一种电子式互感器的内部状态量监测方法
【专利摘要】本发明提供了一种电子式互感器的内部状态量监测方法，包括将包含有多个内部状态量的状态帧发送至合并单元；合并单元将所述状态帧发送至上位机，或者解析状态帧后将解析后的数据发送至上位机；上位机解析状态帧，并依据解析后的数据判断电子式互感器是否发生故障。与现有技术相比，本发明提供的一种电子式互感器的内部状态量监测方法，能够将电子式互感器的多种内部状态量，包含开关量和模拟量通过合并单元实时传送至上位机，从而及时准确甄别电子式互感器的故障类型。
【专利说明】
_种电子式互感器的内部状态量监测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电力系统一次设备在线监测技术领域，具体涉及一种电子式互感器的 内部状态量监测方法。
【背景技术】
[0002] 电子式互感器作为在过程层中的智能装置，是电网运行数据的采集源头，其精度、 可靠性、稳定性对电网的运行起到了非常重要的作用。由于电子式互感器包含激光器、光 纤、电子器件等诸多元件，结构复杂，可靠性相对较差，因此需要经常维修或更换。通过对电 子式互感器内部状态量进行监测，可实时对电子式互感器的工作状态进行评价，掌握其运 行情况，从而减少设备停运，同时也可替代设备的定期巡检，节省人力成本。
[0003] 目前一些电子式互感器具备内部状态监测功能，当发生故障时能够通过合并单元 发送告警信号以便提示运维人员及时维修，例如检测到内部光强降低至门限值以下，内部 温度传感器异常等，但这些电子式互感器进行内部状态监测时合并单元只传送开关量，无 法直接传送电子式互感器的模拟量，因此只能将电子式互感器内部状态量合成一个总告警 信号，导致监测人员无法判断电子式互感器的故障类型，进而延误故障维修时间，降低电子 式互感器的应用可靠性。
【发明内容】
[0004] 为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种电子式互感器的内部状态量监测方 法和一种合并单元。
[0005] 本发明的技术方案是：
[0006] 所述内部状态量包括所述电子式互感器内部的开关状态量和/或模拟状态量，所 述内部状态量监测方法包括：
[0007] 将包含有多个所述内部状态量的状态帧发送至合并单元；
[0008] 所述合并单元将所述状态帧发送至上位机，或者解析所述状态帧后将解析后的数 据发送至所述上位机；
[0009] 所述上位机解析所述状态帧，并依据解析后的数据判断所述电子式互感器是否发 生故障。
[0010] 本发明进一步提供的优选技术方案为:所述将包含有多个内部状态量的状态帧发 送至合并单元之前包括：
[0011]将报文帧格式中的备用字节设置为用于传送所述内部状态量的状态字节;所述电 子式互感器每帧同时传送一个时刻的米样值和一个所述状态字节；
[0012] 将所述状态字节按照时间顺序排列组成状态流，所述状态流由多个固定长度的状 态帧组成；
[0013] 将所述状态流的多个固定长度的状态帧顺次发送至所述合并单元。
[0014] 本发明进一步提供的优选技术方案为：
[0015] 所述状态字节的长度至少为一个字节；
[0016] 所述状态帧的固定长度至少为一个字节，所述状态帧的一个字节包含一个所述内 部状态量。
[0017] 本发明进一步提供的优选技术方案为:所述状态帧仅包含开关状态量，或者仅包 含模拟状态量，或者包含至少一个开关状态量及至少一个模拟状态量。
[0018] 本发明进一步提供的优选技术方案为:所述将报文帧格式中的备用字节设置为用 于传送内部状态量的状态字节的过程中采用FT3报文帧格式。
[0019] 本发明进一步提供的优选技术方案为：所述合并单元将状态帧发送至上位机包 括：
[0020] 所述合并单元通过报文帧格式中未占用的字节传送所述状态帧，所述未占用的字 节至少为一个字节；
[0021] 本发明进一步提供的优选技术方案为:所述合并单元解析状态帧后将解析后的数 据发送至上位机包括：
[0022] 所述合并单元对所述状态帧解析，将解析后的数据通过报文帧格式中未占用的字 节传送至所述上位机，所述未占用的字节至少为一个字节。
[0023] 本发明进一步提供的优选技术方案为:所述合并单元通过报文帧格式中未占用的 字节传送状态帧或者解析后的数据的过程中均采用SV报文帧格式或者GOOSE帧格式。
[0024] 本发明进一步提供的优选技术方案为:所述上位机包括网络报文分析仪或者电子 式互感器状态监测IED。
[0025] 与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0026] 1、本发明提供的一种电子式互感器的内部状态量监测方法，将包含有多个内部状 态量的状态帧发送至合并单元，充分发挥了时分复用技术，只利用1个字节就能够上传多种 内部状态量，占用资源少，同时节省了电子式互感器模拟量收发模块和单独的通讯光缆等 硬件投资，降低产品成本；
[0027] 2、本发明提供的一种电子式互感器的内部状态量监测方法，合并单元采用报文帧 格式中未占用字节传输状态帧或者解析后的数据，不改变报文帧格式的原有定义格式，便 于软件设计；
[0028] 3、本发明提供的一种电子式互感器的内部状态量监测方法，合并单元将状态帧发 送至上位机或者解析状态帧后将解析后的数据发送至上位机，实现了对电子式互感器的状 态数据实时传输，能够取消对电子式互感器一次设备的定期巡检，提高了生产力。
【附图说明】
[0029]图1:本发明实施例中一种电子式互感器的内部状态量监测方法示意图；
[0030]图2:本发明实施例中一种电子式互感器的内部状态量监测方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0031]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032] 下面分别结合附图，对本发明实施例提供的一种电子式互感器的内部状态量监测 方法进行说明。
[0033] 图1为本发明实施例中一种电子式互感器的内部状态量监测方法示意图，如图所 示，本实施例中电子式互感器内部的开关状态量和模拟状态量均通过合并单元发送至上位 机。本实施例中开光状态量可以包含参数校验错误、软件错误、硬件错误、激光器故障、电压 超限等开关量，模拟状态量可以包含采集器温度、接收光功率、激光器驱动电流、激光器致 冷电流、激光器芯片温度、电路板各个电源轨电压值等模拟量。同时本实施例中电子式互感 器为电子式互感器。
[0034]图2位本发明实施例中一种电子式互感器的内部状态量监测方法流程示意图，如 图所示，本实施例中内部状态量监测方法包括下述步骤：
[0035]步骤S101:将包含有多个内部状态量的状态帧发送至合并单元。
[0036]本实施例中电子式互感器将状态帧发送至合并单元的具体步骤为：
[0037] (1)电子式互感器将报文帧格式中的备用字节设置为用于传送内部状态量的状态 字节，同时电子式互感器每帧同时传送一个时刻的米样值和一个状态字节。本实施例中状 态字节的长度至少为一个字节，即状态字节可以是一个字节、两个字节或者多个字节。
[0038] 本实施例中将报文帧格式中的备用字节设置为用于传送内部状态量的状态字节 的过程中采用FT3报文帧格式，同时可以采用其他报文格式。本实施例中FT3报文帧格式如 表1所示：
[0039] 表 1
[0040]
[0041] (2)电子式互感器将状态字节按照时间顺序排列组成状态流，状态流由多个固定 长度的状态帧组成。本实施例中状态帧的固定长度至少为一个字节，状态帧的一个字节包 含一个内部状态量。状态帧包含的内部状态量类型包括三种情况：
[0042] 1、该状态帧仅包含开关状态量；
[0043] 2、该状态帧仅包含模拟状态量；
[0044] 3、该状态帧包含至少一个开关状态量及至少一个模拟状态量。
[0045] 例如，状态帧的固定长度为一个字节时，该状态帧包含一个内部状态量，即该状态 帧包含一个开关状态量或者一个模拟状态量;状态帧的固定长度为两个字节时，该状态帧 包含两个内部状态量，即该状态帧包含一个开关状态量和一个模拟状态量，或者两个开关 状态量，或者两个模拟状态量。
[0046] 本实施例中状态帧格式如表2所示：
[0047] 表 2
[0050]通过表2可知，本实施例中状态帧包括起始符、用户数据和CRC校验，其中内部状态 量包括采集器温度、接收光功率、激光器驱动电流、激光器致冷电流、激光器芯片温度、+ 3.3V电压、+1.9V电压和+1.2V电压。
[0051] (3)电子式互感器将状态流的多个固定长度的状态帧顺次发送至合并单元。
[0052]本实施例中将包含有多个内部状态量的状态帧发送至合并单元，充分发挥了时分 复用技术，只利用1个字节就能够上传多种内部状态量，占用资源少，同时节省了电子式互 感器模拟量收发模块和单独的通讯光缆等硬件投资，降低产品成本。
[0053]步骤S102:合并单元将状态帧发送至上位机，或者解析状态帧后将解析后的数据 发送至上位机。
[0054]本实施例中合并单元通过报文帧格式中未占用的字节传送状态帧，未占用的字节 至少为一个字节。同时，合并单元对状态帧解析，将解析后的数据通过报文帧格式中未占用 的字节传送至上位机，未占用的字节至少为一个字节。在上述传输过程中均采用SV报文帧 格式或者GOOSE帧格式。其中表3示出了 SV报文帧格式：
[0055]表 3
[0058] 通过表3可知，本实施例中电子式互感器的内部状态量通过SV报文的品质位进行 上传，该品质位由32位数组成，未被占用的字节为Bitl6~Bit23,因此状态帧或解析后的数 据通过Bitl6~Bit23位传输。
[0059] 本实施例中合并单元将状态帧发送至上位机或者解析状态帧后将解析后的数据 发送至上位机，实现了对电子式互感器的状态数据实时传输，能够取消对电子式互感器一 次设备的定期巡检，提高了生产力。同时，合并单元采用报文帧格式中未占用字节传输状态 帧或者解析后的数据，不改变报文帧格式的原有定义格式，便于软件设计。
[0060] 步骤S103:上位机解析状态帧，并依据解析后的数据判断电子式互感器是否发生 故障。
[0061] 本实施例中上位机包括网络报文分析仪或者电子式互感器状态监测IED，网络报 文分析仪或者电子式互感器状态监测IED能够是实时准确监测电子式互感器的运行状况， 有利于电子式互感器一次设备的维护和提升。
[0062] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以 通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质 中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁 碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory， 鹽)等。
[0063] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种电子式互感器的内部状态量监测方法，所述内部状态量包括所述电子式互感器 内部的开关状态量和/或模拟状态量，其特征在于，所述内部状态量监测方法包括： 将包含有多个所述内部状态量的状态帧发送至合并单元； 所述合并单元将所述状态帧发送至上位机，或者解析所述状态帧后将解析后的数据发 送至所述上位机； 所述上位机解析所述状态帧，并依据解析后的数据判断所述电子式互感器是否发生故 障。2. 如权利要求1所述的一种电子式互感器的内部状态量监测方法，其特征在于，所述将 包含有多个内部状态量的状态帧发送至合并单元之前包括： 将报文帧格式中的备用字节设置为用于传送所述内部状态量的状态字节;所述电子式 互感器每帧同时传送一个时刻的采样值和一个所述状态字节； 将所述状态字节按照时间顺序排列组成状态流，所述状态流由多个固定长度的状态帧 组成； 将所述状态流的多个固定长度的状态帧顺次发送至所述合并单元。3. 如权利要求2所述的一种电子式互感器的内部状态量监测方法，其特征在于， 所述状态字节的长度至少为一个字节； 所述状态帧的固定长度至少为一个字节，所述状态帧的一个字节包含一个所述内部状 态量。4. 如权利要求3所述的一种电子式互感器的内部状态量监测方法，其特征在于，所述状 态帧仅包含开关状态量，或者仅包含模拟状态量，或者包含至少一个开关状态量及至少一 个模拟状态量。5. 如权利要求2所述的一种电子式互感器的内部状态量监测方法，其特征在于，所述将 报文帧格式中的备用字节设置为用于传送内部状态量的状态字节的过程中采用FT3报文帧 格式。6. 如权利要求1所述的一种电子式互感器的内部状态量监测方法，其特征在于，所述合 并单元将状态帧发送至上位机包括： 所述合并单元通过报文帧格式中未占用的字节传送所述状态帧，所述未占用的字节至 少为一个字节。7. 如权利要求1所述的一种电子式互感器的内部状态量监测方法，其特征在于，所述合 并单元解析状态帧后将解析后的数据发送至上位机包括： 所述合并单元对所述状态帧解析，将解析后的数据通过报文帧格式中未占用的字节传 送至所述上位机，所述未占用的字节至少为一个字节。8. 如权利要求6或7所述的一种电子式互感器的内部状态量监测方法，其特征在于，所 述合并单元通过报文帧格式中未占用的字节传送状态帧或者解析后的数据的过程中均采 用SV报文帧格式或者GOOSE帧格式。9. 如权利要求1所述的一种电子式互感器的内部状态量监测方法，其特征在于，所述上 位机包括网络报文分析仪或者电子式互感器状态监测IED。
【文档编号】G01R35/02GK106093824SQ201610377850
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】陈硕, 侯继彪, 刘占元, 郑天祥, 李璐, 牛晓晨, 叶志齐, 邓占锋
【申请人】全球能源互联网研究院, 国家电网公司