專利名稱：數(shù)字化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)同步方法，屬于電力系統(tǒng) 繼電保護(hù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字化變電站技術(shù)在電力系統(tǒng)逐步試點(diǎn)與推廣，基于電子式互感器
(ET)接入的各種數(shù)字化保護(hù)裝置逐步被開發(fā)出來，在這些保護(hù)裝置中，線路 光纖差動(dòng)保護(hù)裝置是較為復(fù)雜的一種，因?yàn)樗艘鎸?duì)數(shù)字化保護(hù)裝置開發(fā) 的共性問題外，還要解決兩側(cè)保護(hù)裝置釆樣數(shù)據(jù)同步的問題。與傳統(tǒng)光纖差動(dòng) 保護(hù)裝置相比，數(shù)字化光纖差動(dòng)保護(hù)存在以下困難
(1)按照IEC60044-7/8標(biāo)準(zhǔn)制造的電子式互感器及其合并單元(MU),不 具備接收從保護(hù)裝置到MU方向的控制命令(如釆樣時(shí)刻調(diào)整)的接口，以致目 前廣泛使用的通過調(diào)整釆樣時(shí)刻實(shí)現(xiàn)兩側(cè)數(shù)據(jù)同步的方法在ET接入的光纖差動(dòng) 保護(hù)裝置中不能適用。
(2 )線路一次電流與電壓經(jīng)ET變換，再經(jīng)MU傳送到保護(hù)裝置的過程存在 比較明顯的延時(shí)， 一般在幾百微秒以上，甚至超過l亳秒。
(3) 先期投運(yùn)的數(shù)字化變電站中的線路對(duì)側(cè)互感器仍然是傳統(tǒng)互感器，光 纖差動(dòng)保護(hù)裝置要能適應(yīng)這種一側(cè)是ET接入另 一側(cè)是傳統(tǒng)互感器接入的情況。
(4) 釆用IEC61850-9接口協(xié)議輸出的電子式互感器，經(jīng)過程層網(wǎng)絡(luò)傳送采 樣數(shù)據(jù)時(shí)，受網(wǎng)絡(luò)工況的影響，二次傳輸延時(shí)可能會(huì)不穩(wěn)定，且變動(dòng)幅度較大。 最大的變動(dòng)幅度可能將近4亳秒。
由于以上幾個(gè)方面的困難，在傳統(tǒng)光纖差動(dòng)保護(hù)中應(yīng)用良好的數(shù)據(jù)同步方 法將不能或不能直接應(yīng)用于ET接入的光纖差動(dòng)保護(hù)裝置中。
使用全球定位系統(tǒng)GPS (Global Position System)為整個(gè)差動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)提 供一個(gè)統(tǒng)一的高穩(wěn)定的基準(zhǔn)時(shí)鐘，來實(shí)現(xiàn)釆樣數(shù)據(jù)的同步是一個(gè)簡單直接的方法。無論IEC61850還是IEC60044-8都明確的提到了該方法。在工程中，GPS也 早已是廠站自動(dòng)化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置，設(shè)備基礎(chǔ)是容易滿足的。釆用GPS秒脈沖 來同步兩側(cè)ET采樣時(shí)刻的方法固然簡單方便，但方法本身依賴于GPS， 一向被 繼電保護(hù)專業(yè)認(rèn)為降低了保護(hù)裝置可靠性。另外，使用他國控制GPS系統(tǒng)，可 能會(huì)受國際政治、軍事關(guān)系的影響。
繼電保護(hù)專業(yè)注重可靠性，保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)總是希望用盡可能少的設(shè)備、器 件、外部條件來完成所需的功能。減少對(duì)外部設(shè)備的依賴從體系結(jié)構(gòu)上減少了 可能的故障點(diǎn)，對(duì)保證保護(hù)的可靠性有全局性的意義。
解決數(shù)字化線路光纖差動(dòng)保護(hù)裝置數(shù)據(jù)同步問題的外部技術(shù)條件與基礎(chǔ)包
括
(1) 分別安裝于兩變電站中的保護(hù)裝置之間的縱聯(lián)光纖通信通道，未因數(shù) 字化變電站技術(shù)的推廣和應(yīng)用而有太多變化，電力運(yùn)行部門自建或租用的光纖 通道，提供給線路差動(dòng)保護(hù)用的通道及其路由雙向延時(shí)是相等的，這跟傳統(tǒng)光 纖差動(dòng)保護(hù)的數(shù)據(jù)同步方法的前提相同，在工程中也是完全能保證的。
(2) 在數(shù)字化變電站的站內(nèi)，所有間隔層設(shè)備如保護(hù)裝置與過程層設(shè)備如 MU裝置的釆樣脈沖信號(hào)每秒鐘接受全站同一基準(zhǔn)時(shí)鐘的秒脈沖信號(hào)lpps (1 Pulse Per Second)同步一次(相位鎖定)。全站基準(zhǔn)時(shí)鐘(主鐘)通過GPS接 收機(jī)接收天空中GPS衛(wèi)星的授時(shí)信號(hào)，該信號(hào)該脈沖信號(hào)的上升沿與國際標(biāo)準(zhǔn) 時(shí)間UTC (Universal Time Coordinated世界調(diào)整時(shí)間)的同步誤差不超過lus。 站內(nèi)主鐘自身具有高精度守時(shí)時(shí)鐘，若與GPS時(shí)鐘同步后再失步，在其后較長 時(shí)間內(nèi)仍然可以保持與UTC同步。
(3 ) ET的傳感頭部分或遠(yuǎn)端模塊的ADC采樣起動(dòng)由MU發(fā)來的采樣信號(hào)起 動(dòng)，MU的釆樣信號(hào)由l卯s經(jīng)倍頻后變成ET的釆樣頻率，發(fā)送到ET的ADC轉(zhuǎn)換 部分，啟動(dòng)AD釆樣。這樣，ET的采樣時(shí)刻通過公共的lpps與保護(hù)裝置之間保
持了一種固定的關(guān)系。
(4)線路各相ET經(jīng)同步釆樣得到的數(shù)據(jù)先經(jīng)MU合并打包成幀，然后送給 保護(hù)裝置。IEC61850-9以及IEC60044-8規(guī)定的MU輸出通信報(bào)文中，包含有一 個(gè)16位的樣本計(jì)數(shù)，此16位計(jì)數(shù)用以檢查連續(xù)更新的幀數(shù)，在每出現(xiàn)一個(gè)新幀時(shí)加l，并且該計(jì)數(shù)隨每一個(gè)同步脈沖lpps出現(xiàn)時(shí)置零。因此可以說，樣本 計(jì)數(shù)值實(shí)際上具有相對(duì)時(shí)間的意義。
(5) MU輸出的標(biāo)準(zhǔn)幀格式中，包含有ET的額定延時(shí)時(shí)間，可以是2Ts、 3Ts (Ts為釆樣周期)，對(duì)釆用同步脈沖的MU,也可以為3ms (+10°/「簡)。該 延時(shí)時(shí)間給出了 一次電流變送到MU的過程延時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可直接應(yīng)用于數(shù)字化光纖差動(dòng)保護(hù) 裝置的兩端數(shù)據(jù)同步方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于ET 二次變送延時(shí)實(shí)測(cè)值和改進(jìn) 插值法的數(shù)字化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)同步方法，其特征在于包括以下步驟
(1) 本側(cè)保護(hù)裝置處理器內(nèi)設(shè)一只內(nèi)部計(jì)時(shí)器(時(shí)鐘)t3，本側(cè)MU處理器內(nèi) 設(shè)一只內(nèi)部計(jì)時(shí)器t4，本側(cè)變電站內(nèi)公用時(shí)鐘源的lpps/M信號(hào)經(jīng)光纖口同時(shí)接 入到保護(hù)裝置與MU;
(2) 本側(cè)保護(hù)裝置處理器以外部中斷方式接收lpps/M信號(hào)，如果lpps/M信 號(hào)出現(xiàn)，處理器在lpps/M脈沖的前沿將t3置0，隨后t3自動(dòng)計(jì)時(shí)，直到下一 次lpps/M出現(xiàn)時(shí)重新置0，如此周而復(fù)始，本側(cè)MU同樣以外部中斷方式接收l卯s 信號(hào)，如果lpps/M信號(hào)出現(xiàn)，處理器在lpps/M脈沖的前沿將t4置0，隨后t4 自動(dòng)計(jì)時(shí)，直到下一次lpps/M出現(xiàn)時(shí)重新置0，如此周而復(fù)始；
(3) 本側(cè)MU收到lpps/M后，以其為基準(zhǔn)倍頻成釆樣周期為Ts的采樣信號(hào) 向電子式互感器(ET)的ADC發(fā)出，第l個(gè)采樣信號(hào)與lpps/M脈沖的前沿在同 一時(shí)刻發(fā)出(誤差可忽略)，MU在發(fā)出釆樣信號(hào)的同時(shí)接收ET的ADC送來的采 樣數(shù)據(jù)，但該數(shù)據(jù)并非對(duì)應(yīng)本次采樣信號(hào)的數(shù)據(jù)，而是Tpl時(shí)間前的釆樣數(shù)據(jù)， Tpl為本側(cè)ET額定延時(shí)，MU給每次收到的數(shù)據(jù)標(biāo)上樣本記數(shù)，該樣本計(jì)數(shù)在 lpps/M信號(hào)前沿的時(shí)刻為零，以后每次釆樣時(shí)加l，至下次lpps/M出現(xiàn)時(shí)再次 置O,如此周而復(fù)始；
(4 )本惻MU在每個(gè)采樣間隔將電壓電流采樣數(shù)據(jù)及其樣本計(jì)數(shù)以及Tpl按 標(biāo)準(zhǔn)幀格式發(fā)送給本側(cè)保護(hù)裝置;上述(包含(1) _(3) ) MU的工作方式與內(nèi)容 是標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定要實(shí)現(xiàn)的功能。(5 )對(duì)側(cè)保護(hù)裝置處理器內(nèi)設(shè)一只內(nèi)部計(jì)時(shí)器(時(shí)鐘)t2;對(duì)側(cè)MU處理器 內(nèi)設(shè)一只內(nèi)部計(jì)時(shí)器tl，對(duì)側(cè)變電站內(nèi)公用時(shí)鐘源的lpps/N信號(hào)經(jīng)光纖口同時(shí) 接入到對(duì)側(cè)保護(hù)裝置與MU。對(duì)側(cè)保護(hù)裝置、MU參照本側(cè)裝置、MU的方式按步驟 (1) - (4)所述作時(shí)鐘同步和釆樣數(shù)據(jù)傳送；
(6) 對(duì)側(cè)保護(hù)裝置每次收到同側(cè)MU送來的釆樣數(shù)據(jù)時(shí)，記下自身時(shí)鐘t2的 讀數(shù)，設(shè)收到樣本計(jì)數(shù)為Nl的數(shù)據(jù)時(shí)t2的讀數(shù)為t2nl，保護(hù)裝置隨后根據(jù)式(1) 計(jì)算出同側(cè)ET的二次傳變延時(shí)Te2,
Te2=Tp2+t2nl-Nl*Ts; (1)
(7) 本側(cè)保護(hù)裝置以一定的定時(shí)周期中斷方式工作，在每個(gè)周期的起點(diǎn)發(fā)送 一幀采樣數(shù)據(jù)報(bào)文到對(duì)側(cè)保護(hù)裝置，同時(shí)記下發(fā)送時(shí)t3的讀數(shù)t3ml，設(shè)對(duì)側(cè)保 護(hù)裝置于nO點(diǎn)收到數(shù)據(jù)，并在收到同側(cè)MU送來的樣本計(jì)數(shù)為Nl的一幀采樣數(shù) 據(jù)后于t2nl點(diǎn)回送一幀報(bào)文給本側(cè)保護(hù)裝置，報(bào)文中包含最新收到的同側(cè)MU 送來的電壓電流釆樣數(shù)據(jù)、報(bào)文回送延時(shí)Tm (Tm-t2nl-t2n0)以及此前計(jì)算出 的同側(cè)ET 二次變送延時(shí)Te2,本側(cè)保護(hù)裝置收到返回報(bào)文時(shí)記下t3的讀數(shù)t3mr， 根據(jù)等腰梯形法計(jì)算出通道延時(shí)Td:
Td= (t3mr-t3ml-Tm) /2 (2)
(8) 本側(cè)保護(hù)裝置按下式計(jì)算與對(duì)側(cè)釆樣標(biāo)號(hào)為Nl的采樣點(diǎn)同步的本側(cè)釆 樣點(diǎn)時(shí)刻t4Md:
t4Md= t3mr-Td-Te2+Tpl; (3) 然后按下四式計(jì)算M1、 M2、 Ta、 Tb:
Ml= Mod (t德，Ts )(以Ts為模數(shù)對(duì)t4md作取整運(yùn)算) (4 )
M2- Mod (t4Md， Ts ) +1= Ml+1 ( 5 )
Ta= t4Md-Ml*Ts (6)
Tb- M2承Ts-t德 (7 )
對(duì)每一相電壓電流的釆樣值，按下式作一階線性插值
A (md) = Tb* A (Ml) /Ts+ Ta* A (M2) /Ts (8) 式中A (Ml)、 A (M2)分別代表本側(cè)保護(hù)裝置收到的本側(cè)樣本標(biāo)號(hào)為Ml、 M2的 兩組電壓電流各相的釆樣值，按上式計(jì)算出的一組電壓電流釆樣值與對(duì)側(cè)樣本標(biāo)號(hào)為Nl的釆樣數(shù)據(jù)是同
一時(shí)刻的(同步的)，可對(duì)應(yīng)的用于隨后的差動(dòng)保護(hù)計(jì)算；
(9)對(duì)側(cè)保護(hù)裝置與本側(cè)保護(hù)裝置的處理機(jī)制相同，按第(6)、 (7)、 (8) 步驟所述方法，同樣可以得到同步的釆樣數(shù)據(jù)，然后作差動(dòng)保護(hù)計(jì)算。
本發(fā)明解決了 ET按IEC61850-9標(biāo)準(zhǔn)接口接入的線路光纖差動(dòng)保護(hù)裝置的兩 端數(shù)據(jù)同步問題，達(dá)到了以下有益效果數(shù)據(jù)同步過程所依據(jù)的條件全部在相 關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的框架內(nèi)，沒有任何違背或變更。注意到lpps/M與lpps/N之間不 要求同步，因此同步算法不依賴于GPS或其他廣域的導(dǎo)航定位系統(tǒng)做站間的lpps
同步，大大提高了繼電保護(hù)的可靠性；數(shù)據(jù)同步過程不調(diào)整采樣時(shí)刻，適應(yīng)于 ET標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的MU功能結(jié)構(gòu)條件；對(duì)引言中所,的線路一側(cè)為ET,另一側(cè)為傳
統(tǒng)互感器接入保護(hù)裝置的情況，保護(hù)裝置只要將傳統(tǒng)互感器的額定延時(shí)和二次 變送延時(shí)都置為0即可解決。
另外，本發(fā)明的方法既可以實(shí)現(xiàn)MU按IEC61850-9標(biāo)準(zhǔn)接口接入情況下兩側(cè) 保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)同步，也可以實(shí)現(xiàn)MU按IEC60044-8標(biāo)準(zhǔn)接口接入時(shí)的數(shù)據(jù)同 步。


附圖1為本發(fā)明的數(shù)據(jù)同步過程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1中橫向從左到右表示絕對(duì)時(shí)間的先后，tl、 t2、 t3、 t4分別為對(duì)側(cè)MU、 對(duì)側(cè)保護(hù)裝置、本側(cè)保護(hù)裝置、本側(cè)MU的內(nèi)部計(jì)時(shí)器。在本方法中，要求本側(cè) MU與本側(cè)保護(hù)裝置之間通過本側(cè)lpps (記為lpps/M)同步，在每個(gè)lpps/M脈 沖的前沿，t3、 t4同時(shí)置0;對(duì)側(cè)MU與對(duì)側(cè)保護(hù)裝置之間通過對(duì)側(cè)lpps (記為 lpps/N)同步，在每個(gè)lpps/N脈沖的前沿，tl、 t2同時(shí)置0。注意lpps/M與 lpps/N之間不要求同步。
由于各側(cè)MU與保護(hù)裝置之間有了同步的時(shí)鐘，MU的任一幀數(shù)據(jù)傳送到保護(hù) 裝置的延時(shí)就可以測(cè)得，因?yàn)镸U傳送到保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)報(bào)文中包含了樣本計(jì)數(shù) 值，該樣本計(jì)數(shù)值乘以ET的采樣間隔時(shí)間Ts就是MU的計(jì)時(shí)器讀數(shù)。如對(duì)側(cè)MU
8在N1點(diǎn)發(fā)送一個(gè)樣本計(jì)數(shù)為Nl的數(shù)據(jù)幀，對(duì)側(cè)保護(hù)裝置收到后可知該幀發(fā)出 時(shí)tl的讀數(shù)tlNl=Nl*Ts。設(shè)保護(hù)裝置收到該幀數(shù)據(jù)時(shí)t2的讀數(shù)為t2nl，則可 知該幀數(shù)據(jù)的延時(shí)為t2nl-UNl=t2nl-Nl*Ts。該延時(shí)與數(shù)據(jù)報(bào)文中包含的ET額 定延時(shí)Tp2之和即為對(duì)側(cè)ET的二次傳變延時(shí)Te2，
Te2=Tp2+t2nl-Nl*Ts 本側(cè)ET 二次傳變延時(shí)Tel也可通過同樣的方法實(shí)時(shí)測(cè)得。 設(shè)本側(cè)保護(hù)裝置在ml點(diǎn)收到本側(cè)MU送來的數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到對(duì)側(cè)保護(hù)裝 置，對(duì)側(cè)保護(hù)裝置于nO點(diǎn)收到并經(jīng)Tm延時(shí)后于nl點(diǎn)回送一幀報(bào)文給本側(cè)保護(hù) 裝置，該幀報(bào)文中包含了最新收到的同側(cè)MU送來的釆樣數(shù)據(jù)、回送延時(shí)Tm以 及同側(cè)ET二次變送延時(shí)Te2。本側(cè)保護(hù)裝置于mr點(diǎn)收到返回報(bào)文，于是可根據(jù)
等腰梯形法計(jì)算出通道延時(shí)Td,
Td= ( t3mr-t3ml-Tm) /2,
也可推知送來的數(shù)據(jù)是對(duì)側(cè)一次于N點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)到本側(cè)保護(hù)裝 置的時(shí)刻用t3的讀數(shù)表示為t3m0，即圖中的mO點(diǎn)，由于t3與t4已同步，保 護(hù)裝置可推知本側(cè)MU的時(shí)鐘t4在對(duì)應(yīng)的M0點(diǎn)時(shí)刻讀數(shù)為t4M0，
14M0=t 3m0=t 3mr-td-Te2 。
由于數(shù)據(jù)同步的目標(biāo)要保證參加差動(dòng)運(yùn)算的電量在一次側(cè)是同一時(shí)刻的，對(duì) 應(yīng)N點(diǎn)的數(shù)據(jù)，本側(cè)一次應(yīng)為M點(diǎn)。由于本側(cè)ET的釆樣數(shù)據(jù)送給MU也有延時(shí)， 記為Tpl，由圖可知，本側(cè)MU于t4計(jì)數(shù)器讀數(shù)為(t4M0+Tpl)的Md點(diǎn)收到的 數(shù)據(jù)與對(duì)側(cè)N點(diǎn)時(shí)刻才是同步的。
由于在Md點(diǎn)時(shí)刻基本不會(huì)恰巧真有一幀釆樣數(shù)據(jù)，我們可以根據(jù)該點(diǎn)距其前 后兩個(gè)真實(shí)釆樣點(diǎn)之間的時(shí)差Ta、 Tb及這兩點(diǎn)的釆樣值，通過插值運(yùn)算來計(jì)算 出一個(gè)"虛擬"的釆樣值。由于t3、 t4是同步的，Ta、 Tb的計(jì)算以及Md前后 兩點(diǎn)M1、 M2的樣本標(biāo)號(hào)的計(jì)算可以在(也只應(yīng)該在)保護(hù)裝置中進(jìn)行。保護(hù)裝 置待收到M1、 M2兩幀釆樣數(shù)據(jù)報(bào)文后，即可通過插值法計(jì)算出所需的同步釆樣 點(diǎn)值。若釆用拉格朗曰插值法作一階線性插值，則該點(diǎn)釆樣值A(chǔ) (Md)計(jì)算為
A (md) =Tb* A (Ml) /Ts+ Ta* A (M2) /Ts 式中A (Ml)、 A (M2)分別代表本側(cè)保護(hù)裝置收到的本側(cè)樣本標(biāo)號(hào)為Ml、 M2的兩組電壓電流各相的采樣值。按上式計(jì)算出的一組電壓電流采樣值與對(duì)側(cè)樣本 標(biāo)號(hào)為Nl的釆樣數(shù)據(jù)是同一時(shí)刻的(同步的)，可對(duì)應(yīng)的用于隨后的差動(dòng)保護(hù)
至此， 一個(gè)完整的數(shù)據(jù)同步過程完成。
關(guān)于插值計(jì)算的誤差評(píng)估可參考有關(guān)文獻(xiàn)，此處不復(fù)述。
下面給出本發(fā)明的一個(gè)
具體實(shí)施例方式
(1) 本側(cè)保護(hù)裝置處理器內(nèi)設(shè)一只內(nèi)部計(jì)時(shí)器(時(shí)鐘)t3，本惻MU處理器內(nèi) 設(shè)一只內(nèi)部計(jì)時(shí)器t4，本側(cè)變電站內(nèi)公用時(shí)鐘源的lpps/M信號(hào)經(jīng)光纖口同時(shí)接 入到保護(hù)裝置與MU;
(2) 本側(cè)保護(hù)裝置處理器以外部中斷方式接收lpps/M信號(hào)，如果lpps/M信 號(hào)出現(xiàn)，處理器在lpps/M脈沖的前沿將t3置0，隨后t3自動(dòng)計(jì)時(shí)，直到下一 次lpps/M出現(xiàn)時(shí)重新置0,如此周而復(fù)始，本側(cè)MU同樣以外部中斷方式接收lpps 信號(hào)，如果lpps/M信號(hào)出現(xiàn)，處理器在lpps/M脈沖的前沿將t4置0，隨后t4 自動(dòng)計(jì)時(shí)，直到下一次lpps/M出現(xiàn)時(shí)重新置0，如此周而復(fù)始；
(3) 本側(cè)MU收到lpps/M后，以其為基準(zhǔn)倍頻成釆樣周期Ts為0.417ms的 釆樣信號(hào)向電子式互感器(ET)的ADC發(fā)出，第l個(gè)釆樣信號(hào)與lpps/M脈沖的 前沿在同一時(shí)刻發(fā)出(誤差可忽略)，MU在發(fā)出釆樣信號(hào)的同時(shí)接收ET的ADC 送來的釆樣數(shù)據(jù)，但在同一個(gè)釆樣間隔內(nèi)收到的數(shù)據(jù)并非對(duì)應(yīng)本次采樣信號(hào)的 數(shù)據(jù)，而是Tpl時(shí)間前的采樣數(shù)據(jù)，Tpl為本側(cè)ET額定延時(shí)。MU給每次收到的 數(shù)據(jù)標(biāo)上樣本記數(shù)，該樣本計(jì)數(shù)在lpps/M信號(hào)前沿的時(shí)刻為零，以后每次采樣 時(shí)加l,至下次lpps/M出現(xiàn)時(shí)再次置0，如此周而復(fù)始；
(4 )本側(cè)MU在每個(gè)釆樣間隔將電壓電流采樣數(shù)據(jù)及其樣本計(jì)數(shù)以及Tpl按 標(biāo)準(zhǔn)幀格式發(fā)送給本側(cè)保護(hù)裝置;上述(包含(1)-(3) ) MU的工作方式與內(nèi)容 是標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定要實(shí)現(xiàn)的功能。
(5 )對(duì)側(cè)保護(hù)裝置處理器內(nèi)設(shè)一只內(nèi)部計(jì)時(shí)器(時(shí)鐘)t2;對(duì)側(cè)MU處理器 內(nèi)設(shè)一只內(nèi)部計(jì)時(shí)器tl，對(duì)側(cè)變電站內(nèi)公用時(shí)鐘源的lpps/N信號(hào)經(jīng)光纖口同時(shí) 接入到對(duì)惻保護(hù)裝置與MU。對(duì)側(cè)保護(hù)裝置、MU參照本側(cè)裝置、MU的方式按步驟 (1) - (4)所述作時(shí)鐘同步和釆樣數(shù)據(jù)傳送；
10(6) 對(duì)側(cè)保護(hù)裝置每次收到同側(cè)MU送來的釆樣數(shù)據(jù)時(shí)，記下自身時(shí)鐘t2的 讀數(shù)。設(shè)收到樣本計(jì)數(shù)為Nl的數(shù)據(jù)時(shí)t2的讀數(shù)為t2nl，保護(hù)裝置隨后根據(jù)式(1) 計(jì)算出同側(cè)ET的二次傳變延時(shí)Te2。
(7) 本側(cè)保護(hù)裝置以0.417ms的定時(shí)周期中斷方式工作，在每個(gè)周期的起點(diǎn) 發(fā)送一幀釆樣數(shù)據(jù)報(bào)文到對(duì)側(cè)保護(hù)裝置，同時(shí)記下發(fā)送時(shí)t3的讀數(shù)t3ml。設(shè)對(duì) 側(cè)保護(hù)裝置于n0點(diǎn)收到數(shù)據(jù)，并在收到同側(cè)MU送來的樣本計(jì)數(shù)為Nl的一幀釆 樣數(shù)據(jù)后于t2nl點(diǎn)回送一幀報(bào)文給本側(cè)保護(hù)裝置，報(bào)文中包含最新收到的同側(cè) MU送來的電壓電流釆樣數(shù)據(jù)、報(bào)文回送延時(shí)Tm (Tm-t2nl-t2n0)以及此前計(jì)算 出的同側(cè)ET 二次變送延時(shí)Te2，本側(cè)保護(hù)裝置收到返回報(bào)文時(shí)記下t3的讀數(shù) t3mr,根據(jù)(2)式計(jì)算出通道延時(shí)Td。
(8 )本側(cè)保護(hù)裝置按(3 )式計(jì)算與對(duì)側(cè)釆樣標(biāo)號(hào)為Nl的釆樣點(diǎn)同步的本側(cè) 采樣點(diǎn)時(shí)刻t德，按(4) - (7)式計(jì)算M1、 M2、 Ta、 Tb:
對(duì)每一相電壓電流的釆樣值，按(8)式作一階線性插值得到一組電壓電 流采樣值，該組采樣值與對(duì)側(cè)樣本標(biāo)號(hào)為Nl的釆樣數(shù)據(jù)是同一時(shí)刻的(同步的)， 可對(duì)應(yīng)的用于隨后的差動(dòng)保護(hù)計(jì)算。
(9)對(duì)側(cè)保護(hù)裝置與本側(cè)保護(hù)裝置的處理機(jī)制相同，按第(6) (7) (8)項(xiàng) 所述方法，同樣可以得到同步的釆樣數(shù)據(jù)，然后作差動(dòng)保護(hù)計(jì)算。
權(quán)利要求
1. 一種數(shù)字化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)同步方法，其特征在于包括以下步驟(1)本側(cè)保護(hù)裝置處理器內(nèi)設(shè)一只內(nèi)部計(jì)時(shí)器t3，本側(cè)MU處理器內(nèi)設(shè)一只內(nèi)部計(jì)時(shí)器t4，本側(cè)變電站內(nèi)公用時(shí)鐘源的1pps/M信號(hào)經(jīng)光纖口同時(shí)接入到保護(hù)裝置與MU；(2)本側(cè)保護(hù)裝置處理器以外部中斷方式接收1pps/M信號(hào)，如果1pps/M信號(hào)出現(xiàn)，處理器在1pps/M脈沖的前沿將t3置0，隨后t3自動(dòng)計(jì)時(shí)，直到下一次1pps/M出現(xiàn)時(shí)重新置0，如此周而復(fù)始，本側(cè)MU同樣以外部中斷方式接收1pps信號(hào)，如果1pps/M信號(hào)出現(xiàn)，處理器在1pps/M脈沖的前沿將t4置0，隨后t4自動(dòng)計(jì)時(shí)，直到下一次1pps/M出現(xiàn)時(shí)重新置0，如此周而復(fù)始；(3)本側(cè)MU收到1pps/M后，以其為基準(zhǔn)倍頻成采樣周期為Ts的采樣信號(hào)向電子式互感器的ADC發(fā)出，第1個(gè)采樣信號(hào)與1pps/M脈沖的前沿在同一時(shí)刻發(fā)出，MU在發(fā)出采樣信號(hào)的同時(shí)接收ET的ADC送來的采樣數(shù)據(jù)，但該數(shù)據(jù)并非對(duì)應(yīng)本次采樣信號(hào)的數(shù)據(jù)，而是Tp1時(shí)間前的采樣數(shù)據(jù)，Tp1為本側(cè)ET額定延時(shí)，MU給每次收到的數(shù)據(jù)標(biāo)上樣本記數(shù)，該樣本計(jì)數(shù)在1pps/M信號(hào)前沿的時(shí)刻為零，以后每次采樣時(shí)加1，至下次1pps/M出現(xiàn)時(shí)再次置0，如此周而復(fù)始；(4)本側(cè)MU在每個(gè)采樣間隔將電壓電流采樣數(shù)據(jù)及其樣本計(jì)數(shù)以及Tp1按標(biāo)準(zhǔn)幀格式發(fā)送給本側(cè)保護(hù)裝置；(5)對(duì)側(cè)保護(hù)裝置處理器內(nèi)設(shè)一只內(nèi)部計(jì)時(shí)器t2；對(duì)側(cè)MU處理器內(nèi)設(shè)一只內(nèi)部計(jì)時(shí)器t1，對(duì)側(cè)變電站內(nèi)公用時(shí)鐘源的1pps/N信號(hào)經(jīng)光纖口同時(shí)接入到對(duì)側(cè)保護(hù)裝置與MU，對(duì)側(cè)保護(hù)裝置、MU參照本側(cè)裝置、MU的方式按步驟(1)-(4)所述作時(shí)鐘同步和采樣數(shù)據(jù)傳送；(6)對(duì)側(cè)保護(hù)裝置每次收到同側(cè)MU送來的采樣數(shù)據(jù)時(shí)，記下自身時(shí)鐘t2的讀數(shù)，設(shè)收到樣本計(jì)數(shù)為N1的數(shù)據(jù)時(shí)t2的讀數(shù)為t2n1，保護(hù)裝置隨后根據(jù)式(1)計(jì)算出同側(cè)ET的二次傳變延時(shí)Te2，Te2＝Tp2+t2n1-N1*Ts；(1)(7)本側(cè)保護(hù)裝置以一定的定時(shí)周期中斷方式工作，在每個(gè)周期的起點(diǎn)發(fā)送一幀采樣數(shù)據(jù)報(bào)文到對(duì)側(cè)保護(hù)裝置，同時(shí)記下發(fā)送時(shí)t3的讀數(shù)t3m1，設(shè)對(duì)側(cè)保護(hù)裝置于n0點(diǎn)收到數(shù)據(jù)，并在收到同側(cè)MU送來的樣本計(jì)數(shù)為N1的一幀采樣數(shù)據(jù)后于t2n1點(diǎn)回送一幀報(bào)文給本側(cè)保護(hù)裝置，報(bào)文中包含最新收到的同側(cè)MU送來的電壓電流采樣數(shù)據(jù)、報(bào)文回送延時(shí)Tm以及此前計(jì)算出的同側(cè)ET二次變送延時(shí)Te2，本側(cè)保護(hù)裝置收到返回報(bào)文時(shí)記下t3的讀數(shù)t3mr，根據(jù)等腰梯形法計(jì)算出通道延時(shí)TdTd＝(t3mr-t3m1-Tm)/2 (2)(8)本側(cè)保護(hù)裝置按下式計(jì)算與對(duì)側(cè)采樣標(biāo)號(hào)為N1的采樣點(diǎn)同步的本側(cè)采樣點(diǎn)時(shí)刻t4Mdt4Md＝t3mr-Td-Te2+Tp1； (3)然后按下四式計(jì)算M1、M2、Ta、TbM1＝Mod(t4Md，Ts)(以Ts為模數(shù)對(duì)t4md作取整運(yùn)算) (4)M2＝Mod(t4Md，Ts)+1＝M1+1(5)Ta＝t4Md-M1*Ts (6)Tb＝M2*Ts-t4Md(7)對(duì)每一相電壓電流的采樣值，按下式作一階線性插值A(chǔ)(md)＝Tb*A(M1)/Ts+Ta*A(M2)/Ts(8)式中A(M1)、A(M2)分別代表本側(cè)保護(hù)裝置收到的本側(cè)樣本標(biāo)號(hào)為M1、M2的兩組電壓電流各相的采樣值；按上式計(jì)算出的一組電壓電流采樣值與對(duì)側(cè)樣本標(biāo)號(hào)為N1的采樣數(shù)據(jù)是同一時(shí)刻的。(9)對(duì)側(cè)保護(hù)裝置與本側(cè)保護(hù)裝置的處理機(jī)制相同，按第(6)、(7)、(8)步驟所述方法，同樣得到同步的采樣數(shù)據(jù)，然后作差動(dòng)保護(hù)計(jì)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)同步方法，其特征 在于:在所述步驟3)中，采樣周期Ts為0.417ms。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)同步方法，包括以下步驟(1)各側(cè)保護(hù)裝置與合并單元經(jīng)各自側(cè)1pps作時(shí)鐘同步；(2)各側(cè)MU以符合IEC61850-9標(biāo)準(zhǔn)的接口接入到各自側(cè)保護(hù)裝置；(3)各側(cè)保護(hù)裝置實(shí)時(shí)計(jì)算出每幀采樣數(shù)據(jù)的ET二次傳變延時(shí)；(4)各側(cè)保護(hù)裝置計(jì)算出通道延時(shí)Td；(5)計(jì)算與對(duì)側(cè)采樣點(diǎn)同步的本側(cè)采樣點(diǎn)時(shí)刻t4Md；(6)各側(cè)裝置從存儲(chǔ)的本側(cè)MU采樣數(shù)據(jù)中找到t4Md時(shí)刻前后收到的兩幀數(shù)據(jù)，通過插值計(jì)算得出一組采樣值，該組采樣值與對(duì)側(cè)采樣標(biāo)號(hào)為N1的采樣數(shù)據(jù)是同步的。本發(fā)明的方法可實(shí)現(xiàn)MU按IEC61850-9標(biāo)準(zhǔn)接口接入情況下兩側(cè)保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)同步。
文檔編號(hào)H02H7/26GK101534003SQ20091002949
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者俞拙非, 曹團(tuán)結(jié), 陳建玉, 黃國方 申請(qǐng)人:國電南瑞科技股份有限公司