，由于定标系数为有符号浮点数，而存储芯片仅存储16位的二进制数据，故为实现统一，合并单元需对定标系数进行一定处理，因系数有效小数位为4位，故将系数放大10000倍后取其整数部分即可，因有符号16位数据的范围为-32768至32767，故其定标系数范围限定为-3.2768至3.2767。
[0041]步骤4)、将传感器和转换器组合后，转换器即通过光通讯模块将数字信号通过表I的帧格式传送给合并单元，同时将传感器和转换器的产品编号及补偿系数放入同一数据帧内一并传送给合并单元。
[0042]步骤5)、合并单元第一次连接转换器时，接收上位机发出的上传命令，合并单元即接收传感器和转换器的产品编号及补偿系数，并保存在非易失性存储芯片中。
[0043]步骤6)、合并单元继续接收来自转换器的数字信号，同时判断接收到的数据包中的产品信息和补偿系数是否与合并单元本身存储芯片中的系数是否一致；如果一致，则根据补偿系数对信号进行补偿，达到数字输出的一致性，满足电子式互感器的整体精度要求，电子式互感器开始正常运行。如果不一致，则输出告警信号并执行步骤7)或步骤8)。
[0044]步骤7)、如果更换转换器，则在更换后连接光纤，合并单元通过接收下载命令将传感头的补偿系数Ks重新写入转换器，再通过接收上传命令将转换器的信息ID和补偿系数Kc保存到合并单元中。
[0045]步骤8)、如果更换合并单元，则在更换后连接光纤，重复步骤5)和6)。
[0046]具体的，转换器与合并单元之间传输的产品信息及补充系数是基于链路层数据帧进行交换。表I为转换器向合并单元发送数据的帧格式。表2为合并单元向转换器发送数据的帧格式。
【权利要求】
1.一种保证电子式互感器数字输出一致性的方法，其特征在于:其方法包括以下步骤: 步骤I)、单独测试传感器，记录其实际输出与额定输出的偏差，记为Ks ； 步骤2)、单独测试转换器，记录其输出的偏移，记为Kc ； 步骤3)、转换器接收从上位机通过过合并单元传送过来的数据，即测试得到的两组偏差补偿系数Ks和Kc，并保存在非易失性存储芯片中； 步骤4)、传感器和转换器组合后，转换器通过光纤将实时采样数字信号传送给合并单元，同时在同一链路层的数据帧内将产品编号ID及补偿系数一并传送给合并单元； 步骤5)、合并单元第一次连接时通过接收上位机的上传命令，接收转换器发送的产品编号及补偿系数，并保存在特定的非易失性存储芯片中； 步骤6)、合并单元读取自身的非易失性存储芯片中的产品编号和补偿系数，同时接收来自转换器的数字信号，确认接收到的产品编号和补偿系数是否与本身存储芯片中的一致；如果一致，则根据补偿系数对信号进行补偿，达到数字输出的一致性；如果不一致，则输出告警信号； 步骤7)、如果需要更换转换器，连接光纤后，合并单元通过接收上位机的下载命令，将传感器的补偿系数Ks重新写入转换器，再通过接收上位机的上传命令将转换器的编号ID和补偿系数Kc保存到合并单元中；如果需要更换合并单元，连接光纤后重复步骤5)和6)。
2.如权利要求1所述的保证电子式互感器数字输出一致性的方法，其特征在于:所述步骤中的合并单元由转发器代替，通过转发器输出一致的数字信号，接入合并单元或者需要信号的二次装置。
3.如权利要求1所述的保证电子式互感器数字输出一致性的方法，其特征在于:所述步骤3)中的转换器通过光通讯模块接收来自合并单元或者转发器的补偿系数并保存。
4.如权利要求1所述的保证电子式互感器数字输出一致性的方法，其特征在于:所述步骤4)和步骤5)中的合并单元或者转发器接收上传或者下载指令并通过光通讯模块进行相应参数的接收或发送。
5.如权利要求1所述的保证电子式互感器数字输出一致性的方法，其特征在于:所述步骤7)中的传感器和转换器的系数是独立的，分别在合并单元与转换器之间进行传输。
【文档编号】H02J13/00GK103762721SQ201410004670
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月6日 优先权日:2014年1月6日
【发明者】刘立斌, 李晓, 方兵, 朱宝, 崔新友, 易佳, 黄 俊 申请人:武汉烽火富华电气有限责任公司