CN102478648B - 一种装置测量值精度自动校准方法 - Google Patents

Abstract

保护测控装置测量值自动校准***，包括功率放大器、网络交换机、经过手动校准的标准保护测控装置、同型号待校准的保护测控装置和精度校准参数分析计算子模块、测量值精度校准测试计算与控制模块，测量值精度校准测试计算与控制模块设有功率放大器输出控制子模块、保护测控装置参数配置子模块、网络通讯子模块和精度校准参数分析计算子模块组成；功率放大器作为N台并联的保护测控装置的电流电压输出源，N为功率放大器能同时带动的最大保护测控装置数量。根据本发明是一种综合电流电压精度参数自动校准***。适用于批量校准电力***保护测控装置的测量值精度，解决目前人工进行精度校准的不确定性，精度不准，效率低下，记录校准测试报告繁琐等问题。

Description

一种装置测量值精度自动校准方法

技术领域

本发明属于电力自动化保护测控装置精度测试与校准领域。涉及一种保护测控装置测量值精度自动校准方法及由该方法所构造的保护测控装置测量值精度自动校准***。它适用于批量生产保护测控装置时测量值的精度自动校准。 

背景技术

近年来，电网建设面临空前增长，从而带动电力***内二次设备的快速增长。微机保护测控装置的广泛应用，也对测试技术和测试精度提出了更为广泛，更为精确的要求。而一直以来的现状是，保护测控装置的测量值精度校准都是由人工校准，一台电流电压高精度源对一台保护测控装置，有人工读取采样值数据并设置新的精度校准参数，再读取采样值数据再设置精度校准参数，不断反复此过程直到达到目标值，最后人工记录各种精度校准参数。这种人工校准的方法不仅过程繁琐，效率低下，而且极不利于装置的批量生产。为解决此问题，就有必要根据保护测控装置的特点，结合生产实际，提出保护测控装置测量值精度校准的新方法，并以此新方法来开发保护测控装置测量值精度自动校准***。 

发明内容

本发明的目的，是用于解决目前保护测控装置测量值由人工进行精度校准的不确定性，精度不准，效率低下，记录精度校准测试报告十分繁琐等问题，而开发的一种集***实施较容易，测试较快捷，测试结果较详细的精度校准自动测试***。 

本发明是有下述技术方案来实现的，一种保护测控装置测量值自动校准***(见附图1)，包括功率放大器、网络交换机、经过高精度源人工手动校准的保护测控装置、同型号待校准的保护测控装置和精度校准参数分析计算子模块、测量值精度校准测试计算与控制模块，测量值精度校准测试计算与控制模块设有功率放大器输出控制子模块、保护测控装置参数配置子模块、网络通讯子模块(符合IEC103规约通讯子模块和IEC61850规约通讯子模块)，和精度校准参数分析计算子模块组成；功率放大器作为N台并联的保护测控装置的电流电压源，N为功率放大器能同时带动的最大保护测控装置数量，经过高精度源人工手动校准的保护测控装置作为可参考的标准测量值数据读取对象，即可接受的精度校准理论输入值；待校保护测控装置和校准后的保护测控装置的信号输入网络交换机后连接测量值精度校准测试计算与控制模块。 

测量值精度校准测试计算与控制模块负责N台保护测控装置测量数据与精度校核参数数据的读取、计算、判断和数据回传，其工作步骤如图2所示： 

第1步：通知功率放大器进行电流电压输出； 

第2步：读取标准装置和待校准装置的测量值和精度校准参数； 

第3步：计算待校准装置的精度参数； 

在一个数据读取周期T内取标准保护测控装置第j通道共计M个测量值，除去最大值和最小值，取中间测量值的平均值，记为SMV(j)： 

$\mathrm{SMV}\left(j\right)=\frac{1}{M}\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}S\left(j\right)\left(i\right)$ ..............................公式1 

S(i)(i)为标准保护测控装置第j个测量值通道的第i次读取的测量值数据。假定该标准保护测控装置第j通道所对应的精度参数记为SPV(j)；同型号第n台待校准保护测控装置第j通道的精度参数记为NPV(n)(j)，并在同样的数据读取周期T内取第j通道共计M个测量值，除去最大值和最小值，取中间测量值的平均值，记为NMV(n)(j)： 

$\mathrm{NMV}\left(n\right)\left(j\right)=\frac{1}{M}\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}F\left(n\right)\left(j\right)\left(i\right)$ ..............................式2 

F(n)(j)(i)为第n台待校准保护测控装置第j个测量值通道的第i次读取的测量值数据。而测量值校准测试计算与控制模块则是整个***的核心，负责N台保护测控装置测量值数据与精度校准参数数据读取，N台保护测控装置测量值精度校准参数计算、判断与数据回传。它有功率放大器输出控制子模块，保护测控装置配置子模块，网络通讯子模块(符合IEC103规约通讯子模块和IEC61850规约通讯子模块)，精度校准参数分析计算子模块组成。从而实现一台功率放大器对多台保护测控装置同时校准的功能，一方面提高了校准精度，一方面提高了校准效率，规范了测量值精度校准流程。 

第n台保护测控装置第j通道测量值校准后的精度参数为： 

NPV(n)(j)＝SMV(j)*SPV(j)/NMV(n)(j).....................公式3 

(注：公式1、公式2、公式3中：n为第n台保护装置，其中n≤N，j为保护测控装置第j个测量值通道。)网络交换机作为同型号标准保护测控装置、同型号待校准保护测控装置、控制与计算主机的数据交换设备。新的精度参数经过大小合理性判断(该数值在一定的区域范围内，如Pmin＜NPV(n)(j)＜Pmax)。 

第4步：将计算后的结果下装到各个待校核装置中； 

第5步：再读取待校准装置的测量值，判断其精度是否满足要求；如果满足则结束，不满足再回到第2步继续。 

所述的装置测量值精度自动校准***，***每次对N台保护测控装置进行精度校准后，都会提供较为详细的精度校准测试报告，同时具备精度校准测试报告在线管理与打印功能。 

其中，功率放大器的电流电压量的输出与停止是由精度校准测试计算与控制模块控制的。 

本发明的有益效果是：提供一种解决目前保护测控装置测量值由人工进行精度校准的不确定性，精度不准，效率低下，记录精度校准测试报告十分繁琐等问题，而提出的精度校准测试***实施较容易，测试较快捷，测试结果较详细的精度校准自动测试***。适用于批量校准保护测控装置。 

图1保护测控装置精度自动校准测试***架构图 

图2保护测控装置精度校准测试***精度自动校准流程图 

以下结合附图对本发明作进一步说明：如图1所示：包含功率放大器，标准保护测控装置，待校准保护测控装置，网络交换机，测量值精度校准与控制软件模块和一些必要的测试介质，如电源输出线，网络线，打印机，按照图1进行搭建保护测控装置测量值精度校准测试平台。 

***搭建完毕后，启动测量值精度校准测试计算与控制模块，设置标准保护测控装置的IP地址，记为：IP1：198.120.0.1，待校准标准保护测控装置的IP地址依次为：IP2至IPN-1，这里N＝6：198..120.0.2，......198.120.0.6，同时根据IP1，IP2至IP6设置装置的IP地址。在测量值精度校准与控制软件模块侧根据装置型号，选择相应的装置配置文件。设置精度参数数据读取周期T＝10s，在一个数据读取周期内读取数据15次，软件模块会根据这些配置文件读取装置的测量值，从而实现对装置的精度校准。 

上述步骤设置完毕后，可根据产品企业标准设置精度校准要求，如千分之二，即可执行精度校准。首先，***向功率放大器发出输出命令；精度参数校准计算与控制模块在10s内读取标准装置和待校准装置的精度参数和测量值15次，通过公式1，公式2，公式3计算并将计算后的精度校准参数通过网络通讯子模块写进待校准保护测控装置，延迟一段时间后，***再次读取待校准保护测控装置的测量值数据，将这些数据与标准保护装置的数据进行比较，如果满足企 业标准要求，则终止校准，并打印精度校准测试报告。否则继续执行精度校准。 

Claims (4)

1.保护测控装置测量值精度自动校准方法，由功率放大器、网络交换机、经过高精度源人工手动校准的同型号保护测控装置、同型号待校准保护测控装置、和测量值精度校准测试计算与控制模块组成、它有功率放大器输出控制子模块、保护测控装置参数配置子模块、网络通讯子模块和精度校准参数分析计算子模块组成自动校准***，待校保护测控装置和校准的保护测控装置的信号输入网络交换机后连接测量值精度校准测试计算与控制模块；功率放大器作为N台并联的保护测控装置的电流电压源，N为功率放大器能同时带动的最大保护测控装置数量，其特征是：经过手动校准的保护测控装置作为可参考的标准测量值数据读取对象，该测量值数据被认为是***可接受的精度校准理论输入值；待校准保护测控装置和经过手动校准的保护测控装置的信号输入网络交换机后连接测量值精度校准测试计算与控制模块；

测量值精度校准测试计算与控制模块负责N台保护测控装置测量数据与精度校核参数数据的读取、计算、判断和数据回传，其工作步骤是：

第1步：通知功率放大器进行电流电压输出；

第2步：读取标准装置和待校准装置的测量值和精度校准参数；

第3步：计算待校准装置的精度参数；

第4步：将计算后的结果下装到各个待校核装置中；

第5步：再读取待校准装置的测量值，判断其精度是否满足要求；如果满足则结束，不满足再回到第2步继续。

2.根据权利要求1所述的保护测控装置测量值精度自动校准方法，其特征是：第3步的计算方法是：在一个数据读取周期T内取标准保护测控装置第j通道共计M+2个测量值，除去最大值和最小值，取中间测量值的平均值，记为SMV(j)：

其中：s(j)(i)为标准保护测控装置第j个测量值通道的第i次读取的测量值数据；该标准保护测控装置第j通道所对应的精度参数记为SPV(j)；同型号第n台待校准保护测控装置第j通道的精度参数记为NPV(n)(j)，并在同样的数据读取周期T内取第j通道共计M+2个测量值，除去最大值和最小值，取中间测量值的平均值，记为NMV(n)(j)：

其中：F(n)(j)(i)为第n台保护测控装置第j个测量值通道第i次测量值数据；测量值校准测试计算与控制模块读取N台保护测控装置的测量值与精度校准参数，从而对N台保护测控装置的测量值精度校准参数进行计算，第n台保护测控装置第j个通道测量值校准后的精度参数为：

公式1、公式2、和公式3中：n为第n台保护装置，其中n≤N，j为保护测控装置第j个测量值通道；校准后的精度参数NPV(n)(j)进行数据合理性判断。

3.按照权利要求1所述的保护测控装置测量值精度自动校准方法，其特征是：***每次对N台保护测控装置进行精度校准后，都会提供较为详细的精度校准测试报告，并支持测试报告的在线打印与管理功能。

4.按照权利要求1所述的保护测控装置测量值精度自动校准方法，其特征是：由精度校准测试计算与控制模块控制功率放大器的电流电压量的输出与停止。

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