一種繼電保護測試儀並行同步測試的方法
2023-05-08 09:05:36
一種繼電保護測試儀並行同步測試的方法
【專利摘要】本發明涉及電力系統繼電保護測試技術，更特定言之，本發明涉及一種繼電保護測試儀並行同步測試的方法。一種繼電保護測試儀並行同步測試的方法，通過時鐘同步方式同步所有參與試驗的繼電保護測試儀，保證所有繼電保護測試儀同處於一個時鐘系統內；測試工作站獲取整個試驗平臺接入的擴展測試儀數目、接口數和運算能力的信息，配置相應的試驗參數和接口參數，並發送給主同步測試儀；主同步測試儀拆解每個運算步驟所需要的幅值、相位和頻率參數，同時發送給擴展測試儀；擴展測試儀收在一個時鐘周期完成更新，同時將業務數據發送給變電站的繼電保護裝置。本發明實現了多臺繼電保護測試儀的同步觸發和多臺繼電保護測試儀的並行測試。
【專利說明】一種繼電保護測試儀並行同步測試的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統繼電保護測試技術，更特定言之，本發明涉及一種繼電保護測試儀並行同步測試的方法。
【背景技術】
[0002]傳統繼電保護測試儀受到硬體性能、體積、系統架構等多方面因系的影響，無法針對現有繼電保護裝置進行完整、全面的測試，而對於安全運行需要，如何能夠完整、直觀準確的測試評估繼電保護裝置功能是否正常是非常重要的。目前市場上使用的繼電保護測試儀均採用固定接口以及分組量輸出的方式，且只能單臺裝置運行。這樣存在以下缺點:
1、單體計算能力不足。由於傳統繼電保護測試儀在計算量上採用分組計算輸出的方式，且通常計算組別較少，無法滿足多支路保護計算要求，少量支路測試無法全面驗證、評估繼電保護裝置功能，為安全運行帶來風險。
[0003]2、接口數量較少。由於受硬體性能、體積等方面影響，傳統繼電保護測試儀無法在單體上設計滿足多差、全差保護功能測試所需接口數量，且目前採用的幾側差動分組測試方式不能直觀反應繼電保護裝置在多側差動、全差動情況的保護功能運行情況。
[0004]3、無法滿足間隔或全站完整性測試。由前面兩個因素的影響，傳統繼電保護測試儀只能完成單一繼電保護裝置某功能測試，且針對特定功能存在無法全面驗證、評估其功能是否正常。另一方面，電網安全生產需要通過單體測試完成後，還能夠驗證其實際運行過程中的間隔、全站故障時繼電保護裝置是否運行正常可靠。傳統繼電保護測試儀此時則無法為其需要提供所需的技術條件。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種實現多臺繼電保護測試儀的級聯、同步觸發以及並行測試的方法，實現大規模的功能測試以及間隔、全站的測試。
[0006]為實現上述目的，本發明的技術方案是:一種繼電保護測試儀並行同步測試的方法，其使用設備包括測試工作站和若干繼電保護測試儀；所述繼電保護測試儀的其中一臺作為主同步測試儀，其它繼電保護測試儀作為擴展測試儀；所述主同步測試儀和擴展測試儀構成試驗平臺；
其特徵在於:具體包括以下步驟，
步驟SOl:通過時鐘同步方式同步所有參與試驗的繼電保護測試儀，並馴服繼電保護測試儀的晶振，保證所有繼電保護測試儀同處於一個時鐘系統內；
步驟S02:測試工作站連接主同步測試儀獲取整個試驗平臺接入的擴展測試儀數目、接口數和運算能力的信息，根據試驗需要，配置相應的試驗參數和接口參數，並發送給主同步測試儀；
步驟S03:主同步測試儀根據試驗參數所需要的計算方程和序列過程拆解每個運算步驟所需要的幅值、相位和頻率參數，同時通過定時器將折解的幅值、相位和頻率參數由業務數據發送接口發送給接入的擴展測試儀；
步驟S04:擴展測試儀收到參數後，立即改變運算變量，此過程將在一個時鐘周期完成，運算變量改變完成後進入穩態計算，然後通過定時器將業務數據由試驗配置所指定的業務數據發送接口發送給變電站的繼電保護裝置。
[0007]進一步的，所述試驗平臺還可另接一臺時鐘同步裝置，用於試驗平臺的時鐘同步。
[0008]進一步的，所述步驟S01，其具體方法如下:
步驟Sll:每隔η秒取一次PPS偏差並求平均值，並將其定義為一個周期的PPS偏差平均值，忽略晶振的頻率抖動，通過當前周期的PPS偏差平均值減去前一個周期的PPS偏差平均值來得到當前的頻率加速度；
步驟S12:通過一定時間的觀察數據，當同步信號穩定時，對晶振進行彈簧算法調整，此時頻率加速度只會在一個很小的範圍內波動；
步驟S13:若頻率加速度出現了大幅度的改變，可認為是同步信號出現了抖動，此時不做任何頻率調整；
步驟S14:重複執行步驟S12和步驟S13，將晶振與外部信號鎖定在一個時鐘周期內，完成馴服，此時即可形成一個高穩定的時鐘系統。
[0009]進一步的，所述步驟S02，其具體方法如下:
步驟S21:所有擴展測試儀均連接至主同步測試儀，主同步測試儀通過業務數據接收接口獲取擴展測試儀數目、接口數、運算能力和版本的信息；
步驟S22:測試工作站接入時，通過管理通信接口獲取試驗平臺的整體接入信息，並將所有信息在測試管理軟體上抽象成為一臺測試儀器；
步驟S23:用戶可將整個試驗平臺當成一臺裝置進行試驗數據配置和規劃接口配置，完成配置後將參數發送給主同步測試儀。
[0010]進一步的，在步驟3中，所述主同步測試儀將試驗配置參數拆解成所需要的幅值、相位、頻率參數後，打上參數時標並通過定時發送的方式發送給擴展測試儀。
[0011]相較於現有技術，本發明具有以下有益效果:
1、實現了多臺繼電保護測試儀的級聯，並通過軟體控制使其在使用上被抽象成一臺測試儀；
2、實現了多臺繼電保護測試儀的同步觸發，並通過該方式擴充了測試中所需的運算性能以及接口數；
3、實現了多臺繼電保護測試儀的並行測試，通過繼電保護測試儀的同步觸發可以將運算、接口分擔。通過系統具體配置，可實現大規模的功能測試以及間隔、全站的測試。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明方法的設備連接結構框圖。
[0013]圖2為本發明方法的主同步測試儀結構原理及流程框圖。
[0014]圖3為本發明方法的擴展測試儀結構原理及流程框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖1-3，對本發明的技術方案進行具體說明。[0016]如圖1所示，本發明一種繼電保護測試儀並行同步測試的方法使用設備包含:一個測試工作站(PC工作站或者筆記本電腦，主要用於運行繼電保護測試測試管理軟體)、多臺繼電保護測試儀以及一臺可以選擇使用的時鐘同步裝置。
[0017]該設備的連接方式為:首先所有測試儀通過時鐘同步方式保證其系統時鐘一致；選擇其中一臺繼電保護測試儀做為主同步測試儀，其它做為擴展測試儀，擴展測試儀將其業務數據接收埠接入主同步測試儀業務數據發送埠，而測試工作站則直接連接主同步測試儀通信管理接口。
[0018]由於所有測試儀均同步於一個時鐘系統下，通過晶振馴服能保證其測試儀間的時鐘偏差小於±1個時鐘周期，同時主同步測試儀和擴展測試儀通信採用的是業務數據發送接口，在數據發送數據機制上採用了同業務數據一樣的定時器觸發方式；再者連接主同步、擴展測試儀採用了光纖連接方式，從而可以認為通信線路延時趨近於零，整個過程保證了數據到達擴展測試儀的同步性，每臺擴展測試儀收到由主同步測試儀拆解的幅、相、頻序列後立即按式(I)進行獨立穩態計算；
【權利要求】
1.一種繼電保護測試儀並行同步測試的方法，其使用設備包括測試工作站和若干繼電保護測試儀；所述繼電保護測試儀的其中一臺作為主同步測試儀，其它繼電保護測試儀作為擴展測試儀；所述主同步測試儀和擴展測試儀構成試驗平臺； 其特徵在於:具體包括以下步驟， 步驟SOl:通過時鐘同步方式同步所有參與試驗的繼電保護測試儀，並馴服繼電保護測試儀的晶振，保證所有繼電保護測試儀同處於一個時鐘系統內； 步驟S02:測試工作站連接主同步測試儀獲取整個試驗平臺接入的擴展測試儀數目、接口數和運算能力的信息，根據試驗需要，配置相應的試驗參數和接口參數，並發送給主同步測試儀； 步驟S03:主同步測試儀根據試驗參數所需要的計算方程和序列過程拆解每個運算步驟所需要的幅值、相位和頻率參數，同時通過定時器將折解的幅值、相位和頻率參數由業務數據發送接口發送給接入的擴展測試儀； 步驟S04:擴展測試儀收到參數後，立即改變運算變量，此過程將在一個時鐘周期完成，運算變量改變完成後進入穩態計算，然後通過定時器將業務數據由試驗配置所指定的業務數據發送接口發送給變電站的繼電保護裝置。
2.根據權利要求1所述的一種繼電保護測試儀並行同步測試的方法，其特徵在於:所述試驗平臺還可另接一臺時鐘同步裝置，用於試驗平臺的時鐘同步。
3.根據權利要求1所述的一種繼電保護測試儀並行同步測試的方法，其特徵在於:所述步驟S01，其具體方法如下: 步驟Sll:每隔η秒取一次PPS偏差並求平均值，並將其定義為一個周期的PPS偏差平均值，忽略晶振的頻率抖動，通過當前周期的PPS偏差平均值減去前一個周期的PPS偏差平均值來得到當前的頻率加速度； 步驟S12:通過一定時間的觀察數據，當同步信號穩定時，對晶振進行彈簧算法調整，此時頻率加速度只會在一個很小的範圍內波動； 步驟S13:若頻率加速度出現了大幅度的改變，可認為是同步信號出現了抖動，此時不做任何頻率調整； 步驟S14:重複執行步驟S12和步驟S13，將晶振與外部信號鎖定在一個時鐘周期內，完成馴服，此時即可形成一個高穩定的時鐘系統。
4.根據權利要求1所述的一種繼電保護測試儀並行同步測試的方法，其特徵在於:所述步驟S02，其具體方法如下: 步驟S21:所有擴展測試儀均連接至主同步測試儀，主同步測試儀通過業務數據接收接口獲取擴展測試儀數目、接口數、運算能力和版本的信息； 步驟S22:測試工作站接入時，通過管理通信接口獲取試驗平臺的整體接入信息，並將所有信息在測試管理軟體上抽象成為一臺測試儀器； 步驟S23:用戶可將整個試驗平臺當成一臺裝置進行試驗數據配置和規劃接口配置，完成配置後將參數發送給主同步測試儀。
5.根據權利要求1所述的一種繼電保護測試儀並行同步測試的方法，其特徵在於:在步驟3中，所述主同步測試儀將試驗配置參數拆解成所需要的幅值、相位、頻率參數後，打上參數時標並通過定時發送的方式發送給擴展測試儀。
【文檔編號】G01R31/00GK103698636SQ201310719809
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月24日 優先權日:2013年12月24日
【發明者】朱維鈞, 林冶, 唐志軍, 陸榛, 林國棟, 郭健生 申請人:國家電網公司, 國網福建省電力有限公司, 國網福建省電力有限公司電力科學研究院