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一种暂态录波型故障指示器采样同步校正方法


技术摘要:
本发明公开了一种暂态录波型故障指示器采样同步校正方法。采集单元独立依照自己的采样晶振周期持续启动对电压电流进行采样;汇集单元定时向组内的三个采集单元进行对时;采集单元采样同步过程;同步精度分析。本发明的一种暂态录波型故障指示器采样同步校正方法,为一  全部
背景技术:
当前国家电网正在推进智能电网的建设,其中配电网自动化是其重点内容之一。 在配电网自动化领域里,发生的最多的故障都是接地故障,由于各种接地故障特征千差万 别,比如故障信号的幅度、频率等特征都不尽相同。暂态录波型故障指示器由三个采集单元 和一个汇集单元组成。 采集单元和汇集单元之间通过微功率无线方式进行通信。采集单元独立监视各自 所在相别的线路电流、电压状态,并在电压或者电流量发生扰动时及时抓取线路电流电压 波形,为故障分析及快速定位故障点提供依据。由于汇集单元合成三相的零序电流为分析 接地点的重要指标。而三相采集单元波形的同步精度决定了零序电流的精度。因此需要三 个采集单元能有较高的同步录波精度。由于三个采集单元独立进行采样,采集单元启动录 波的时刻必须保持同步启动才能达到较高的同步录波精度。要保持较高的同步精度自然涉 及晶振精度,对时技术。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明提供了一种暂态录波型故障指示器采样同步校正方法,为一种 波形同步校正方法,在不干预模数转换器连续采样的过程,能在守时晶振较差(制造原因, 温度原因)的情况下依然保持高精度波形同步能力。 本发明通过以下技术手段解决上述技术问题: 一种暂态录波型故障指示器采样同步校正方法,为以下步骤: (1)采集单元独立依照自己的采样晶振周期持续启动对电压电流进行采样; (2)汇集单元定时向组内的三个采集单元进行对时,汇集单元定时同步通过无线 通讯模块向同组的3个采集单元发送时钟同步命令,定时时间为T,汇集单元发送同步通信 命令后,3个采集单元的无线通信模块会同时产生一个上升沿; (3)采集单元采样同步过程,采集单元A在收到SYNCA信号时刻开启Fosc2定时器进 行计时至采样启动时刻停止Fosc2定时器,记录时间为t1A,采集单元B和C同采集单元A,分 别记录时间为t1B和t1C; 对连续两个SYNC信号之间的所有采样点进行校正,n时刻的正前采样值为A(n) ,校 正后的采样值为A1(n),则n时刻的采样时刻的采样值校正后为: A1(n)=A(n) (A(n 1)-A(n))*(Tc–t1A)/Tc; 同理B相和C相的校正后的采样值为: B1(n)=B(n) (B(n 1)-B(n))*(Tc–t1B)/Tc; C1(n)=C(n) (C(n 1)-C(n))*(Tc–t1C)/Tc; 4 CN 111579918 A 说 明 书 2/4 页 其中: Tc为采样周期; A(n)为采集单元A在n时刻的实际采样值,A1(n)为采集单元A在n时刻同步校正后 的采样值,t1A采集单元A为同步后所获得的采样校准时间值; B(n)为采集单元B在n时刻的实际采样值,B1(n)为采集单元B在n时刻同步校正后 的采样值,t1B采集单元B为同步后所获得的采样校准时间值; C(n)为采集单元C在n时刻的实际采样值,C1(n)为采集单元C在n时刻同步校正后 的采样值,t1C采集单元C为同步后所获得的采样校准时间值; (4)同步精度分析,在不采用同步校正且不干预采集单元的模数转换器启动采样 的情况下,每次汇集单元向采集单元发送同步命令的时刻是随机的,即三个采集单元在各 自的采样周期内均可能收到SYNC脉冲,假设在某个对时时刻后,三相采集单元的启动录波 时刻在同一时刻,随着时间的推移,各相采集单元依照自己的晶振进行采样则在第n个点相 较于标准晶振的同步时间偏差为n*dtA,n*dtB,n*dtC,在不干预启动采样时刻的前提下随 着时间的推移同步偏差会越来越大,最大偏差将会达到Tc; 采用同步校正且不干预采集单元的模数转换器启动采样的情况下,同样假设在某 个对时时刻后,三相采集单元的启动录波时刻在同一时刻,即t1A=t1B=t1C=0,随着时间 的推移,各相采集单元依照自己的晶振进行采样则在第n个点相较于标准晶振的同步时间 偏差为n*dtA,n*dtB,n*dtC,在一个同步周期T内校准后的采样点相当于n (Tc-t1A)/Tc,n (Tc-t1B)/Tc,n (Tc-t1C)/Tc更精确的时刻的采样点,即虚拟时刻的采样点,如此在每次汇 集单元给采集单元同步过程中会重新得到一个t1A,t1B,t1C; 只要保证汇集单元同步周期T,满足以下条件: T<(Tc/dtA)*Tc; T<(Tc/dtB)*Tc; T<(Tc/dtC)*Tc; 则会在每个同步周期内三相采集单元将会得到一个误差不会累积的同步偏差,该 同步精度主要由辅助晶振频率决定。 频率越大则在实际过程中计算的t1A,t1B,t1C更精确。能得到良好的三相同步精 度,因为辅助晶振OSC2运行时间短,故辅助晶振的精度要求不需要太高且对采集单元整个 系统的功率消耗影响小。 本专利实现同步的方法为使用辅助晶振(OSC2)配合采样晶振(OSC1)进行校准。还 需要汇集单元使用无线发送同步信号(SYNC)。采集单元为相对独立的一个装置。与其他设 备或装置没有任何线路直接相连,故采集单元的功耗相当受限。由于采集单元的功耗要求 很苛刻,故采样晶振OSC1的频率不可能很高,在实际运行中采样晶振的频率约为采样率的4 倍。而辅助晶振使用较高频率的晶振,可使用CPU短时间开启辅助晶振来得到更小的采样间 隔,短时间使用OSC2对整个采集单元的功耗影响不大。 本发明的有益效果是:为一种波形同步校正方法,在不干预模数转换器连续采样 的过程,能在守时晶振较差(制造原因,温度原因)的情况下依然保持高精度波形同步能力。 5 CN 111579918 A 说 明 书 3/4 页 附图说明 附图1为本发明采集单元进行采样示意图。 附图2为本发明汇集单元定时向组内的三个采集单元进行对时示意图。 附图3为本发明采集单元A在收到SYNCA信号时刻开启Fosc2定时器进行计时至采 样启动时刻停止Fosc2定时器时记录时间的示意图。
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