CN112162226A - 一种量测特性分离测试装置、方法及终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种量测特性分离测试装置、方法及终端设备，应用于高压直流测量***上，高压直流测量***包括远端模块和电阻盒，量测特性分离测试装置包括试验电压源、电压采集模块和供电及数据解析运算模块。通过供电及数据解析运算模块对试验电压源提供的电压波形、电阻盒提供的电压波形以及远端模块提供的电压波形进行暂态响应特性、频率响应特性、直流电压分压比分析，得到阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比，判断阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比是否满足技术协议进而判断远端模块或电阻盒是否发生故障，解决了目前不能准确定位高压直流电压测量***故障具***置的问题。

Description

一种量测特性分离测试装置、方法及终端设备

技术领域

本发明涉及电力测量技术领域，尤其涉及一种量测特性分离测试装置、方法及终端设备。

背景技术

高压直流电压测量装置安装在电力***的换流站直流场，用于测量高压直流输电***直流母线及线路直流电压。目前现用高压直流电压测量装置一般为阻容分压原理的激光供电型有源高压直流分压器。高压直流分压器的高、底压臂由多节模块化的阻容单元串联而成，高、低压臂具有相同的时间常数以保证直流分压器具良好的频率特性及暂态特性；电阻盒对高压直流分压器输出的低压信号进行二次分压并转换为多路相互独立的信号输出，电阻盒内部设计为阻容分压网络，由多个相互并接独立的阻容分压支路组成，各阻容分压支路具有与高压直流分压器高、低压臂相同的时间常数以保证二次分压板以及整个高压直流电压测量装置具有良好的频率特性及暂态特性；每个二次分压板对应连接一个远端模块，远端模块将二次分压板的模拟电压信号经滤波及信号调理后进行A/D转换处理并以光信号传输至合并单元，合并单元将各路采样通道数据合并处理后以光信号实时传输给直流控制、保护及故障录波装置。

现有在开展高压直流电压测量装置量测特性现场交接试验及周期性试验时是采取直流分压比粗略检查对比的方式进行，无法准确掌握高压直流电压测量装置整体性量测特性，难以保障高压直流电压测量装置运行可靠性，严重时将直接影响直流输电***的安全运行。在对高压直流电压测量装置整体量测特性测试或直流分压比粗略检查对比测试时，由于采用整体***测试方法，无法掌握高压直流电压测量装置阻容分压单元、电阻盒、远端模块、合并单元等各子***的量测特性及部件情况；根据以往高压直流输电***直流电压测量装置缺陷类别统计，高压直流电压测量装置故障原因主要分布于电阻盒、远端模块、合并单元等子***，阻容分压单元发生故障的案例较少，然而目前对高压直流电压测量装置的电阻盒、远端模块、合并单元等子***量测特性仍缺乏可信的分离测试验证手段，无法通过分离测试的方法完成高压直流电压测量***故障快速、精准诊断定位。

发明内容

本发明实施例提供了一种量测特性分离测试装置、方法及终端设备，用于目前对高压直流电压测量装置中电阻盒和远端模块的量测特性不能分离测试，不能准确定位高压直流电压测量***故障具***置的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种量测特性分离测试装置，应用于高压直流测量***上，所述高压直流测量***包括远端模块和与所述远端模块连接的电阻盒，所述量测特性分离测试装置包括试验电压源、电压采集模块和供电及数据解析运算模块；

所述试验电压源，分别与所述电阻盒和所述供电及数据解析运算模块连接并用于提供不同时序、幅值、波形的电压；

所述电压采集模块，其输入端连接在所述电阻盒与所述远端模块之间，其输出端与所述供电及数据解析运算模块连接，用于对采集所述电阻盒的电压并对采集的电压进行处理后传输至所述供电及数据解析运算模块上；

所述供电及数据解析运算模块，用于采集所述远端模块、所述试验电压源和所述电压采集模块传输的电压波形并对电压波形进行分析，得到所述高压直流测量***是否发生故障以及发生故障的位置。

优选地，所述量测特性分离测试装置还包括通讯协议转换器，所述通讯协议转换器用于对传输数据格式进行转换；所述通讯协议转换器的输入端分别与所述远端模块和所述电压采集模块连接，所述通讯协议转换器的输出端与所述供电及数据解析运算模块连接。

优选地，所述供电及数据解析运算模块包括激光器和与所述激光器连接的驱动电路；

所述激光器用于为所述电压采集模块和所述远端模块提供激光供电；

所述驱动电路用于闭环控制所述激光器的输出激光功率。

优选地，所述供电及数据解析运算模块还包括显示界面，所述显示界面用于显示采集的数据以及电压波形。

优选地，所述供电及数据解析运算模块采集接收的采样率为10Hz、50Hz 或100Hz。

本发明还提供一种量测特性分离测试方法，应用于高压直流测量***上，包括以下步骤：

步骤S1.基于上述所述的量测特性分离测试装置，高压直流测量***与所述量测特性分离测试装置连接；

步骤S2.对所述量测特性分离测试装置施加电压前采集试验电压源的第一初始电压波形、电压采集模块的第二初始电压波形和远端模块的第三初始电压波形；以时间窗口长度固定的方波信号作为特征信号，试验电压源给所述高压直流测量***依次提供阶跃电压、变频交流电压、稳态直流电压的试验信号，所述量测特性分离测试装置采集到试验电压源传输的第一电压波形、所述试验信号经过所述电压采集模块和所述远端模块传输的第二电压波形和第三电压波形；

步骤S3.以所述特征信号作为基准，对比所述第一电压波形、所述第二电压波形、所述第三电压波形和所述第一初始电压波形、所述第二初始电压波形和所述第三初始电压波形，得到与所述第一电压波形、所述第二电压波形和所述第三电压波形对应的第一测量电压波形、第二测量电压波形和第三测量电压波形；

步骤S4.对所述第一测量电压波形、所述第二测量电压波形、所述第三测量电压波形、所述第一初始电压波形、所述第二初始电压波形和所述第三初始电压波形进行处理，得到与所述第一测量电压波形、所述第二测量电压波形、所述第三测量电压波形对应的阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比，根据阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比是否满足技术协议要求判断远端模块或电阻盒是否发生故障。

优选地，该量测特性分离测试方法，还包括若所述第一测量电压波形与所述第二测量电压波形相比，得到的阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比不满足技术协议，则所述电阻盒发生异常。

优选地，该量测特性分离测试方法，还包括若所述第二测量电压波形与所述第三测量电压波形相比，得到的阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比不满足技术协议，则所述远端模块发生异常；若所述第一测量电压波形和所述第三测量电压波形相比，得到的阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比不满足技术协议，则所述远端模块或所述电阻盒发生异常。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质用于存储计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的量测特性分离测试方法。

本发明还提供一种终端设备，包括处理器以及存储器：

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述的量测特性分离测试方法。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

1.该量测特性分离测试装置通过试验电压源提供试验电压，电压采集模块采集电阻盒分压后的电压，供电及数据解析运算模块采集试验电压源提供的电压波形以及经过电压采集模块处理后和远端模块提供的电压波形进行暂态响应特性、频率响应特性、直流电压分压比分析，得到最阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比，判断阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比是否满足技术协议判断远端模块或电阻盒是否发生故障，解决了目前对高压直流电压测量装置中电阻盒和远端模块的量测特性不能分离测试，不能准确定位高压直流电压测量***故障具***置的技术问题。

2.该量测特性分离测试方法通过量测特性分离测试装置上的供电及数据解析运算模块采集试验电压源、电压采集模块、远端模块的电压波形并对电压和电压波形进行暂态响应特性、频率响应特性、直流电压分压比分析，得到测试的阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比，判断阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比是否满足技术协议判断远端模块或电阻盒是否发生故障，解决了目前对高压直流电压测量装置中电阻盒和远端模块的量测特性不能分离测试，不能准确定位高压直流电压测量***故障具***置的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例所述的量测特性分离测试装置的框架图。

图2为本发明实施例所述的量测特性分离测试装置电压采集模块的框架图。

图3为本发明实施例所述的信号处理传输延时特性测量***的框架图。

图4为本发明实施例所述的量测特性分离测试方法的步骤流程图。

图5为现有高压直流电压测量***的框架图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

图5为现有高压直流电压测量***的框架图。

如图5所示，高压直流电压测量***主要包含有阻容分压单元、电阻盒、远端模块、合并单元，这四个部件的各自性能状况对高压直流电压测量***的整体性能有着重要的影响，分离测试分析高压直流电压测量***各部件性能是评估高压直流电压测量***性能及可靠性的重要依据，也是精准定位高压直流电压测量***故障部件的重要手段；目前对高压直流电压直流测量***的阻容分压单元、电阻盒、远端模块、合并单元的分离测试技术和测试方法研究尚不深入，在开展高压直流电压测量***的量测特性型式试验及例行试验时，主要针对其整体暂态响应、频率响应和最大直流电压分压比进行测试。

在GB/T 26217-2010的《高压直流输电***直流电压测量装置》中，针对高压直流电压测量***的暂态响应试验，规定测量装置需在试品高压端施加测量范围10％以上的一个阶跃电压，在试品的输出端测量响应特性，阶跃电压一般采用冲击电压替代或采用经用户同意的信号波形，测量装置的阶跃响应时间满足技术协议要求；针对高压直流电压测量***的频率响应试验，规定测量装置需在一次输入端分别施加频率为50Hz、100Hz、200Hz、300Hz、 400Hz、500Hz、600Hz、700Hz、800Hz、900Hz、1000Hz、1200Hz、2000 Hz和3000Hz的正弦波试验电压，进行频率响应特性测量，测量包括交流电压幅值(交流变比)和相位，输入电压可采用正弦波信号，或采用经用户同意的信号波形，试验输入电压值大于1kV(方均根值)并要求频率响应特性满足相关要求；针对直流电压测量装置的最大直流电压分压比试验，规定测量试品在0.01p.u、0.1p.u、0.2p.u、0.8p.u、1p.u、1.1p.u、1.5p.u电压下的直流电压测量误差，电压测量***精度满足技术协议要求。p.u.表示bai的是标幺值，标幺值是相对单位制的一种，标幺值是电力***分析和工程计算中常用的数值标记方法，表示各物理量及参数的相对值。

现用高压直流电压测量***对远端模块进行量测特性分离测试一般采用激光供电，采样数据按规定采样率及通信协议采用光纤传输方式且数据采样率或传输协议不完全统一，目前缺乏可为远端模块提供激光供电且能兼容接收不同采样率或通信协议的远端模块测试***。由于激光供电型高压直流电压测量***的电阻盒二次分压输出电压一般较低(一般小于1V)且分压输出精度易受负载阻抗及时间常数影响，而现场测试时标准参考电压取样点与远端模块测试***相距较远，用长电缆直接引入参考电压进行模拟采样的方式难以保证标准参考电压采集的准确性。

本申请实施例提供了一种量测特性分离测试装置、方法及终端设备，应用于高压直流测量***上，用于解决了目前对高压直流电压测量装置中电阻盒和远端模块的量测特性不能分离测试，不能准确定位高压直流电压测量***故障具***置的技术问题。

实施例一：

图1为本发明实施例所述的量测特性分离测试装置的框架图，图2为本发明实施例所述的量测特性分离测试装置电压采集模块的框架图，图3为本发明实施例所述的量测特性分离测试装置供电及数据解析运算模块的框架图。

如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种量测特性分离测试装置，应用于高压直流测量***上，高压直流测量***包括远端模块11和与远端模块11连接的电阻盒12，量测特性分离测试装置包括试验电压源21、电压采集模块22和供电及数据解析运算模块23；

试验电压源21，分别与电阻盒12和供电及数据解析运算模块23连接并用于提供不同时序、幅值、波形的电压；

电压采集模块22，电压采集模块22的输入端连接在电阻盒12与远端模块11之间，电压采集模块22的输出端与供电及数据解析运算模块23连接，用于对采集电阻盒12的电压并对采集的电压进行处理后传输至供电及数据解析运算模块23上；

供电及数据解析运算模块23，用于采集远端模块11、试验电压源21和电压采集模块22传输的电压波形并对电压波形进行分析，得到高压直流测量***是否发生故障以及发生故障的位置。

在本发明实施例中，试验电压源11的输出端通过同轴电缆外接高压直流电压测量***10的电阻盒12的二次分压板输入端，同时通过同轴电缆并接至供电及数据解析运算模块23的模拟采样输入端。电压采集模块22的采样输入端通过同轴电缆外接电阻盒12的输出端，电压采集模块22的采样输入端通过同轴电缆外接的远端模块11的电压输入端。电压采集模块22的光信号数据输出端口与供电及数据解析运算模块23的光信号数据接收端口连接；电压采集模块22的激光供电信号接收端口与供电及数据解析运算模块23的激光供电信号发射端口。供电及数据解析运算模块23的模拟采样输入端通过同轴电缆与电阻盒12的输入端连接，供电及数据解析运算模块23的光信号数据接收端口与电压采集模块22的光信号数据输出端口连接；供电及数据解析运算模块23的光信号数据接收端口与远端模块11的光信号数据输出端口连接；供电及数据解析运算模块23的激光供电信号发射端口与远端模块11 的激光供电信号接收端口连接，远端模块11的光信号数据输出端口余供电及数据解析运算模块23的光信号数据接收端口连接。

在本发明实施例中，试验电压源21主要是按预设时序、幅值及波形输出方波电压、阶跃电压、冲击电压、变频电压和高稳定度直流电压或时序组合电压，相应输出电压经电压采集模块22、电阻盒112的分压、远端模块11等部件处理后被供电及数据解析运算模块23接收。

在本发明实施例中，电压采集模块22可由自身锂电池供电，也可以由供电及数据解析运算模块23激光供电。

需要说明的是，电压采集模块22的处理传输延时时间为≤0.2us。

在本发明实施例中，供电及数据解析运算模块23对电阻盒12的输入电压、电压采集模块22和远端模块11输出信号进行高速实时采集，在供电及数据解析运算模块23上设置采样率、数字输入量额定电压比可依据输入通道实际数据类型，供电及数据解析运算模块23可以依据设置测试项目参数对数据进行分析并计算出高压直流电压测量***10中电阻盒12及远端模块11的量测特性，实现对出高压直流电压测量***10中电阻盒12及远端模块11的量测特性的分离测试，最终通过分离测试的方法完成高压直流电压测量***故障的快速、精准诊断定位。

需要说明的是，供电及数据解析运算模块23根据采集的电压波形分析的主要测试参数包含有高压直流电压测量***10中电阻盒12或远端模块11的暂态响应特性(阶跃响应时间)、频率响应特性(包括各频率试验电压下的最大幅值误差和最大相角误差)、最大直流电压分压比等参数。供电及数据解析运算模块23可以为计算机，也可以为具有数据分析处理功能的智能终端。

在本发明的实施例中，供电及数据解析运算模块23处理数据的误差以及电压比判断依据是DL/T282-2012中6.5.2规定的1/4的技术协议。

本发明提供的一种量测特性分离测试装置通过试验电压源提供试验电压，电压采集模块采集电阻盒分压后的电压，供电及数据解析运算模块采集试验电压源提供的电压波形以及经过电压采集模块处理后和远端模块提供的电压波形进行暂态响应特性、频率响应特性、直流电压分压比分析，得到最阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比，判断阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比是否满足技术协议判断远端模块或电阻盒是否发生故障，解决了目前对高压直流电压测量装置中电阻盒和远端模块的量测特性不能分离测试，不能准确定位高压直流电压测量***故障具***置的技术问题。

在本发明的一个实施例中，量测特性分离测试装置还包括通讯协议转换器24，通讯协议转换器24用于对传输数据格式进行转换；通讯协议转换器 24的输入端分别与远端模块11和电压采集模块22连接，通讯协议转换器23 的输出端与供电及数据解析运算模块23连接。在本实施例中，供电及数据解析运算模块23的光信号数据接收端口与通信协议转换器24的信号输出端口连接，远端模块11的光信号数据输出端口与通信协议转换器24的信号输入端口连接。

需要说明的是，通信协议转换器24能够对特定通信协议数据格式间的转换实现实时转换传输。转换对象可能为IEC61850-9-1、IEC61850-9-2LE、 IEC61850-9-2、IEC60044-8FT3以及TDM等协议间，通信协议转换器24的转换传输绝对延时时间为≤0.2us。电压采集模块22和远端模块11输出的光信号电压采样数据可能为特定通信协议、特定采样率的数据格式输出至供电及数据解析运算模块23，对应于供电及数据解析运算模块23接收的光信号电压采样数据可能为特定通信协议、特定采样率的数据格式。特定通信协议可能为IEC61850-9-1、IEC61850-9-2LE、IEC61850-9-2、IEC60044-8 FT3以及 TDM等协议，特定采样率的数据格式可能为10Hz、50Hz、100Hz等采样率。

在本发明的一个实施例中，供电及数据解析运算模块23包括激光器和与激光器连接的驱动电路；激光器用于为电压采集模块22和远端模块11提供激光供电；驱动电路用于闭环控制激光器的输出激光功率。

供电及数据解析运算模块23还包括显示界面，显示界面用于显示采集的数据以及电压波形。

需要说明的是，激光器主要为电压采集装置22及远端模块11提供激光供电，驱动电路根据接收到的反馈信号对相应激光器发射功率进行闭环控制，显示界面具备显示采集的信息数据，也可通过显示界面关闭相关激光器发射功率闭环自动控制功能并对激光输出功率参数进行手动修改设置。

在本发明的一个实施例中，电压采集模块22与供电及数据解析运算模块23之间通过GPS或外部对时单元实现时钟同步。

需要说明的是，GPS或外部对时单元具备接收1PPS、IRIG-B或GB/T 25931-2010规定的PTP信号进行对时的能力，也具备1PPS、IRIG-B或GB/T 25931-2010规定的PTP信号输出功能，时间同步接口采用ST光纤接口或 LC光纤接口。

实施例二：

图4为本发明实施例所述的量测特性分离测试方法的步骤流程图。

如图4所示，本发明实施例还提供一种量测特性分离测试方法，应用于高压直流测量***上，包括以下步骤：

步骤S1.基于上述的量测特性分离测试装置，高压直流测量***与量测特性分离测试装置连接；

步骤S2.对量测特性分离测试装置施加电压前采集试验电压源的第一初始电压波形、电压采集模块的第二初始电压波形和远端模块的第三初始电压波形；以时间窗口长度固定的方波信号作为特征信号，试验电压源给高压直流测量***依次提供阶跃电压、变频交流电压、稳态直流电压的试验信号，量测特性分离测试装置采集到试验电压源传输的第一电压波形、试验信号经过电压采集模块和远端模块传输的第二电压波形和第三电压波形；

步骤S3.以特征信号作为基准，对比第一电压波形、第二电压波形、第三电压波形和第一初始电压波形、第二初始电压波形和第三初始电压波形，得到与第一电压波形、第二电压波形和第三电压波形对应的第一测量电压波形、第二测量电压波形和第三测量电压波形；

步骤S4.对第一测量电压波形、第二测量电压波形、第三测量电压波形、第一初始电压波形、第二初始电压波形和第三初始电压波形进行处理，得到与第一测量电压波形、第二测量电压波形、第三测量电压波形对应的阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比，根据阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比是否满足技术协议要求判断远端模块或电阻盒是否发生故障。

在本发明实施例中，若第一测量电压波形与第二测量电压波形相比，得到的阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比不满足技术协议，则电阻盒发生异常；若第二测量电压波形与第三测量电压波形相比，得到的阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比不满足技术协议，则远端模块发生异常；若第一测量电压波形和第三测量电压波形相比，得到的阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比不满足技术协议，则远端模块或电阻盒发生异常。

需要说明的是，对高压直流测量***的电阻盒和远端模块进行测试之前，先对量测特性分离测试装置中的供电及数据解析运算模块的各通道驱动电流、采样率、比例因子或二次额定值等参数进行设置，确认相应通道驱动电流及信号数据接收均正常、对时正常。设置试验电压源输出为零值并根据试验需要预设试验电压波形、频率、幅值及组合时序，启动试验电压源，在发出指定试验电压前，发出时间窗口长度固定的方波信号作为特征信号，用于对采样数据进行特征标定；固定时延后，试验电压源按预设试验电压生成指定阶跃电压、冲击电压、变频电压或稳态直流电压试验信号，固定时延后，发出时间长度固定的另一个方波信号作为特征信号。

在本实施例中，当对高压直流电压测量***中电阻盒进行量测特性进行分离测试，供电及数据解析运算模块对电阻盒输入电压、电压采集模块输出信号进行高速实时采集，供电及数据解析运算模块采集到的模拟输入端的第一初始电压波形U0(依据电阻盒额定分压比K设置采样数据的增益比例)、电压采集模块的第二初始电压波形V0，供电及数据解析运算模块并存储试验电压源输出的第一电压波形Un，以及试验电压源输出的第一测量电压波形经过电阻盒和电压采集模块传输的第二电压波形Vn，利用首尾的特征信号(如试验电压源设置输出的时间窗口长度固定方波信号)将第二电压波形Vn中的特性信号与第一电压波形Un中的特征信号进行对齐，若出现不对齐的情况，则表明采集的波形数据有错漏，舍去该组测试结果，供电及数据解析运算模块重新采样；若出现对齐的情况，供电及数据解析运算模块将波形中的Un、 Vn去除初始值，得到Ui＝Un-U0，Vi＝Vn-V0，对Ui、Vi进行阶跃响应时间分析(暂态响应测试时，分析计算阶跃响应时间是否满足技术协议要求)、幅频特性分析和相频特性分析(频率响应测试时，计算各种频率试验电压下的最大幅值误差和最大相角误差是否满足技术协议要求)或直流电压分压比分析(最大直流电压分压比测试时，计算最大直流电压分压比基本误差是否技术协议要求)。若Ui、Vi相关量测特性测试误差不满足技术协议要求，则说明电阻盒发生异常，并在显示界面上显示Ui、Vi测试波形和对应测量值幅值、平均值。其中，相关量测特性包括阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比等数据。

需要说明的是，在第二电压波形Vn和第一电压波形Un中得到同一个周期的电压峰值，根据电压峰值得到对应的时间，两个电压波形电压峰值时间相减的绝对值为阶跃响应时间。根据第二电压波形Vn与第一电压波形Un的电压峰值相减得到测试的电压Ui，电压Ui与Vi之间相比得到最大幅值误差，根据电压幅值Ui与U0得到对应的相位角，对应的相位角相比计算得到最大相角误差，最大直流电压分压比为Vi/Ui。在开展频率响应测试时，根据某频率下Ui、Vi同一周期峰值时刻相减得到相角误差，某频率下Ui、Vi同一周期峰值相比得到幅值误差，在各频率电压及测试周期内采集计算得到的相角误差、幅值误差最大值为对应频率下的最大幅值误差和最大相角误差；在开展直流电压分压比测试时，根据Ui、Vi特征信号对齐施加的直流测试电压信号，特征信号对齐后Ui与Vi之间相比的最大值得到最大直流电压分压比。

在本实施例中，当对高压直流电压测量***中远端模块进行量测特性进行分离测试，供电及数据解析运算模块对电阻盒输入电压、电压采集模块输出信号进行高速实时采集，供电及数据解析运算模块采集到的电压采集模块的第二初始电压波形V0和远端模块的初始输出电压数据第三初始电压波形W0，供电及数据解析运算模块并存储试验电压源经过电阻盒和远端模块输出的第三电压波形Wn，以及试验电压源输出的第一测量电压波形经过电阻盒和电压采集模块传输的第二电压波形Vn，利用首尾的特征信号(如试验电压源设置输出的时间窗口长度固定方波信号)将第二电压波形Vn中的特性信号与第三电压波形Wn中的特征信号进行对齐，若出现不对齐的情况，则表明采集的波形数据有错漏，舍去该组测试结果，供电及数据解析运算模块重新采样；若出现对齐的情况，供电及数据解析运算模块将波形中的Wn、Vn去除初始值，得到Wi＝Wn-W0，Vi＝Vn-V0，对Wi、Vi进行阶跃响应时间分析(暂态响应测试时，分析计算阶跃响应时间是否满足技术协议要求)、幅频特性分析和相频特性分析(频率响应测试时，计算各种频率试验电压下的最大幅值误差和最大相角误差是否满足技术协议要求)或直流电压分压比分析 (最大直流电压分压比测试时，计算最大直流电压分压比基本误差是否技术协议要求)。若Wi、Vi相关量测特性测试误差不满足技术协议要求，则说明远端模块发生异常，并在显示界面上显示Wi、Vi测试波形和对应测量值幅值、平均值。

需要说明的是，在第二电压波形Vn和第三电压波形Wn中得到电压峰值，根据电压峰值得到对应的时间，两个电压波形电压峰值时间相减的绝对值为阶跃响应时间。根据第二电压波形Vn与第三电压波形Wn的电压峰值相减得到测试的电压Wi，电压Wi与Vi之间相比得到最大幅值误差，根据电压幅值 Wi与Vi得到对应的相位角，对应的相位角相比计算得到最大相角误差，最大直流电压分压比为Wi/Vi。在开展频率响应测试时，根据某频率下Vi、Wi同一周期峰值时刻相减得到相角误差，在某频率下Vi、Wi同一周期峰值相比得到幅值误差，在各频率电压及测试周期内采集计算得到的相角误差、幅值误差最大值为对应频率下的最大幅值误差和最大相角误差；在开展直流电压分压比测试时，根据Vi、Wi特征信号对齐施加的直流测试电压信号，特征信号对齐后Vi与Wi之间相比的最大值得到最大直流电压分压比。

在本实施例中，当对高压直流电压测量***中远端模块和电阻盒进行量测特性进行分离测试，供电及数据解析运算模块对电阻盒输入电压、电压采集模块输出信号进行高速实时采集，供电及数据解析运算模块采集到的试验电压源的第一初始电压波形U0和远端模块的初始输出电压数据第三初始电压波形W0，供电及数据解析运算模块并存储试验电压源经过电阻盒和远端模块输出的第三电压波形Wn，以及试验电压源输出的第一测量电压波形对应的第一电压波形Un，利用首尾的特征信号(如试验电压源设置输出的时间窗口长度固定方波信号)将第一电压波形Un中的特性信号与第三电压波形Wn 中的特征信号进行对齐，若出现不对齐的情况，则表明采集的波形数据有错漏，舍去该组测试结果，供电及数据解析运算模块重新采样；若出现对齐的情况，供电及数据解析运算模块将波形中的Wn、Un去除初始值，得到 Wi＝Wn-W0，Ui＝Un-U0，对Wi、Ui进行阶跃响应时间分析(暂态响应测试时，分析计算阶跃响应时间是否满足技术协议要求)、幅频特性分析和相频特性分析(频率响应测试时，计算各种频率试验电压下的最大幅值误差和最大相角误差是否满足技术协议要求)或直流电压分压比分析(最大直流电压分压比测试时，计算最大直流电压分压比基本误差是否技术协议要求)。若 Wi、Ui相关量测特性测试误差不满足技术协议要求，则说明电阻盒或远端模块发生异常，并在显示界面上显示Wi、Ui测试波形和对应测量值幅值、平均值。

需要说明的是，在第一电压波形Un和第三电压波形Wn中得到电压峰值，根据电压峰值得到对应的时间，两个电压波形电压峰值时间相减的绝对值为阶跃响应时间。根据第一电压波形Un与第三电压波形Wn的电压峰值相减得到测试的电压Wi，电压Wi与Ui之间相比得到最大幅值误差，根据电压幅值 Wi与Ui得到对应的相位角，对应的相位角相比计算得到最大相角误差，最大直流电压分压比为Wi/Ui。在开展频率响应测试时，根据某频率下Ui、Wi同一周期峰值时刻相减得到相角误差，在某频率下Ui、Wi同一周期峰值相比得到幅值误差，在各频率电压及测试周期内采集计算得到的相角误差、幅值误差最大值为对应频率下的最大幅值误差和最大相角误差；在开展直流电压分压比测试时，根据Ui、Wi特征信号对齐施加的直流测试电压信号，特征信号对齐后Ui与Wi之间相比的最大值得到最大直流电压分压比。

本发明提供的一种量测特性分离测试方法通过量测特性分离测试装置上的供电及数据解析运算模块采集试验电压源、电压采集模块、远端模块的电压波形并对电压和电压波形进行暂态响应特性、频率响应特性、直流电压分压比分析，得到测试的阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比，判断阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比是否满足技术协议判断远端模块或电阻盒是否发生故障，解决了目前对高压直流电压测量装置中电阻盒和远端模块的量测特性不能分离测试，不能准确定位高压直流电压测量***故障具***置的技术问题。

实施例三：

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机存储介质用于存储计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的量测特性分离测试方法。

实施例四：

本发明实施例还提供一种终端设备，其特征在于，包括处理器以及存储器：

存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；

处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的量测特性分离测试方法。

示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在设备中的执行过程。

设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器可以是计算机设备的内部存储单元，例如计算机设备的硬盘或内存。存储器也可以是计算机设备的外部存储设备，例如计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital， SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及计算机设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种量测特性分离测试装置，应用于高压直流测量***上，所述高压直流测量***包括远端模块和与所述远端模块连接的电阻盒，其特征在于，所述量测特性分离测试装置包括试验电压源、电压采集模块和供电及数据解析运算模块；

所述试验电压源，分别与所述电阻盒和所述供电及数据解析运算模块连接并用于提供不同时序、幅值、波形的电压；

所述电压采集模块，其输入端连接在所述电阻盒与所述远端模块之间，其输出端与所述供电及数据解析运算模块连接，用于对采集所述电阻盒的电压并对采集的电压进行处理后传输至所述供电及数据解析运算模块上；

所述供电及数据解析运算模块，用于采集所述远端模块、所述试验电压源和所述电压采集模块传输的电压波形并对电压波形进行分析，得到所述高压直流测量***是否发生故障以及发生故障的位置。

2.根据权利要求1所述的量测特性分离测试装置，其特征在于，所述量测特性分离测试装置还包括通讯协议转换器，所述通讯协议转换器用于对传输数据格式进行转换；所述通讯协议转换器的输入端分别与所述远端模块和所述电压采集模块连接，所述通讯协议转换器的输出端与所述供电及数据解析运算模块连接。

3.根据权利要求1所述的量测特性分离测试装置，其特征在于，所述供电及数据解析运算模块包括激光器和与所述激光器连接的驱动电路；

所述激光器用于为所述电压采集模块和所述远端模块提供激光供电；

所述驱动电路用于闭环控制所述激光器的输出激光功率。

4.根据权利要求1所述的量测特性分离测试装置，其特征在于，所述供电及数据解析运算模块还包括显示界面，所述显示界面用于显示采集的数据以及电压波形。

5.根据权利要求1所述的量测特性分离测试装置，其特征在于，所述供电及数据解析运算模块采集接收的采样率为10Hz、50Hz或100Hz。

6.一种量测特性分离测试方法，应用于高压直流测量***上，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1.基于如权利要求1-5任意一项所述的量测特性分离测试装置，高压直流测量***与所述量测特性分离测试装置连接；

步骤S2.对所述量测特性分离测试装置施加电压前采集试验电压源的第一初始电压波形、电压采集模块的第二初始电压波形和远端模块的第三初始电压波形；以时间窗口长度固定的方波信号作为特征信号，试验电压源给所述高压直流测量***依次提供阶跃电压、变频交流电压、稳态直流电压的试验信号，所述量测特性分离测试装置采集到试验电压源传输的第一电压波形、所述试验信号经过所述电压采集模块和所述远端模块传输的第二电压波形和第三电压波形；

步骤S3.以所述特征信号作为基准，对比所述第一电压波形、所述第二电压波形、所述第三电压波形和所述第一初始电压波形、所述第二初始电压波形和所述第三初始电压波形，得到与所述第一电压波形、所述第二电压波形和所述第三电压波形对应的第一测量电压波形、第二测量电压波形和第三测量电压波形；

步骤S4.对所述第一测量电压波形、所述第二测量电压波形、所述第三测量电压波形、所述第一初始电压波形、所述第二初始电压波形和所述第三初始电压波形进行处理，得到与所述第一测量电压波形、所述第二测量电压波形、所述第三测量电压波形对应的阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比，根据阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比是否满足技术协议要求判断远端模块或电阻盒是否发生故障。

7.根据权利要求6所述的量测特性分离测试方法，其特征在于，还包括：

若所述第一测量电压波形与所述第二测量电压波形相比，得到的阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比不满足技术协议，则所述电阻盒发生异常。

8.根据权利要求7所述的量测特性分离测试方法，其特征在于，若所述第二测量电压波形与所述第三测量电压波形相比，得到的阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比不满足技术协议，则所述远端模块发生异常；

若所述第一测量电压波形和所述第三测量电压波形相比，得到的阶跃响应时间、幅值误差、相角误差和直流电压分压比不满足技术协议，则所述远端模块或所述电阻盒发生异常。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质用于存储计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求6所述的量测特性分离测试方法。

10.一种终端设备，其特征在于，包括处理器以及存储器：

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行如权利要求6所述的量测特性分离测试方法。

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