合并单元测试时,需要验证额定延迟时间、角差、比率差等参数,测试原理一般采用插值法和同步法。
当合并单元将模拟量转换为9-2输出时,由于设备硬件的固有特性,在同一时间坐标系中,9-2输出的波形不可避免地会滞后于模拟波形,因此在9-2消息中,通道1的属性一般定义为通道的额定延迟, 它反映了9-2波形滞后模拟波形的时间,保护装置会根据通道1的额定延迟时间恢复模拟波形,并在解析9-2消息后进行相关计算。如果通道1的延迟时间设置不正确,差动电流、角度等将出现错误的值,从而影响保护装置的可靠性。 1
插值
从傅里叶变可以看出a=a0+a1+a2+a3+a4+......AI,其中 A1、A2 和 A3 ......AI的表达式是正弦表达式。 在4K采样率的情况下,如果4000点的数据是离散的傅里叶变换,则基频可以认为是1Hz,即A1为1Hz正弦波形,A2为2Hz正弦波形。 当需要 50Hz 波形数据时,可以使用 A50 波形数据。
设置自己的晶体振荡器控制采样,此时可能没有对应的9-2点的模拟采样点,那么9-2点的大小需要通过插值来计算,如上图所示,x点需要插值来计算。
假设 9-2 是 am,模拟是:
相位差计算:上位机采用软件接口的设定频率,并据此计算9-2和模拟AI表达式。
顺序:9-2在当前频率下的相位为m;模拟相位为n;9-2 数字消息中通道 1 的延迟为 t。 当前软件设置频率为f; 计算方法如下:2πf*t-|m-n(最终结果将涉及每个计算量的单位转换)。时差计算:上位机计算出角差后,以软件接口的频率设定值参与时差的计算,在已知频率的情况下,可以通过差值来计算时差。
计算方法如下:δt=f(最终结果将涉及每个计算量的单位转换)。比率计算:离散傅里叶变换法得到9-2的幅值和当前频率下的模拟量,在比值计算中,测试仪将模拟量的幅值设置为基准值,从而得到比值差。
计算方法如下:am-an)/an*100%谐波计算:在基频为50Hz的情况下,根据傅里叶变换,A50为基波含量,A100为二次谐波含量,A150为三次谐波含量,以此类推,以模拟量各谐波含量的幅度为基准值,得到谐波含量的比差。 (计算方法与比率计算相同)。
同步方式
当模拟量和9-2在同一采样周期内的4000点数据已知时,可以通过Fusch变换得到两者的基函数和谐波函数,并在PPS触发采样时(即整秒)数学计算模拟点的瞬时相位。 在 9-2 消息中,也可以计算计数器为 0 的消息点的瞬时相位,两点之间的瞬时差就是同步方法下的差值。 两者之间的时间差称为零消息延迟。
PPS触发DCU-500 合并单元测试系统采样,并将模拟值与 9-2 中消息 0 的值进行比较。 3
插值法与同步法的区别
插值方法不需要外部时钟进行定时,而是依靠器件本身的时间进行采样,而同步方法要求测试仪和合并单元在同一时间系统中,因为同步方法将整个秒时刻的模拟值与消息零点的两个点之间的数据进行比较。 由于保护装置应具有不依赖外部时钟计算报文的能力,因此保护装置通常使用插值法来计算9-2报文的值。