一種具有誤差在線監測功能的電子式互感器的製造方法
2023-05-01 07:18:21 1
一種具有誤差在線監測功能的電子式互感器的製造方法
【專利摘要】一種具有誤差在線監測功能的電子式互感器，由電子式互感器高壓側和電子式互感器低壓側兩部分組成，傳感頭輸出的信號連接至信號調理電路；信號調理電路輸出的信號分為兩路一路進入數字採集電路，一路進入脈衝轉換模塊；數字採集電路輸出的信號和脈衝轉換模塊輸出的信號分別連接至光電轉換模塊；光電轉換模塊通過光纖將數字採集電路產生的採樣值數字輸出送到合併單元；光電轉換模塊通過光纖將脈衝轉換模塊輸出的脈衝信號輸出至電子式互感器低壓側。本發明電子式互感器通過比較光脈衝信號就監測出電子式互感器的角差，方便地實現了電子式互感器誤差的在線監測。
【專利說明】一種具有誤差在線監測功能的電子式互感器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有誤差在線監測功能的電子式互感器，屬於電子式互感器誤差在線監測領域。
【背景技術】
[0002]電子式互感器是智能電網中數位化、智能化的關鍵設備之一，目前由於電子式互感器的可靠性和穩定性還有待完善，導致電子式互感器運行時故障率偏高，已經成為其在電力系統中應用的瓶頸。為了解決這一問題，必須找出在實際運行過程中，哪些因素會對電子式互感器的誤差特性有影響，所以許多專家學者開展了電子式互感器的運行狀況的誤差特性研究，如專利《帶有在線狀態監測的電子式互感器》(申請號:201020690017.1)，提出了對電子式互感器的核心設備關鍵部位的實時在線狀態監測，包括電子式互感器溫溼度、模數轉換基準電平、光口狀態等重要狀態；另外華中科技大學王歡在碩士論文《電子式互感器在線監測系統的研究》中也提出了電子式互感器在線監測系統，主要對電子式互感器溫度、氣壓、介損等參數進行狀態監測。
[0003]但是以上所述的監測量都是一些物理量和狀態量，跟電子式互感器的誤差很難建立直接的關係，無法真正實現電子式互感器的誤差在線監測。
[0004]專利《光學與電磁式電流互感器運行誤差實時比對方法及裝置》(申請號:201210429190.X)提出了一種光學與電磁式電流互感器運行誤差實時比對方法及裝置，該裝置通過採集光學電流互感器的二次輸出(IEC61850信號)和電磁式電流互感器的二次信號，然後通過算法計算出誤差，這種方法可以有效得到電子式互感器實時誤差，但是需要對電子式互感器和電磁式互感器二次信號進行採集、計算、處理，過程比較複雜，也會引入額外的誤差。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是:針對現有技術的缺陷，本發明提供一種具有誤差在線監測功能的電子式互感器，作為一種電子式互感器，它通過電子技術將電子式互感器所測量的一次高壓(大電流)信號轉換為脈衝信號，通過不同電子式互感器之間的脈衝信號的比對，觀察其變化量，即可實現電子式互感器角差的在線監測，從而為電子式互感器的誤差在線監測提供一種新方法。
[0006]本發明所採用的技術方案是:一種具有誤差在線監測功能的電子式互感器，由電子式互感器高壓側和電子式互感器低壓側兩部分組成，其特徵在於，電子式互感器高壓側中包括傳感頭、信號調理電路、數字採集電路、光電轉換模塊、脈衝轉換模塊，電子式互感器低壓側包括合併單元；傳感頭輸出的信號連接至信號調理電路；信號調理電路輸出的信號分為兩路一路進入數字採集電路，一路進入脈衝轉換模塊；數字採集電路輸出的信號和脈衝轉換模塊輸出的信號分別連接至光電轉換模塊；光電轉換模塊通過光纖將數字採集電路產生的採樣值數字輸出送到合併單元；光電轉換模塊通過光纖將脈衝轉換模塊輸出的脈衝信號輸出至電子式互感器低壓側。
[0007]如上所述的具有誤差在線監測功能的電子式互感器，其特徵在於，光脈衝信號是在信號調理電路之後產生，且脈衝轉換模塊與數字採集電路共用電源。
[0008]如上所述的具有誤差在線監測功能的電子式互感器，其特徵在於，電子式互感器帶有光脈衝輸出，其脈衝上升沿和下降沿與一次高壓信號的過零信號一致。
[0009]本發明的有益效果是:本發明提出了一種帶光脈衝輸出的電子式互感器，此光脈衝信號與一次高壓(大電流)過零點相關，通過比較光脈衝信號就監測出電子式互感器的角差，方便的實現了電子式互感器誤差的在線監測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明工作原理框圖。
[0011]圖2是本發明實施例工作原理框圖。
[0012]圖3是本發明中脈衝輸出與一次信號之間的關係圖。
【具體實施方式】
[0013]為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限於下面的實施例。本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣在本申請所列權利要求書限定範圍之內。
[0014]附圖中的標記說明:1-電子式互感器高壓側、2-傳感頭、3-信號調理電路、4-數字米集電路、5-光電轉換模塊、6-脈衝轉換模塊、7-合併單兀、8-電子式互感器低壓側、9-米樣值數字輸出、10-過零脈衝信號輸出、11-1EC61850數字幀。
[0015]本發明提供的一種具有誤差在線監測功能的電子式互感器，作為一種電子式互感器，它通過電子技術將電子式互感器所測量的一次高壓(大電流)信號轉換為脈衝信號，脈衝信號的上升沿和下降沿與一次高壓(大電流)的過零點對應，如果電子式互感器角差為零，則脈衝信號與一次高壓(大電流)信號的過零點之間的相位差也為零，即脈衝信號與一次高壓(大電流)的過零點之間的相位關係可以反映出電子式互感器的角差。
[0016]由於影響電子式互感器誤差的關鍵部分是高壓側的電子電路，在實際運行工況下，受外界溫度，溼度，電磁場等因素影響，電子電路的運行狀態會發生變化，導致電子式互感器性能不穩定。上面提到的脈衝信號光是在信號調理電路之後產生，且脈衝轉換電路與數字採集電路共用電源，正常情況下，如果電子電路的運行狀態保持穩定，脈衝信號與一次高壓(大電流)的過零點之間的相位關係應該是穩定的。如果電子電路的運行狀態發生變化，兩者之間的相位關係也會變化。
[0017]這樣通過不同電子式互感器之間的脈衝信號的比對，觀察其變化量，即可實現電子式互感器角差的在線監測，從而為電子式互感器的誤差在線監測提供一種新方法。
[0018]如圖1所示，本發明的具有誤差在線監測功能的電子式互感器包括電子式互感器高壓側1、傳感頭2、信號調理電路3、數字採集電路4、光電轉換模塊5、脈衝轉換模塊6、合併單元7、電子式互感器低壓側8。
[0019]此具有誤差在線監測功能的電子式互感器由電子式互感器高壓側I和電子式互感器低壓側8兩部分組成。電子式互感器高壓側I中，傳感頭2輸出的信號連接至信號調理電路3 ;信號調理電路3輸出的信號分為兩路一路進入數字採集電路4，一路進入脈衝轉換模塊6 ;數字採集電路4輸出信號和脈衝轉換模塊6輸出的信號分別連接至光電轉換模塊5 ;光電轉換模塊5通過光纖將數字採集電路4產生的採樣值數字輸出送到合併單元7 ；光電轉換模塊5通過光纖將脈衝轉換模塊6輸出的脈衝信號輸出至電子式互感器低壓側8。
[0020]其中的脈衝轉換模塊6與數字採集電路4共用電源；脈衝轉換模塊6輸出的脈衝信號其上升沿與一次高壓(大電流)信號過零點之間的相位差不超過10分。
[0021]此具有誤差在線監測功能的電子式互感器，其工作原理是:高壓側部分將電子式互感器所測量的一次高壓(大電流)信號通過傳感頭轉換為小信號，然後通過信號調理將其轉換為適合測量的正弦電壓信號，再將此信號傳輸至數字採集電路轉換為數位訊號，同時通過脈衝轉換電路，將正弦電壓信號變換為脈衝信號，最後通過光電轉換電路將數位訊號和脈衝信號轉換為光信號通過光纖傳輸到低壓側。其特徵在於:
1、電子式互感器帶有光脈衝輸出，其脈衝上升沿和下降沿與一次高壓(大電流)信號的過零信號一致；
2、光脈衝信號是在信號調理電路之後產生，且脈衝轉換電路與數字採集電路共用電源。
[0022]具體實施時，如圖2所示，同一母線上安裝有兩臺電子式互感器，每臺電子式互感器的傳感頭將一次高壓(大電流)轉化為弱電信號，然後通過信號調理將其轉換為適合測量的正弦電壓信號，再將此信號傳輸至數字採集電路轉換為數位訊號，同時通過脈衝轉換電路，將正弦電壓信號變換為脈衝信號，最後通過光電轉換電路將數位訊號和脈衝信號轉換為光信號通過光纖傳輸到低壓側。相位計測量兩路脈衝信號之間的相位差即可得到兩臺電
子式互感器之間的相位誤差
【權利要求】
1.一種具有誤差在線監測功能的電子式互感器，由電子式互感器高壓側和電子式互感器低壓側兩部分組成，其特徵在於，電子式互感器高壓側中包括傳感頭、信號調理電路、數字採集電路、光電轉換模塊、脈衝轉換模塊，電子式互感器低壓側包括合併單元；傳感頭輸出的信號連接至信號調理電路；信號調理電路輸出的信號分為兩路一路進入數字採集電路，一路進入脈衝轉換模塊；數字採集電路輸出的信號和脈衝轉換模塊輸出的信號分別連接至光電轉換模塊；光電轉換模塊通過光纖將數字採集電路產生的採樣值數字輸出送到合併單元；光電轉換模塊通過光纖將脈衝轉換模塊輸出的脈衝信號輸出至電子式互感器低壓側。
2.根據權利要求1所述的具有誤差在線監測功能的電子式互感器，其特徵在於，光脈衝信號是在信號調理電路之後產生，且脈衝轉換模塊與數字採集電路共用電源。
3.根據權利要求1所述的具有誤差在線監測功能的電子式互感器，其特徵在於，電子式互感器帶有光脈衝輸出，其脈衝上升沿和下降沿與一次高壓信號的過零信號一致。
【文檔編號】G01R15/04GK103513082SQ201310407622
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月10日 優先權日:2013年9月10日
【發明者】胡浩亮, 李前, 李鶴, 李登雲, 熊前柱, 楊春燕 申請人:中國電力科學研究院