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专利名称：用于电子式互感器现场校验的b码时钟同步装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电子式互感器现场和实验室校验的B码时钟同步装置，具体为用于电子式互感器校验系统的B码时钟同步装置，属光电技术及电工仪表技术领域。
背景技术：
电子式互感器、数子式电能表等数字化电工仪表等仪器设备，是建设数字化变电站的重要设备。由于电子式互感器和数字式电能表等数字化计量产品，输出的是数字量信号，当需要对它进行较准时，必须使合并单元及电子式互感器校验仪同时对同一信号进行采样，再对输出的数字量进行比较，并得到误差，因此同步时钟装置是电子式互感器校验仪等数字化计量设备中的一个重要部分。目前变电站的同步方式一般采用RS422总线和GPS秒脉冲对时，随着智能电网的发展，IRIG-B码对时由于使用方便、运载信息量大、对时精度高等优点在变电站得到推广，因此研制IRIG-B码发生和解码功能的时钟同步装置极其重 要。一种用于电子式互感器现场校验的B码时钟同步装置，同时也可用于数字式电能表等装置校准、检定与检测。现有的B码时钟同步装置主要是采用FPGA和单片机等构架设计的B码解码装置，该类方法的缺点是该类装置只能接收B码信号，不能发出B码和秒脉冲同步信号，信号的同步精度一般在微秒量级，而且不兼容光和电接口输入，不能应用于电子式互感器的现场检定和实验室检定。目前国内还没有适用于电子式互感器现场检定和实验室检定的B码同步时钟装置。中国实用新型专利《GPS卫星同步时钟时间信号B码发生装置》(申请号200620086045. 6)提出了一种GPS卫星同步时钟时间信号B码发生装置，包括晶振电路，其特征在于增设基本码元电路、单片机、码元组合电路和码元输出电路，其中基本码元电路包括计数器和分频器，晶振电路的输出端接计数器，计数器经分频器接码元组合电路的输入端，单片机的输入端接时间报文信号和秒脉冲信号，其输出端与码元组合电路的输出端一同接入码元输出电路。该装置不能应用于电子式互感器的现场检定和实验室检定。有鉴于此，本发明提供用于电子式互感器现场校验的B码时钟同步装置，以解决上述问题。

发明内容
本发明的目的是针对背景技术提出的问题，公开一种B码时钟同步装置，用于电子式互感器校验系统的时钟同步与守时，采用基于FPGA的SOPC系统和外围接口转换电路，不仅能接收B码信号并解码，而且具备发生B码和同步的秒脉冲信号，具备接收光输入信号或电输入信号，同时能输出同步信号的光信号和电信号，而且具备正反向功能，信号的同步精度达到IOOns以内，能适应不同厂家的电子式互感器的现场校准和实验室校准，为电子式互感器现场的可靠检定提供保障。本发明的技术方案是一种用于电子式互感器现场校验的B码时钟同步装置，所述的B码时钟同步装置主要包括基于FPGA的SOPC系统、光正向信号输出模块、光反向信号输出模块、电正向信号输出模块、电反向信号输出模块、监控模块、夕卜部电信号输入模块及外部光信号输入模块，其特征在于
外部B码时钟信号的电信号或光信号通过外部电信号输入模块或外部光信号输入模块输入SOPC系统；SOPC系统检测外部信号的有效性及测量信号的频率和占空比后，解析出秒脉冲同步信号和时间信息；秒脉冲同步信号由光正向信号输出模块、光反向信号输出模块、电正向信号输出模块及电反向信号输出模块输出到被同步的电子互感器或其它设备，时间信息和装置运行的状态发送到监控模块，其中输出脉冲的占空比由监控模块设置；SOPC系统还能够产生同步的B码信号和秒脉冲信号,秒脉冲信号由光正向信号输出模块、电正向信号输出模块输出，B码信号由光反向信号输出模块、电反向信号输出模块输出，为电子式互感器校准提供时钟；
如上所述的用于电子式互感器现场校验的B码时钟同步装置，其特征在于，SOPC系统 主要分为三大部分B码信号同步和解析模块、B码信号发生模块、Nios软核CPU。本发明的有益效果是本发明的B码时钟同步装置，能接收B码电信号或B码光信号，并将其解码，输出正向和反向的秒脉冲电信号和光信号，用于同步电子互感器校验仪的采样脉冲，适用于变电站已有B码信号且电子式互感器已连接B码信号，不用拆除电子式互感器已连好的同步信号，也不用将电子式互感器校验仪移至电子式互感器附近，即可开展现场校准工作；另外它还能发出B码光信号和电信号，同时还能发出与之同步的秒脉冲光信号和电信号，适用于实验室检定电子式互感器及现场不支持B码对时老式的电子式互感器。该装置的占空比可调，精度高，同步时间小于100ns，还具有守时功能，本装置还能用于电能表检定或当作光电信号转换器使用。


图I是本发明实施例的用于电子式互感器现场校验的B码时钟同步装置的原理示意图。
具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。附图中的标记I一光正向信号输出，2—光反向信号输出，3—电正向信号输出，4一电反向信号输出，5一 SOPC系统,6一监控模块,7—外部电信号输入，8一外部光信号输入。如附图I所示，外部B码时钟信号的电信号或光信号通过外部电信号输入7或外部光信号输入8输入SOPC系统5，SOPC系统5检测外部信号的有效性及测量信号的频率和占空比后，解析出秒脉冲同步信号和时间信息，秒脉冲同步信号由输出接口 光正向信号输出I、光反向信号输出2、电正向信号输出3、电反向信号输出4输出到被同步的电子互感器或其它设备，时间信息和装置运行的状态发送到监控模块6，其中输出(光、电正反向信号)脉冲的占空比由监控模块6设置(通过PC机访问及设置)。另外，SOPC系统5还能利用装置内部高精度的时间基准，产生同步的B码信号和秒脉冲信号，秒脉冲信号由输出接口 光正向信号输出I、电正向信号输出3输出，B码信号由输出接口 光反向信号输出2、电反向信号输出4输出，为电子式互感器校准提供时钟。SOPC系统5主要分为三大部分B码信号同步和解析模块、B码信号发生模块、Nios软核CPU。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。·
权利要求
1.一种用于电子式互感器现场校验的B码时钟同步装置，所述的B码时钟同步装置主要包括基于FPGA的SOPC系统、光正向信号输出模块、光反向信号输出模块、电正向信号输出模块、电反向信号输出模块、监控模块、夕卜部电信号输入模块及外部光信号输入模块，其特征在于 外部B码时钟信号的电信号或光信号通过外部电信号输入模块或外部光信号输入模块输入SOPC系统；SOPC系统检测外部信号的有效性及测量信号的频率和占空比后，解析出秒脉冲同步信号和时间信息；秒脉冲同步信号由光正向信号输出模块、光反向信号输出模块、电正向信号输出模块及电反向信号输出模块输出到被同步的电子互感器或其它设备，时间信息和装置运行的状态发送到监控模块，其中输出脉冲的占空比由监控模块设置； SOPC系统还能够产生同步的B码信号和秒脉冲信号,秒脉冲信号由光正向信号输出模块、电正向信号输出模块输出，B码信号由光反向信号输出模块、电反向信号输出模块输出，为电子式互感器校准提供时钟。
2.根据权利要求I所述的用于电子式互感器现场校验的B码时钟同步装置，其特征在于，SOPC系统主要分为三大部分B码信号同步和解析模块、B码信号发生模块、Nios软核CPU。
全文摘要
本发明提供一种B码时钟同步装置，用于电子式互感器校验系统的时钟同步与守时，采用基于FPGA的SOPC系统和外围接口转换电路，不仅能接收B码信号并解码，而且具备发生B码和同步的秒脉冲信号，具备接收光输入信号或电输入信号，同时能输出同步信号的光信号和电信号，而且具备正反向功能，信号的同步精度达到100ns以内，能适应不同厂家的电子式互感器的现场校准和实验室校准，为电子式互感器现场的可靠检定提供保障。
文档编号G01R35/02GK102901944SQ201210367820
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者熊前柱, 李前, 胡浩亮, 李鹤, 李登云, 杨春燕 申请人:中国电力科学研究院