基於交換機延時補償的網絡傳輸多路測試信號採集裝置製造方法
2023-06-08 09:11:26
基於交換機延時補償的網絡傳輸多路測試信號採集裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了基於交換機延時補償的網絡傳輸多路測試信號採集裝置，包括電子式互感器、合併單元、光纖分路器、交換機、繼電保護裝置、標準源信號採集模塊、基準源信號採集模塊和試品信號採集模塊，所述電子式互感器的一次側與標準源信號採集模塊的輸入端連接，所述光纖分路器的第二輸出端與基準源信號採集模塊的輸入端連接，所述交換機的第一輸出端與試品信號採集模塊的輸入端連接。本實用新型通過標準源信號採集模塊、基準源信號採集模塊和試品信號採集模塊對三路信號進行採集處理，能有效實現後續的交換機延時補償的網絡傳輸時延測試，並且本實用新型結構簡單，能大大減少測試與運維成本。本實用新型可廣泛應用於測試領域。
【專利說明】基於交換機延時補償的網絡傳輸多路測試信號採集裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及測試【技術領域】，尤其涉及基於交換機延時補償的網絡傳輸多路測試信號採集裝置。
【背景技術】
[0002]目前的智能變電站繼電保護採樣值多數採用點對點採樣模式，但點對點採樣模式加重了電子式互感器和繼電保護設備的硬體難度和成本，嚴重製約了智能變電站網絡技術的應用，智能變電站的數字共享的效果沒有得到很好的發揮。
[0003]電子式互感器採樣值由點對點傳輸過渡到網絡化傳輸是發展趨勢，如圖1所示，多個電子式互感器將採樣值發送到過程層傳輸網絡，需要用到採樣值的智能電子設備從傳輸網絡中接收所需要的單個或多個合併單元採樣值，實現端對端的採樣傳輸。目前電子式互感器的採樣值輸出已經可以很好的控制其輸出報文的時間特性，絕對延時時間不大於2ms，報文離散度小於10us，時間特性可以滿足現有繼電保護同步採樣的技術要求。但是網絡化採樣傳輸過程中的網絡設備即交換機設備在報文傳輸過程中的時間特性卻無法得到穩定控制，隨著採樣值報文數據幀長的改變、網絡負載的變化、廣播風暴的影響、以及交換機自身任務處理的快慢都會造成數據幀網絡交換延遲時間的變化，這是制約採樣值網絡化傳輸應用的最大技術障礙。
[0004]目前有一種方案是讓發送採樣值的所有合併單元接收同步信號，需要接收多個合併單元採樣值報文的智能電子設備，通過的採樣計數器來實現同步，這種方案嚴格依賴於同步信號的穩定性，一旦同步信號出現異常，或個別合併單元同步過程出現異常，則會給智能電子設備的同步處理帶來問題，特別是繼電保護設備的安全穩定運行不應該依賴於外部的同步信號，因而這種方案不可取。
[0005]另一種實現方案是基於絕對延時的網絡化傳輸方案，將合併單元輸出的數字量在網絡傳輸各個環節的時域絕對時延進行精確測量並在報文中標定，該方案不依賴於外部的同步信號和採樣計數器，可以很好解決網絡化採樣由於時域的離散給智能電子設備帶來的同步採樣誤差。這種方案可靠穩定運行的關鍵在於網絡交換環節是否能夠對每幀採樣報文進行延時精確測量和標定。然而，現在對網絡傳輸測試信號進行採集的裝置一般都較為複雜』測試與運行維護成本過高。
實用新型內容
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種結構簡單，且能降低成本的一種基於交換機延時補償的網絡傳輸多路測試信號採集裝置。
[0007]本實用新型所採用的技術方案是:
[0008]基於交換機延時補償的網絡傳輸多路測試信號採集裝置，包括電子式互感器、合併單元、光纖分路器、交換機、繼電保護裝置、標準源信號採集模塊、基準源信號採集模塊和試品信號採集模塊，所述電子式互感器的一次側與標準源信號採集模塊的輸入端連接，所述電子式互感器的二次側通過合併單元進而與光纖分路器的輸入端連接，所述光纖分路器的第一輸出端與交換機的輸入端連接，所述光纖分路器的第二輸出端與基準源信號採集模塊的輸入端連接，所述交換機的第一輸出端與試品信號採集模塊的輸入端連接，所述交換機的第二輸出端與繼電保護裝置的輸入端連接。
[0009]進一步作為優先的實施方式，所述標準源信號採集模塊包括標準互感器、信號調理器、低通濾波器和模數轉換器，所述電子式互感器的一次側依次通過標準互感器、信號調理器和低通濾波器進而與模數轉換器的輸入端連接。
[0010]進一步作為優先的實施方式，所述基準源信號採集模塊包括第一光纖收發器和第一 PHY接口模塊，所述光纖分路器的第二輸出端與第一光纖收發器的輸入端連接，所述第一光纖收發器與第一 PHY接口模塊連接。
[0011]進一步作為優先的實施方式，所述試品信號採集模塊包括第二光纖收發器和第二PHY接口模塊，所述交換機的第一輸出端與第二光纖收發器的輸入端連接，所述第二光纖收發器與第二 PHY接口模塊連接。
[0012]進一步作為優先的實施方式，所述光纖分路器連接有實時時鐘模塊，所述實時時鐘模塊與交換機相連接。
[0013]本實用新型的有益效果是:
[0014]本實用新型基於交換機延時補償的網絡傳輸多路測試信號採集裝置通過標準源信號採集模塊、基準源信號採集模塊和試品信號採集模塊對三路主要信號進行採集處理，能有效實現後續的交換機延時補償的網絡傳輸時延測試，並且本實用新型結構簡單，能大大減少測試與運維成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明:
[0016]圖1是本實用新型基於交換機延時補償的網絡傳輸多路測試信號採集裝置的原理方框圖。
【具體實施方式】
[0017]參考圖1，本實用新型基於交換機延時補償的網絡傳輸多路測試信號採集裝置，包括電子式互感器、合併單元、光纖分路器、交換機、繼電保護裝置、標準源信號採集模塊、基準源信號採集模塊和試品信號採集模塊，所述電子式互感器的一次側與標準源信號採集模塊的輸入端連接，所述電子式互感器的二次側通過合併單元進而與光纖分路器的輸入端連接，所述光纖分路器的第一輸出端與交換機的輸入端連接，所述光纖分路器的第二輸出端與基準源信號採集模塊的輸入端連接，所述交換機的第一輸出端與試品信號採集模塊的輸入端連接，所述交換機的第二輸出端與繼電保護裝置的輸入端連接。
[0018]進一步作為優先的實施方式，所述標準源信號採集模塊包括標準互感器、信號調理器、低通濾波器和模數轉換器，所述電子式互感器的一次側依次通過標準互感器、信號調理器和低通濾波器進而與模數轉換器的輸入端連接。
[0019]進一步作為優先的實施方式，所述基準源信號採集模塊包括第一光纖收發器和第一 PHY接口模塊，所述光纖分路器的第二輸出端與第一光纖收發器的輸入端連接，所述第一光纖收發器與第一 PHY接口模塊連接。
[0020]進一步作為優先的實施方式，所述試品信號採集模塊包括第二光纖收發器和第二PHY接口模塊，所述交換機的第一輸出端與第二光纖收發器的輸入端連接，所述第二光纖收發器與第二 PHY接口模塊連接。
[0021]進一步作為優先的實施方式，所述光纖分路器連接有實時時鐘模塊，所述實時時鐘模塊與交換機相連接。實時時鐘模塊能有效保證信號傳輸的同步性。
[0022]本實用新型中標準源信號採集模塊從電子式互感器的一次側取模擬信號，作為測試用的一路標準源信號，是測試試品信號的參考基準。採用標準互感器將一次側的高電壓大電流轉換成額定模擬小信號，標準互感器的精度可達0.01級，能夠保證信號傳變中的幅值和相位誤差足夠小。模擬小信號然後經過信號調理器將信號轉換成可供模數轉換器採集的小電壓信號，並通過抗混疊的低通濾波器，低通截止頻率設置在8kHz左右，以保證有效信號具有足夠的帶寬，利於隨後的數據分析。隨後信號進入高精度的模數轉換器，完成誤差控制在0.02%的高精度和不低於40kHz高頻的採樣。
[0023]合併單元輸出到交換機的光纖乙太網數據通過光纖分路器，將一路信號分成多路信號，其中一路接入到基準源信號採集模塊。該路信號是數位訊號，也是測試試品的參考基準源。合併單元的採樣值報文首先經過第一光纖收發器，將光乙太網信號轉換成電乙太網信號，經過第一 PHY接口模塊的控制，與外部設備相連。
[0024]交換機最終輸出的電子式互感器採樣值報文也通過光纖接入到試品信號採集模塊，作為第三路信號，該路信號是被測試的網絡化傳輸的電子式互感器輸出信號。該路信號同樣經過第二光纖收發器和第二 PHY接口模塊的處理後，輸出至外部設備，由外部設備完成乙太網數據的接收。通過本實用新型對上述的三路信號進行採集，測試人員通過外部設備接收信號，後續能快速對其進行信號的測試處理，大大提高其工作效率。
[0025]以上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本實用新型創造並不限於所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。
【權利要求】
1.基於交換機延時補償的網絡傳輸多路測試信號採集裝置，其特徵在於:包括電子式互感器、合併單元、光纖分路器、交換機、繼電保護裝置、標準源信號採集模塊、基準源信號採集模塊和試品信號採集模塊，所述電子式互感器的一次側與標準源信號採集模塊的輸入端連接，所述電子式互感器的二次側通過合併單元進而與光纖分路器的輸入端連接，所述光纖分路器的第一輸出端與交換機的輸入端連接，所述光纖分路器的第二輸出端與基準源信號採集模塊的輸入端連接，所述交換機的第一輸出端與試品信號採集模塊的輸入端連接，所述交換機的第二輸出端與繼電保護裝置的輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的基於交換機延時補償的網絡傳輸多路測試信號採集裝置，其特徵在於:所述標準源信號採集模塊包括標準互感器、信號調理器、低通濾波器和模數轉換器，所述電子式互感器的一次側依次通過標準互感器、信號調理器和低通濾波器進而與模數轉換器的輸入端連接。
3.根據權利要求1所述的基於交換機延時補償的網絡傳輸多路測試信號採集裝置，其特徵在於:所述基準源信號採集模塊包括第一光纖收發器和第一 PHY接口模塊，所述光纖分路器的第二輸出端與第一光纖收發器的輸入端連接，所述第一光纖收發器與第一 PHY接口模塊連接。
4.根據權利要求1所述的基於交換機延時補償的網絡傳輸多路測試信號採集裝置，其特徵在於:所述試品信號採集模塊包括第二光纖收發器和第二 PHY接口模塊，所述交換機的第一輸出端與第二光纖收發器的輸入端連接，所述第二光纖收發器與第二 PHY接口模塊連接。
5.根據權利要求1-4任一項所述的基於交換機延時補償的網絡傳輸多路測試信號米集裝置，其特徵在於:所述光纖分路器連接有實時時鐘模塊，所述實時時鐘模塊與交換機相連接。
【文檔編號】H04L12/26GK203951486SQ201420308914
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月11日 優先權日:2014年6月11日
【發明者】黃東山, 寧文輝, 周衛, 王曉明, 楊理才, 湯漢松, 羅強 申請人:廣西電網公司電力科學研究院, 江蘇凌創電氣自動化股份有限公司