CN111239666A - 一种远端模块箱体的暂态特性测试*** - Google Patents

Abstract

一种远端模块箱体的暂态特性测试***，该***包括直流暂态电压源、时钟模块、采集电路模块、远端模块箱体、合并单元、EVT数字量接收模块和校验模块。该***使用直流暂态电压源输出标准暂态阶跃信号为远端模块箱体提供测试电压信号，并通过合并单元和EVT数字量接收模块获得试品数字信号；另外通过采集电路模块将标准暂态阶跃信号转换为标准数字信号；时钟模块控制EVT数字量接收模块和采集电路模块将试品数字信号与标准数字信号统一时序和时标；校验模块采集试品数字信号和标准数字信号，并对其进行分析处理获得远端模块箱体的暂态特性数据。该***能够方便、准确、高效的测试远端模块箱体的暂态特性，以及具有标准化、简单化、自动化的特点。

Description

一种远端模块箱体的暂态特性测试***

技术领域

本发明属于直流电压互感器测试技术领域，尤其涉及一种远端模块箱体的暂态特性测试***。

背景技术

目前直流输电***中，直流电压互感器测量的信号主要是用于控制保护。为了提高直流***的响应速度，抑制故障电流，提高电力***的安全稳定性，需要控制保护信号采样具有更快的采样速度和更宽的频带宽度，同时也对暂态特性提出了更高的要求。

现在的换流站互感器测量***中使用了大量的远端模块，远端模块将分压器采集的电信号采集转变为光信号的功能，是直流测量***的重要组成部分。要确保直流测量***在高精度下运行，必须确保投入运行的远端模块有足够的精度，否则当测量***投入运行后，直流电压、电流量将出现较大的偏差、波动，严重时甚至导致直流保护***动作，造成直流阀组或极发生闭锁，导致设备停运；因此，在测量***投运前、检修或更换直流分压器后应对测量***远端模块的暂态特性进行校验，确保其精度在正常范围内。

GBT 26217-2010高压直流输电***中的直流电压测量装置对直流互感器的暂态特性提出了明确的试验要求，但是目前国内尚没有能够完全按照国标要求进行完整暂态特性试验的机构。目前互感器暂态测试的研究基本上都是针对互感器整体的研究，同时也有一些针对电压分压器或者罗氏线圈等电压电流传感单元的暂态特性研究，但是针对远端模块的暂态特性研究却很少。目前对远端模块精度和测量***二次回路精度都是通过人工读取数据后，人工逐一计算得出，计算和读取过程繁琐，读取和计算错误率都比较高。

因此，亟需一种测试***用于对高压直流电压测量装置用远端模块箱体的暂态特性进行测试，并方便对测试结果的读取和计算。

发明内容

本发明提供了一种远端模块箱体的暂态特性测试***，用以实现对远端模块箱体的暂态特性的测试和方便对测试结果的读取和计算。

根据本发明的实施例，提供了一种远端模块箱体的频响特性测试***，该***包括：直流暂态电压源、时钟模块、采集电路模块、远端模块箱体、合并单元、EVT数字量接收模块和校验模块；其中，

所述直流暂态电压源，用于输出标准暂态阶跃信号；

所述时钟模块，输出端与所述采集电路模块和所述EVT数字量接收模块连接，用于发出波形指令；

所述采集电路，与所述直流暂态电压源输出端连接，用于将所述标准暂态阶跃信号转换为标准数字信号，并基于所述波形指令，调理所述标准数字信号具有一定的时序和时标；

所述远端模块箱体，与所述直流暂态电压源的输出端连接，用于将所述标准暂态阶跃信号转换为试品光信号；

所述合并单元，与所述远端模块箱体的输出端连接，用于将所述试品光信号转换为试品数字信号；

所述EVT数字量接收模块，与所述合并单元的输出端连接，用于接收所述试品数字信号，并基于所述波形指令，调理所述试品数字信号具有一定的时序和时标；

所述校验模块，与所述EVT数字量接收模块和所述采集电路连接，用于同步采集并分析处理所述试品数字信号和所述标准数字信号，获得所述远端模块箱体的暂态特性数据。

进一步地，所述标准数字信号与所述试品数字信号具有统一的时序和时标。

进一步地，所述直流暂态电压源包括：

直流暂态阶跃电压发生器，用于产生高压阶跃电压信号；

精密电阻分压器，与所述直流暂态阶跃电压发生器连接，将所述高压阶跃电压信号转换为低压阶跃电压信号；

二次分压电路，与所述精密电阻分压器连接，将所述低压阶跃电压信号转换调理获得所述标准暂态阶跃信号。

进一步地，所述采集电路模块中包括：

模拟数字转换单元，与所述直流暂态电压源连接，用于将所述标准暂态阶跃信号转换为所述标准数字信号；

信号调理电路，与所述模拟数字转换单元和所述时钟模块连接，用于接收所述时钟模块发出的所述波形指令，并根据所述波形指令调理所述标准数字信号具有一定的时序和时标。

进一步地，所述校验模块包括：

录波单元，与所述采集电路模块和所述EVT数字量接收模块连接，用于同步采集并记录所述试品数字信号与所述标准数字信号；

信号提取单元，与所述录波单元连接，用于提取所述试品数字信号与所述标准数字信号；

信号分析单元，与所述信号提取单元连接，用于分析处理试品数字信号与所述标准数字信号，获得所述远端模块箱体的暂态特性。

进一步地，所述采集电路和所述EVT数字量接收模块采用电池供电。

进一步地，所述校验模块分析处理所述试品数字信号和所述标准数字信号，包括：

采用高电平持续的整周期作为时间窗，进行加四项三阶Nuttall窗的快速傅立叶变换进行频谱分析，分析所述标准数字信号和所述试品数字信号稳定的直流分量幅值，作为阶跃高值H；

采用低电平持续的整周期作为时间窗，进行加四项三阶Nuttall窗的快速傅立叶变换进行频谱分析，分析所述标准数字信号和所述试品数字信号稳定的直流分量幅值，作为阶跃低值L；

基于三次样条插值，求取出所述L与H两电平的10％的对应时刻，所述标准数字信号对应时刻记为标准时刻T1，所述试品数字信号对应时刻记为试品时刻T2；

所述标准时刻与所述试品时刻之差为阶跃响应延时，即ΔT＝T2-T1。

进一步地，所述校验模块还被配置为，保存所述标准数字信号和所述试品数字信号。

基于上述实施例可见，本发明实施例提供了一种远端模块箱体的暂态特性测试***。该***使用直流暂态电压源用于输出标准暂态阶跃信号为远端模块箱体提供测试电压信号，并通过合并单元和EVT数字量接收模块获得试品数字信号；另外通过采集电路模块将标准暂态阶跃信号转换为标准数字信号，时钟模块控制EVT数字量接收模块和采集电路模块将试品数字信号与标准数字信号统一时序和时标；校验模块采集具有统一时序和时标的试品数字信号和标准数字信号，并对其进行分析处理获得远端模块箱体的暂态特性数据。本申请的测试***实现了对远端模块箱体暂态特性的直接测试，并实现了在线的数据读取和计算，解决了人工读取数据和计算错误率较高的问题。本申请的有益效果是：1、本发明提供的测试***能对高压直流电压测量装置中远端模块箱体的暂态特性进行方便、准确、高效的测试，确保投入运行的远端模块有足够的精度，从而保证测量***安全稳定运行。2、本发明提出的整个测试***标准化、简单化、自动化，能够显著减少人为因素造成的失误。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种远端模块箱体的暂态特性测试***组成示意图；

图2为本发明实施例提供的一种直流暂态电压源组成示意图；

图3为本发明实施例提供的一种采集电路模块组成示意图；

图4为本发明实施例提供的一种校验模块组成示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种远端模块箱体的暂态特性测试***；图2为本发明实施例提供的一种直流暂态电压源；图3为本发明实施例提供的一种采集电路模块；图4为本发明实施例提供的一种校验模块。由图1可知，远端模块箱体的暂态特性测试***包括：直流暂态电压源1、采集电路模块2、时钟模块3、远端模块箱体4、合并单元5、EVT数字量接收模块6和校验模块7。由图2-4可知，进一步地，直流暂态电压源1包括：直流暂态阶跃电压发生器11、精密电阻分压器12和二次分压电路13，采集电路2包括：模拟数字转换单元21和信号调理电路22，校验模块7包括：录波单元71、信号提取单元72和信号分析单元73。

具体的，直流暂态电压源1，用于输出标准暂态阶跃信号。进一步地，直流暂态电压源1包括：直流暂态阶跃电压发生器11，用于产生高压阶跃电压信号；精密电阻分压器12，与直流暂态阶跃电压发生器11连接，将直流暂态阶跃电压发生器11输出的高压阶跃电压信号转换为低压阶跃电压信号；二次分压电路13，与精密电阻分压器12连接，将精密电阻分压器12输出的低压阶跃电压信号转换调理获得标准暂态阶跃信号。直流暂态电压源1输出的标准暂态阶跃信号传输到采集电路2和远端模块箱体4。

时钟模块3，输出端与采集电路模块和EVT数字量接收模块连接，用于发出波形指令。时钟模块3发出的波形指令作用于采集电路2和EVT数字量接收模块6。

采集电路2，输入端与直流暂态电压源1输出端连接，用于将直流暂态电压源1输出的标准暂态阶跃信号转换为标准数字信号，并基于时钟模块3发出的波形指令，调理获得的标准数字信号具有一定的时序和时标。进一步地，采集电路2包括：模拟数字转换单元21，与直流暂态电压源1连接，用于将直流暂态电压源1输出的标准暂态阶跃信号转换为标准数字信号；信号调理电路22，与模拟数字转换单元21和时钟模块3连接，用于接收时钟模块3发出的波形指令，并根据波形指令调理模拟数字转换单元21获得的标准数字信号具有一定的时序和时标。最终采集电路2获得具有一定的时序和时标的标准数字信号，并通过高压直流电压测量装置设有的光纤将该标准数字信号传输到校验模块7。

远端模块箱体4，为高压直流电压测量装置用远端模块箱体，输入端与直流暂态电压源1的输出端连接，用于将直流暂态电压源1输出的标准暂态阶跃信号转换为试品光信号。

合并单元5，输入端与远端模块箱体4的输出端连接，用于将远端模块箱体4发出的试品光信号转换为试品数字信号。合并单元5将获得的试品数字信号传输至EVT数字量接收模块6。

EVT数字量接收模块6，与合并单元5的输出端连接，用于接收合并单元5输出的试品数字信号，并基于时钟模块3发出的波形指令，调理试品数字信号具有一定的时序和时标。EVT数字量接收模块6将经调理后的具有一定的时序和时标的试品数字信号高压直流电压测量装置设有的光纤传输至校验模块7。

时钟模块3发出的波形指令同时控制采集电路2的标准数字信号与EVT数字量接收模块6的试品数字信号，使其具有统一的时序和时标。这样为校验模块7对标准数字信号和试品数字信号的分析处理提供了基础。

校验模块7，输入端与EVT数字量接收模块6和采集电路2连接，用于同步采集并分析处理EVT数字量接收模块6输出的试品数字信号和采集电路2输出的标准数字信号，获得远端模块箱体4的暂态特性数据。进一步地，校验模块7包括：录波单元71，与采集电路模块2和EVT数字量接收模块6连接，用于同步采集并记录EVT数字量接收模块6输出的试品数字信号和采集电路模块2输出的标准数字信号，另外录波单元71还可以将试品数字信号和标准数字信号保存，以便事后分析；信号提取单元72，与录波单元71连接，用于提取录波单元71获得的试品数字信号与标准数字信号；信号分析单元73，与信号提取单元72连接，用于分析处理信号提取单元72获得的试品数字信号和标准数字信号，最终获得远端模块箱体4的暂态特性。其中，信号分析单元73分析处理试品数字信号和标准数字信号，包括：采用高电平持续的整周期作为时间窗，进行加四项三阶Nuttall窗的快速傅立叶变换进行频谱分析，分析标准数字信号和试品数字信号稳定的直流分量幅值，作为阶跃高值H；采用低电平持续的整周期作为时间窗，进行加四项三阶Nuttall窗的快速傅立叶变换进行频谱分析，分析标准数字信号和试品数字信号稳定的直流分量幅值，作为阶跃低值L；基于三次样条插值，求取出L与H两电平的10％的对应时刻，标准数字信号对应时刻记为标准时刻T1，试品数字信号对应时刻记为试品时刻T2；标准时刻与试品时刻之差为阶跃响应延时，即ΔT＝T2-T1。阶跃响应延时是衡量互感器暂态特性的一个关键指标，阶跃响应延时ΔT越小，反映指示灵敏快捷，有利于进行快速测量或调节控制。

采集电路2和EVT数字量接收模块6采用电池供电，使得本申请提供的测试***可以就地取样。校验模块7安置在高压直流电压测量装置的控制室，采集电路2和EVT数字量接收模块6就地取样后，通过高压直流电压测量装置设有的光纤传输至校验模块7，从而实现对高压直流电压测量装置用远端模块箱体暂态特性的测试。

本说明书中的实施例采用递进的方式描述。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，对于相关领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种远端模块箱体的暂态特性测试***，其特征在于，包括：直流暂态电压源、时钟模块、采集电路模块、远端模块箱体、合并单元、EVT数字量接收模块和校验模块；其中，

所述直流暂态电压源，用于输出标准暂态阶跃信号；

所述时钟模块，输出端与所述采集电路模块和所述EVT数字量接收模块连接，用于发出波形指令；

所述采集电路，与所述直流暂态电压源输出端连接，用于将所述标准暂态阶跃信号转换为标准数字信号，并基于所述波形指令，调理所述标准数字信号具有一定的时序和时标；

所述远端模块箱体，与所述直流暂态电压源的输出端连接，用于将所述标准暂态阶跃信号转换为试品光信号；

所述合并单元，与所述远端模块箱体的输出端连接，用于将所述试品光信号转换为试品数字信号；

所述EVT数字量接收模块，与所述合并单元的输出端连接，用于接收所述试品数字信号，并基于所述波形指令，调理所述试品数字信号具有一定的时序和时标；

所述校验模块，与所述EVT数字量接收模块和所述采集电路连接，用于同步采集并分析处理所述试品数字信号和所述标准数字信号，获得所述远端模块箱体的暂态特性数据。

2.根据权利要求1所述的远端模块箱体的暂态特性测试***，其特征在于，所述标准数字信号与所述试品数字信号具有统一的时序和时标。

3.根据权利要求1所述的远端模块箱体的暂态特性测试***，其特征在于，所述直流暂态电压源包括：

直流暂态阶跃电压发生器，用于产生高压阶跃电压信号；

精密电阻分压器，与所述直流暂态阶跃电压发生器连接，将所述高压阶跃电压信号转换为低压阶跃电压信号；

二次分压电路，与所述精密电阻分压器连接，将所述低压阶跃电压信号转换调理获得所述标准暂态阶跃信号。

4.根据权利要求1所述的远端模块箱体的暂态特性测试***，其特征在于，所述采集电路模块中包括：

模拟数字转换单元，与所述直流暂态电压源连接，用于将所述标准暂态阶跃信号转换为所述标准数字信号；

信号调理电路，与所述模拟数字转换单元和所述时钟模块连接，用于接收所述时钟模块发出的所述波形指令，并根据所述波形指令调理所述标准数字信号具有一定的时序和时标。

5.根据权利要求1所述的远端模块箱体的暂态特性测试***，其特征在于，所述校验模块包括：

录波单元，与所述采集电路模块和所述EVT数字量接收模块连接，用于同步采集并记录所述试品数字信号与所述标准数字信号；

信号提取单元，与所述录波单元连接，用于提取所述试品数字信号与所述标准数字信号；

信号分析单元，与所述信号提取单元连接，用于分析处理试品数字信号与所述标准数字信号，获得所述远端模块箱体的暂态特性。

6.根据权利要求1所述的远端模块箱体的暂态特性测试***，其特征在于，所述采集电路和所述EVT数字量接收模块采用电池供电。

7.根据权利要求5所述的远端模块箱体的暂态特性测试***，其特征在于，所述信号分析单元分析处理所述试品数字信号和所述标准数字信号，包括：

采用高电平持续的整周期作为时间窗，进行加四项三阶Nuttall窗的快速傅立叶变换进行频谱分析，分析所述标准数字信号和所述试品数字信号稳定的直流分量幅值，作为阶跃高值H；

采用低电平持续的整周期作为时间窗，进行加四项三阶Nuttall窗的快速傅立叶变换进行频谱分析，分析所述标准数字信号和所述试品数字信号稳定的直流分量幅值，作为阶跃低值L；

基于三次样条插值，求取出所述L与H两电平的10％的对应时刻，所述标准数字信号对应时刻记为标准时刻T1，所述试品数字信号对应时刻记为试品时刻T2；

所述标准时刻与所述试品时刻之差为阶跃响应延时，即ΔT＝T2-T1。

8.根据权利要求5所述的远端模块箱体的暂态特性测试***，其特征在于，所述录波单元还被配置为，保存所述标准数字信号和所述试品数字信号。

Images