【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及直流輸電系統，尤其涉及一種基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法及系統。
技術介紹
1、直流電壓互感器是直流輸電系統建設和運行過程中重要的一次設備，為直流控保系統提供精確可靠的測量信息，其運行可靠性和測量準確性直接關系到直流輸電系統的安全穩定運行。當前各換流站會存在由于直流電壓互感器的響應時間過長而造成直流控制保護動作速度變慢進而造成系統故障的情況發生，并且由于換流器在換流過程中交直流之間存在耦合通道，直流電壓會合有大量的高頻信號，因而需要現場對直流電壓互感器進行頻率響應測試。
2、目前直流電子式電壓互感器頻率響應的測試方法主要有兩種，一種是交流電壓開環測試方式，通過在直流電壓上施加交流電壓信號然后在后臺讀取直流電壓互感器輸出的電壓值，但是該類開環測試方式的測試范圍受限，僅能測試交流的幅值精度，無法測試交流電壓相位精度與延時精度，且對交流電壓源的輸出穩定性有著很高的要求，因而測試成本較高。另一種方式是交流電壓閉環測試方式，通過在直流電壓互感器上施加不同頻率交流電壓信號，由直流電子式互感器測試儀同步接收來自于標準分壓器上的小電壓信號與直流電壓互感器的數字量試品信號后完成測試工作。該類閉環測試方式由于合并單元放置于控制室內，直流電壓源與標準器在室外，因而必須在測試時提前布置測試光纖將合并單元數據傳送至測試儀中，而特高壓直流換流站控制室到互感器的布置位置較遠(通常距離幾百米遠甚至上千米)，現場布置測試光纖的工作量非常大，不僅測試復雜程度以及效率低，且現場測試還會存在安全性問題。
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1、本專利技術要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本專利技術提供一種實現操作簡單、測試成本低、測試效率以及精度高、靈活性強且安全可靠的基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法及系統。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提出的技術方案為：
3、一種基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法，步驟包括：
4、配置一測試主機以及一無線子機，并將測試主機與無線子機進行無線同步；
5、由測試主機按變頻采樣方式采集標準源輸出的標準信號，無線子機采用數字化采樣方式采集被測直流電壓互感器輸出的光纖數字信號；
6、測試主機對標準信號進行基波頻率的檢測，將檢測得到的基波頻率發送給無線子機；
7、無線子機接收到所述基波頻率后，根據所述基波頻率對采集到的光纖數字信號進行插值以調整采樣頻率；
8、測試主機對標準信號進行頻譜計算，將計算結果中所需測試的頻譜諧波次數發送至無線子機；
9、無線子機根據所需測試的頻譜諧波次數計算出對應的實際頻譜參數返回給測試主機；
10、測試主機根據無線子機返回的實際頻譜參數執行直流電壓互感器頻率響應測試。
11、進一步的，所述將測試主機與無線子機進行無線同步包括：
12、測試開始前將所述測試主機與所述無線子機采用光纖連接，測試主機與無線子機之間通過光纖脈沖進行時間同步；
13、時間同步后控制無線子機調節自身晶振以跟隨測試主機的晶振節拍，進入守時同步狀態；進入守時同步狀態后將無線子機移至主控室內采集合并單元，并保持守時同步狀態。
14、進一步的，所述將測試主機與無線子機進行無線同步后還包括對測試主機與無線子機之間進行樣本濾波、頻率校正以及延遲校正中任意一種或兩種以上的處理，以實現無線同步修正，所述樣本濾波用于將對時報文作為樣本數據，過濾相鄰兩次樣本數據的偏差值超過預設最大偏差值的樣本數據，所述頻率校正用于調整測試主機與無線子機之間時鐘的頻率偏差，所述延遲校正用于對測試主機與無線子機之間時鐘延遲進行校正。
15、進一步的，對測試主機與無線子機進行頻率校正包括：測試主機以固定頻率向無線子機發送同步報文，根據測試主機前后兩次發送同步報文的時間以及無線子機前后兩次接收到同步報文的時間計算頻率修正系數，無線子機使用所述頻率修正系數對自身時鐘頻率進行離散點修正，所述頻率修正系數的計算表達式為：
16、
17、其中，cn為當前次頻率修正系數，tn′為無線子機當前次獲取的報文到達時刻，tn-1′為無線子機上一次獲取的報文到達時刻，tn為測試主機當前次報文發送時刻，tn-1為測試主機上一次報文發送時刻。
18、進一步的，所述測試主機按變頻采樣方式采集標準源輸出的標準信號包括：根據計算出的基波頻率使用測試主機內部的fpga的硬件時鐘控制ad采樣模塊的采樣觸發時刻，以調整ad采樣模塊的采樣間隔周期，實現變頻采樣。
19、進一步的，無線子機根據所述基波頻率對采集到的光纖數字信號進行插值時采用拉格朗日二次插值的方式，將采集到的光纖數字信號表示為y＝f(x)，采用拉格朗日二次插值方式進行插值后得到的信號為：
20、
21、其中，xk-1、xk、xk+1分別為第k-1、k以及k+1時刻的數據點，yk-1、yk、yk+1分別為在xk-1、xk、xk+1點上的函數值。
22、進一步的，所述測試主機通過采用dft計算求取標準信號關于0點時刻的基波以及各次諧波幅值與相位，將所需測試的諧波次數發送給無線子機，無線子機采用頻率跟蹤計算出被測直流電壓互感器的實際頻率。
23、進一步的，測試后使用時間表示直流電壓互感器的頻率響應的相位誤差，得到各次諧波頻率響應時間為tr：
24、tr＝φs/2πfs-φb/2πfb
25、其中，φs、φb分別標準信號與被測直流電壓互感器的相位，fs、fb分別為標準信號與被測直流電壓互感器的基波頻率。
26、一種基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試系統，包括標準信號源，用于產生標準信號提供給被測直流電壓互感器，還包括：測試主機以及無線子機，所述測試主機與所述無線子機無線連接并配置為時間同步，所述測試主機還與所述標準信號源連接，以用于采集標準信號源輸出的標準信號后進行基波頻率的檢測以及頻譜計算，將檢測得到的基波頻率以及所需測試的諧波次數發送給所述無線子機，并根據所述測試主機返回的實際頻譜參數執行直流電壓互感器頻率響應測試，所述無線子機還與被測直流電壓互感器連接，以用于采集被測直流電壓互感器輸出的光纖數字信號，并根據接收到的基波頻率調整采樣頻率以及根據接收到的諧波次數進行頻譜計算，將計算得到的頻譜參數作為同步參數提供給測試主機。
27、進一步的，所述標準信號源包括相互連接的大電壓發生器以及分壓器，所述大電壓發生器用于生成任意波形的大電壓信號并分別提供給被測直流電壓互感器、所述分壓器，所述分壓器用于對大電壓信號進行分壓產生小電壓信號以作為標準信號。
28、與現有技術相比，本專利技術的優點在于：
29、1、本專利技術通過配置測試主機與無線子機，利用lora無線傳輸實現直流電壓互感器頻率響應測試，可以解決直流電壓互感器頻率響應測試時需布置長距離測試光纖的問題，降低測試成本，同時提高測試效本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法，其特征在于，步驟包括：
2.根據權利要求1所述的基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法，其特征在于，所述將測試主機與無線子機進行無線同步包括：
3.根據權利要求1所述的基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法，其特征在于，所述將測試主機與無線子機進行無線同步后還包括對測試主機與無線子機之間進行樣本濾波、頻率校正以及延遲校正中任意一種或兩種以上的處理，以實現無線同步修正，所述樣本濾波用于將對時報文作為樣本數據，過濾相鄰兩次樣本數據的偏差值超過預設最大偏差值的樣本數據，所述頻率校正用于調整測試主機與無線子機之間時鐘的頻率偏差，所述延遲校正用于對測試主機與無線子機之間時鐘延遲進行校正。
4.根據權利要求3所述的基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法，其特征在于，對測試主機與無線子機進行頻率校正包括：測試主機以固定頻率向無線子機發送同步報文，根據測試主機前后兩次發送同步報文的時間以及無線子機前后兩次接收到同步報文的時間計算頻率修正系數，無線子機使用所述頻率修正系數對自身時鐘頻率進行離
5.根據權利要求1所述的基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法，其特征在于，所述測試主機按變頻采樣方式采集標準源輸出的標準信號包括：根據計算出的基波頻率使用測試主機內部的FPGA的硬件時鐘控制AD采樣模塊的采樣觸發時刻，以調整AD采樣模塊的采樣間隔周期，實現變頻采樣。
6.根據權利要求1～5中任意一項所述的基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法，其特征在于，無線子機根據所述基波頻率對采集到的光纖數字信號進行插值時采用拉格朗日二次插值的方式，將采集到的光纖數字信號表示為y＝f(x)，采用拉格朗日二次插值方式進行插值后得到的信號為：
7.根據權利要求1～5中任意一項所述的基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法，其特征在于，所述測試主機通過采用DFT計算求取標準信號關于0點時刻的基波以及各次諧波幅值與相位，將所需測試的諧波次數發送給無線子機，無線子機采用頻率跟蹤計算出被測直流電壓互感器的實際頻率。
8.根據權利要求1～5中任意一項所述的基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法，其特征在于，測試后使用時間表示直流電壓互感器的頻率響應的相位誤差，得到各次諧波頻率響應時間為tr：
9.一種基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試系統，包括標準信號源，用于產生標準信號提供給被測直流電壓互感器，其特征在于，還包括：測試主機以及無線子機，所述測試主機與所述無線子機無線連接并配置為時間同步，所述測試主機還與所述標準信號源連接，以用于采集標準信號源輸出的標準信號后進行基波頻率的檢測以及頻譜計算，將檢測得到的基波頻率以及所需測試的諧波次數發送給所述無線子機，并根據所述測試主機返回的實際頻譜參數執行直流電壓互感器頻率響應測試，所述無線子機還與被測直流電壓互感器連接，以用于采集被測直流電壓互感器輸出的光纖數字信號，并根據接收到的基波頻率調整采樣頻率以及根據接收到的諧波次數進行頻譜計算，將計算得到的頻譜參數作為同步參數提供給測試主機。
10.根據權利要求9所述的基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試系統,其特征在于，所述標準信號源包括相互連接的大電壓發生器以及分壓器，所述大電壓發生器用于生成任意波形的大電壓信號并分別提供給被測直流電壓互感器、所述分壓器，所述分壓器用于對大電壓信號進行分壓產生小電壓信號以作為標準信號。
...【技術特征摘要】
1.一種基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法，其特征在于，步驟包括：
2.根據權利要求1所述的基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法，其特征在于，所述將測試主機與無線子機進行無線同步包括：
3.根據權利要求1所述的基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法，其特征在于，所述將測試主機與無線子機進行無線同步后還包括對測試主機與無線子機之間進行樣本濾波、頻率校正以及延遲校正中任意一種或兩種以上的處理，以實現無線同步修正，所述樣本濾波用于將對時報文作為樣本數據，過濾相鄰兩次樣本數據的偏差值超過預設最大偏差值的樣本數據，所述頻率校正用于調整測試主機與無線子機之間時鐘的頻率偏差，所述延遲校正用于對測試主機與無線子機之間時鐘延遲進行校正。
4.根據權利要求3所述的基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法，其特征在于，對測試主機與無線子機進行頻率校正包括：測試主機以固定頻率向無線子機發送同步報文，根據測試主機前后兩次發送同步報文的時間以及無線子機前后兩次接收到同步報文的時間計算頻率修正系數，無線子機使用所述頻率修正系數對自身時鐘頻率進行離散點修正，所述頻率修正系數的計算表達式為：
5.根據權利要求1所述的基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法，其特征在于，所述測試主機按變頻采樣方式采集標準源輸出的標準信號包括：根據計算出的基波頻率使用測試主機內部的fpga的硬件時鐘控制ad采樣模塊的采樣觸發時刻，以調整ad采樣模塊的采樣間隔周期，實現變頻采樣。
6.根據權利要求1～5中任意一項所述的基于無線同步的直流電壓互感器頻率響應測試方法，其特征在于，無線子機根據所述基波頻率對采集到的光纖數字信號進行插值時采用拉格朗日二次插值的方式，將采集到的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣久松，張超峰，康文，邵劍峰，熊迪，任瑞武，顏勛奇，周挺，劉亞楠，毛志平，陳剛，劉源，周文，王天一，潘勁，
申請(專利權)人：國網湖南省電力有限公司，
類型：發明
國別省市：
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