一种级联装置的电IRIG-B码对时信号处理方法与流程

本发明涉及一种级联装置的电irig-b码对时信号处理方法，属于电力工程继电保护自动化领域。

背景技术：

1、在“双碳”目标的推动下，新能源持续大力发展，对稳控、继电保护的需求也不断增加，变电站内的相应的装置数量随之累加，而一个站点一般只提供一台时钟源装置，站内存在一些部署分散、离对时源装置较远的装置，例如低压继电保护装置等，一般采用一对多的对时方式，例如采用电irig-b码(可以简称“电b码”)的对时方式，各个需要对时源的装置级联连接，时钟源装置与需要对时源的装置级联，通过一路电b码为各个级联的需要对时源的装置提供对时信号。同时，在变电站中电磁环境复杂，电路设计中通常需要使用tvs管、电容等器件，降低浪涌等干扰对装置的影响。

2、这样采用一对多的对时方式以及抗干扰设计，对电信号的完整性有较大影响，纵然电路有对应的信号完整性设计，级联装置中的后级装置依然会反射信号到前端，导致处于最前端的装置接收到的信号是一个复合信号，即信号源和多个后级反射信号的累加；由于各个信号分量相对时钟源信号的延迟不一致，叠加后的信号波形在信号跳变的边沿会有严重畸变，累加的信号分量越多、各个信号间延迟差异越大则叠加后的信号畸变越明显；例如，在某实际智能变电站中，有保测一体装置、备自投装置等10个以上的装置使用一个电b码源，此时，高低电平跳变位置持续有2us左右的畸变信号产生，前端装置接收到的对时信号完整性受到严重影响，使根据接收到的对时信号解码出的数据出错，导致级联前端的装置对时异常。针对这种畸变超过2us的对时信号，在接入fpga后，将会进行大于2us的消抖处理来消除信号畸变，但这会造成同等时间的延迟，即2us以上延迟；而现有技术中，通常电力系统对线路行波故障测距装置、同步相量测量装置等设备的对时精度要求优于1us，因此该消抖处理方法虽然可以通过消抖处理解决了当一个时钟源装置级联了多个需要时钟源的装置时，前端的装置接收到的信号存在畸变导致对时出错的问题，但降低了对时精度，导致不能满足产品标准的对时精度要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种级联装置的电irig-b码对时信号处理方法，以解决现有的通过消抖处理对时信号的方法在消除对时信号畸变以避免对时出错时，难以兼顾对时信号的对时精度的问题。

2、本发明为解决上述技术问题而提供一种级联装置的电irig-b码对时信号处理方法，该方法包括：

3、1)从发送至某级联装置处的转单端后的电irig-b码对时信号对应的第一个上升沿开始首个码元对应的计时；

4、2)经过一个设定时间窗之后，在遇到第一个下降沿时停止计时，再经过下一个设定时间窗之后若遇到上升沿，则结束该码元对应的计时并开启下一个码元对应的计时；该码元对应的计时停止时的计时值用于进行解码，从而得到该码元的解码数据；

5、3)重复步骤2)直至达到该对时信号结束，相应得到各码元的解码数据；

6、每个设定时间窗的长度均大于所述对时信号的上升沿和下降沿处畸变的时间宽度且小于电irig-b码所有种类的码元正常情况下的高电平持续时间长度。

7、进一步地，当每个码元对应的计时结束时，均根据所述计时当前的计时值来解码。

8、进一步地，根据码元对应的计时停止时的计时值进行解码，从而得到该码元的解码数据的方式包括：根据所述码元对应的计时停止时的计时值与电irig-b码不同种类的码元的高电平持续时间对比来判断码元的种类。

9、进一步地，还包括：在进行所述步骤1)之前，对发送至级联装置处的电irig-b码对时信号进行预处理，所述预处理包括相位翻转和毛刺滤波。

10、进一步地，所述步骤1)-3)通过分别设置在各级联装置处的fpga模块实现。

11、进一步地，还包括：相应得到各码元的解码数据后，触发对时中断，并发出各码元的解码数据对应的时间信息，以供该级联装置根据所述时间信息完成对时。

12、进一步地，所述毛刺滤波所针对的毛刺宽度根据对时信号的对时精度要求确定。

13、进一步地，判断对时信号结束的方式包括：当经过了一帧对时信号包含的总码元个数对应的时长时，则判定该对时信号结束。

14、有益效果：作为开拓型发明，本发明在处理对时信号时，有效利用码元本身的宽度特性和对时信号发生畸变的时间宽度特性，通过上升沿、下降沿触发对各码元的高电平开始、停止计时以及根据各高电平计时进行解码的方式，实现了解码逻辑；同时通过设置相应的时间窗的方式，保证了解码过程中在对时信号上升沿处容易出现畸变的时间段内避免当前码元的高电平计时受畸变的影响而提前停止，在下降沿处容易出现畸变的时间段避免下一码元的高电平计时受畸变的影响而提前开启，实现了消抖逻辑；也即采用了高电平计时以及计时开始、计时结束时对应的时间窗的设置，从而将消抖逻辑与解码逻辑进行融合处理；并且，时间窗的时间宽度设置为大于畸变的时间宽度，小于电b码所有种类的正常码元的高电平持续时间长度，从而保证时间窗本身不会影响到高电平计时的正常停止和开启，以得到准确的码元高电平的时间长度，进而方便与电b码各个种类码元对比得到准确的码元解析结果(即解码数据)，从而解析到准确的时间信息，由此本方法能够兼顾对时信号的准确性与对时精度。

技术特征：

1.一种级联装置的电irig-b码对时信号处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的级联装置的电irig-b码对时信号处理方法，其特征在于，当每个码元对应的计时结束时，均根据所述计时当前的计时值来解码。

3.根据权利要求1所述的级联装置的电irig-b码对时信号处理方法，其特征在于，根据码元对应的计时停止时的计时值进行解码，从而得到该码元的解码数据的方式包括：根据所述码元对应的计时停止时的计时值与电irig-b码不同种类的码元的高电平持续时间对比来判断码元的种类。

4.根据权利要求1所述的级联装置的电irig-b码对时信号处理方法，其特征在于，还包括：在进行所述步骤1)之前，对发送至级联装置处的电irig-b码对时信号进行预处理，所述预处理包括相位翻转和毛刺滤波。

5.根据权利要求1所述的级联装置的电irig-b码对时信号处理方法，其特征在于，所述步骤1)-3)通过分别设置在各级联装置处的fpga模块实现。

6.根据权利要求1或2所述的级联装置的电irig-b码对时信号处理方法，其特征在于，还包括：相应得到各码元的解码数据后，触发对时中断，并发出各码元的解码数据对应的时间信息，以供该级联装置根据所述时间信息完成对时。

7.根据权利要求4所述的级联装置的电irig-b码对时信号处理方法，其特征在于，所述毛刺滤波所针对的毛刺宽度根据对时信号的对时精度要求确定。

8.根据权利要求1所述的级联装置的电irig-b码对时信号处理方法，其特征在于，判断对时信号结束的方式包括：当经过了一帧对时信号包含的总码元个数对应的时长时，则判定该对时信号结束。

技术总结
本发明涉及一种级联装置的电IRIG‑B码对时信号处理方法，属于电力工程继电保护自动化领域。本发明包括：从发送至某级联装置处的转单端后的电IRIG‑B码对时信号对应的第一个上升沿开始首个码元对应的计时；经过一个设定时间窗之后，在遇到第一个下降沿时停止计时，再经过下一个设定时间窗之后若遇到上升沿，则结束该码元对应的计时并开启下一个码元对应的计时；该码元对应的计时停止时的计时值用于进行解码，从而得到该码元的解码数据；重复码元的解码步骤直至达到该对时信号结束，相应得到各码元的解码数据；每个设定时间窗的长度均大于该对时信号的上升沿和下降沿处畸变的时间宽度且小于电IRIG‑B码所有种类的码元正常情况下的高电平持续时间长度。

技术研发人员：朱付强,周东杰,赵会彬,牟涛,吕玄兵,马志敏,常正泰,朱校汲,赵彪,李海瑶,赵呈轩
受保护的技术使用者：许继电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/11