專利名稱：用于電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的b碼時(shí)鐘同步裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室校驗(yàn)的B碼時(shí)鐘同步裝置，具體為用于電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)的B碼時(shí)鐘同步裝置，屬光電技術(shù)及電工儀表技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電子式互感器、數(shù)子式電能表等數(shù)字化電工儀表等儀器設(shè)備，是建設(shè)數(shù)字化變電站的重要設(shè)備。由于電子式互感器和數(shù)字式電能表等數(shù)字化計(jì)量產(chǎn)品，輸出的是數(shù)字量信號(hào)，當(dāng)需要對(duì)它進(jìn)行較準(zhǔn)時(shí)，必須使合并單元及電子式互感器校驗(yàn)儀同時(shí)對(duì)同一信號(hào)進(jìn)行采樣，再對(duì)輸出的數(shù)字量進(jìn)行比較，并得到誤差，因此同步時(shí)鐘裝置是電子式互感器校驗(yàn)儀等數(shù)字化計(jì)量設(shè)備中的一個(gè)重要部分。目前變電站的同步方式一般采用RS422總線和GPS秒脈沖對(duì)時(shí)，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，IRIG-B碼對(duì)時(shí)由于使用方便、運(yùn)載信息量大、對(duì)時(shí)精度高等優(yōu)點(diǎn)在變電站得到推廣，因此研制IRIG-B碼發(fā)生和解碼功能的時(shí)鐘同步裝置極其重 要。一種用于電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的B碼時(shí)鐘同步裝置，同時(shí)也可用于數(shù)字式電能表等裝置校準(zhǔn)、檢定與檢測(cè)。現(xiàn)有的B碼時(shí)鐘同步裝置主要是采用FPGA和單片機(jī)等構(gòu)架設(shè)計(jì)的B碼解碼裝置，該類方法的缺點(diǎn)是該類裝置只能接收B碼信號(hào)，不能發(fā)出B碼和秒脈沖同步信號(hào)，信號(hào)的同步精度一般在微秒量級(jí)，而且不兼容光和電接口輸入，不能應(yīng)用于電子式互感器的現(xiàn)場(chǎng)檢定和實(shí)驗(yàn)室檢定。目前國(guó)內(nèi)還沒有適用于電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)檢定和實(shí)驗(yàn)室檢定的B碼同步時(shí)鐘裝置。中國(guó)實(shí)用新型專利《GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘時(shí)間信號(hào)B碼發(fā)生裝置》(申請(qǐng)?zhí)?00620086045. 6)提出了一種GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘時(shí)間信號(hào)B碼發(fā)生裝置，包括晶振電路，其特征在于增設(shè)基本碼元電路、單片機(jī)、碼元組合電路和碼元輸出電路，其中基本碼元電路包括計(jì)數(shù)器和分頻器，晶振電路的輸出端接計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器經(jīng)分頻器接碼元組合電路的輸入端，單片機(jī)的輸入端接時(shí)間報(bào)文信號(hào)和秒脈沖信號(hào)，其輸出端與碼元組合電路的輸出端一同接入碼元輸出電路。該裝置不能應(yīng)用于電子式互感器的現(xiàn)場(chǎng)檢定和實(shí)驗(yàn)室檢定。有鑒于此，本發(fā)明提供用于電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的B碼時(shí)鐘同步裝置，以解決上述問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)背景技術(shù)提出的問題，公開一種B碼時(shí)鐘同步裝置，用于電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)的時(shí)鐘同步與守時(shí)，采用基于FPGA的SOPC系統(tǒng)和外圍接口轉(zhuǎn)換電路，不僅能接收B碼信號(hào)并解碼，而且具備發(fā)生B碼和同步的秒脈沖信號(hào)，具備接收光輸入信號(hào)或電輸入信號(hào)，同時(shí)能輸出同步信號(hào)的光信號(hào)和電信號(hào)，而且具備正反向功能，信號(hào)的同步精度達(dá)到IOOns以內(nèi)，能適應(yīng)不同廠家的電子式互感器的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)，為電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)的可靠檢定提供保障。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的B碼時(shí)鐘同步裝置，所述的B碼時(shí)鐘同步裝置主要包括基于FPGA的SOPC系統(tǒng)、光正向信號(hào)輸出模塊、光反向信號(hào)輸出模塊、電正向信號(hào)輸出模塊、電反向信號(hào)輸出模塊、監(jiān)控模塊、夕卜部電信號(hào)輸入模塊及外部光信號(hào)輸入模塊，其特征在于
外部B碼時(shí)鐘信號(hào)的電信號(hào)或光信號(hào)通過外部電信號(hào)輸入模塊或外部光信號(hào)輸入模塊輸入SOPC系統(tǒng)；SOPC系統(tǒng)檢測(cè)外部信號(hào)的有效性及測(cè)量信號(hào)的頻率和占空比后，解析出秒脈沖同步信號(hào)和時(shí)間信息；秒脈沖同步信號(hào)由光正向信號(hào)輸出模塊、光反向信號(hào)輸出模塊、電正向信號(hào)輸出模塊及電反向信號(hào)輸出模塊輸出到被同步的電子互感器或其它設(shè)備，時(shí)間信息和裝置運(yùn)行的狀態(tài)發(fā)送到監(jiān)控模塊，其中輸出脈沖的占空比由監(jiān)控模塊設(shè)置；SOPC系統(tǒng)還能夠產(chǎn)生同步的B碼信號(hào)和秒脈沖信號(hào),秒脈沖信號(hào)由光正向信號(hào)輸出模塊、電正向信號(hào)輸出模塊輸出，B碼信號(hào)由光反向信號(hào)輸出模塊、電反向信號(hào)輸出模塊輸出，為電子式互感器校準(zhǔn)提供時(shí)鐘；
如上所述的用于電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的B碼時(shí)鐘同步裝置，其特征在于，SOPC系統(tǒng) 主要分為三大部分B碼信號(hào)同步和解析模塊、B碼信號(hào)發(fā)生模塊、Nios軟核CPU。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的B碼時(shí)鐘同步裝置，能接收B碼電信號(hào)或B碼光信號(hào)，并將其解碼，輸出正向和反向的秒脈沖電信號(hào)和光信號(hào)，用于同步電子互感器校驗(yàn)儀的采樣脈沖，適用于變電站已有B碼信號(hào)且電子式互感器已連接B碼信號(hào)，不用拆除電子式互感器已連好的同步信號(hào)，也不用將電子式互感器校驗(yàn)儀移至電子式互感器附近，即可開展現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)工作；另外它還能發(fā)出B碼光信號(hào)和電信號(hào)，同時(shí)還能發(fā)出與之同步的秒脈沖光信號(hào)和電信號(hào)，適用于實(shí)驗(yàn)室檢定電子式互感器及現(xiàn)場(chǎng)不支持B碼對(duì)時(shí)老式的電子式互感器。該裝置的占空比可調(diào)，精度高，同步時(shí)間小于100ns，還具有守時(shí)功能，本裝置還能用于電能表檢定或當(dāng)作光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器使用。
圖I是本發(fā)明實(shí)施例的用于電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的B碼時(shí)鐘同步裝置的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣在本申請(qǐng)所列權(quán)利要求書限定范圍之內(nèi)。附圖中的標(biāo)記I一光正向信號(hào)輸出，2—光反向信號(hào)輸出，3—電正向信號(hào)輸出，4一電反向信號(hào)輸出，5一 SOPC系統(tǒng),6一監(jiān)控模塊,7—外部電信號(hào)輸入，8一外部光信號(hào)輸入。如附圖I所示，外部B碼時(shí)鐘信號(hào)的電信號(hào)或光信號(hào)通過外部電信號(hào)輸入7或外部光信號(hào)輸入8輸入SOPC系統(tǒng)5，SOPC系統(tǒng)5檢測(cè)外部信號(hào)的有效性及測(cè)量信號(hào)的頻率和占空比后，解析出秒脈沖同步信號(hào)和時(shí)間信息，秒脈沖同步信號(hào)由輸出接口 光正向信號(hào)輸出I、光反向信號(hào)輸出2、電正向信號(hào)輸出3、電反向信號(hào)輸出4輸出到被同步的電子互感器或其它設(shè)備，時(shí)間信息和裝置運(yùn)行的狀態(tài)發(fā)送到監(jiān)控模塊6，其中輸出(光、電正反向信號(hào))脈沖的占空比由監(jiān)控模塊6設(shè)置(通過PC機(jī)訪問及設(shè)置)。另外，SOPC系統(tǒng)5還能利用裝置內(nèi)部高精度的時(shí)間基準(zhǔn)，產(chǎn)生同步的B碼信號(hào)和秒脈沖信號(hào)，秒脈沖信號(hào)由輸出接口 光正向信號(hào)輸出I、電正向信號(hào)輸出3輸出，B碼信號(hào)由輸出接口 光反向信號(hào)輸出2、電反向信號(hào)輸出4輸出，為電子式互感器校準(zhǔn)提供時(shí)鐘。SOPC系統(tǒng)5主要分為三大部分B碼信號(hào)同步和解析模塊、B碼信號(hào)發(fā)生模塊、Nios軟核CPU。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)?！?br>
權(quán)利要求
1.一種用于電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的B碼時(shí)鐘同步裝置，所述的B碼時(shí)鐘同步裝置主要包括基于FPGA的SOPC系統(tǒng)、光正向信號(hào)輸出模塊、光反向信號(hào)輸出模塊、電正向信號(hào)輸出模塊、電反向信號(hào)輸出模塊、監(jiān)控模塊、夕卜部電信號(hào)輸入模塊及外部光信號(hào)輸入模塊，其特征在于 外部B碼時(shí)鐘信號(hào)的電信號(hào)或光信號(hào)通過外部電信號(hào)輸入模塊或外部光信號(hào)輸入模塊輸入SOPC系統(tǒng)；SOPC系統(tǒng)檢測(cè)外部信號(hào)的有效性及測(cè)量信號(hào)的頻率和占空比后，解析出秒脈沖同步信號(hào)和時(shí)間信息；秒脈沖同步信號(hào)由光正向信號(hào)輸出模塊、光反向信號(hào)輸出模塊、電正向信號(hào)輸出模塊及電反向信號(hào)輸出模塊輸出到被同步的電子互感器或其它設(shè)備，時(shí)間信息和裝置運(yùn)行的狀態(tài)發(fā)送到監(jiān)控模塊，其中輸出脈沖的占空比由監(jiān)控模塊設(shè)置； SOPC系統(tǒng)還能夠產(chǎn)生同步的B碼信號(hào)和秒脈沖信號(hào),秒脈沖信號(hào)由光正向信號(hào)輸出模塊、電正向信號(hào)輸出模塊輸出，B碼信號(hào)由光反向信號(hào)輸出模塊、電反向信號(hào)輸出模塊輸出，為電子式互感器校準(zhǔn)提供時(shí)鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的B碼時(shí)鐘同步裝置，其特征在于，SOPC系統(tǒng)主要分為三大部分B碼信號(hào)同步和解析模塊、B碼信號(hào)發(fā)生模塊、Nios軟核CPU。
全文摘要
本發(fā)明提供一種B碼時(shí)鐘同步裝置，用于電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)的時(shí)鐘同步與守時(shí)，采用基于FPGA的SOPC系統(tǒng)和外圍接口轉(zhuǎn)換電路，不僅能接收B碼信號(hào)并解碼，而且具備發(fā)生B碼和同步的秒脈沖信號(hào)，具備接收光輸入信號(hào)或電輸入信號(hào)，同時(shí)能輸出同步信號(hào)的光信號(hào)和電信號(hào)，而且具備正反向功能，信號(hào)的同步精度達(dá)到100ns以內(nèi)，能適應(yīng)不同廠家的電子式互感器的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)，為電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)的可靠檢定提供保障。
文檔編號(hào)G01R35/02GK102901944SQ201210367820
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者熊前柱, 李前, 胡浩亮, 李鶴, 李登云, 楊春燕 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院