一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置及方法
2023-05-01 03:47:41
一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置及方法
【專利摘要】本發明提供了一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置，包括分別與斷路器相連的支柱式電子式電流互感器和觸點監測電路；觸點監測電路通過採集卡與工控機連接；支柱式電子式電流互感器通依次通過合併單元和光電轉換器與工控機連接；本發明提供的一種基於該檢測裝置的方法，通過對斷路器依次進行分閘、合閘和分-合-分閘，並依據工控機對電流互感器進行振動輸出校驗。與現有技術相比，本發明提供的一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置及方法，能夠模擬電子式電流互感器在智能變電站中所遇到的振動，從而對電流互感器進行校驗，避免了電子式電流互感器誤輸出導致的繼電保護誤動作，保證了電網的安全運行。
【專利說明】一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電流互感器的振動檢測裝置及方法，具體涉及一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置及方法。
【背景技術】
[0002]電子式電流互感器為用於檢測電力系統中電參量測量及各類輸入或輸出變頻電量的重要器件，對電機、變頻器和特種變壓器等電器設備的性能檢測和能效評測提供了可靠保證。一般情況下，電子式電流互感器在使用中可能會遇到兩種類型的一次部件振動:
[0003]①:電力系統發生短路時，短時電流的電動力引起導線抖動而引發的振動，受振動的電子式互感器應能正確運行；
[0004]②:開關，即斷路器、隔離刀閘操作時，由開關操作引起的振動，受振動的電子式電流互感器應該能夠正常工作。
[0005]與傳統互感器相比，電子式電流互感器組成元件多，對振動的敏感程度大。一定的振動可能會導致電子式電流互感器的傳感單元內部出現形變以及相對位移，從而導致測量精度的變化；嚴重的時候，受振動影響的電子式互感器的異常輸出可能導致電網保護裝置的誤動，從而威脅電網的安全。
[0006]因此，提供一種能夠準確檢測由於斷路器引起的振動對電子式電流互感器工作性能影響的檢測裝置及方法顯得尤為重要。
【發明內容】
[0007]為了滿足現有技術的需要，本發明提供了 一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置，包括分別與斷路器相連的支柱式電子式電流互感器和觸點監測電路；所述觸點監測電路通過採集卡與工控機連接；所述支柱式電子式電流互感器依次通過合併單元和光電轉換器與所述工控機連接。
[0008]優選的，所述斷路器通過鋁質母線排與所述支柱式電子式電流互感器相連；所述斷路器為應用於戶外的彈簧式斷路器；
[0009]優選的，所述觸點監測電路包括與直流電源串聯連接的電阻Rl和電阻R2 ;所述工控機通過採集觸電監測電路的電阻電壓值判斷所述斷路器的開合狀態；
[0010]優選的，所述直流電源為5V直流電源；所述電阻Rl的阻值為800 Ω ;所述電阻R2的阻值為3200 Ω ；
[0011]優選的，所述採集卡為解析度至少為16bit，採樣率至少為20kHz的採集卡；
[0012]優選的，秒脈衝發生器分別與所述合併單元和所述採集卡相連，用於提供合併單元與採集卡進行同步採集的秒脈衝信號；
[0013]優選的，所述工控機將所述觸點監測電路輸出的電壓數據與合併單元的輸出數據進行時間關聯，並計算檢測選取時間段內合併單元的輸出數據的方均根值和每一個周波的峰值。[0014]本發明提供的一種採用支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置的檢測方法，包括:
[0015]步驟1:設置檢測參數，包括設置所述檢測裝置的額定一次電流值、通信協議類型和信號同步方式；
[0016]步驟2:斷路器進行分閘操作，採集卡採集觸點監測電路中電阻Rl的電壓值；所述工控機依據所述合併單元輸出的所述支柱式電子式電流互感器的計量數據、保護數據和所述電壓值進行分析，從而判斷所述支柱式電子式電流互感器是否符合輸出要求；
[0017]步驟3:斷路器進行合閘操作，採集卡採集所述電阻Rl的電壓值；所述工控機依據所述計量數據、所述保護數據和所述電壓值進行分析，從而判斷所述支柱式電子式電流互感器是否符合輸出要求；
[0018]步驟4:斷路器依次進行分一合一分閘操作，採集卡採集所述電阻Rl的電壓值；在第二次分閘操作後，所述工控機依據所述計量數據、所述保護數據和電壓值進行分析，從而判斷所述支柱式電子式電流互感器是否符合輸出要求。
[0019]優選的，所述斷路器分別進行五次分閘操作、五次合閘操作和五次分一合一分閘操作，若在最後一次分閘或合閘5ms後的連續IOs內一個周波的方均根值不超過額定二次輸出的3%，單點輸出不超過額定二次輸出的10%，則通過檢測；
[0020]優選的，所述通信協議類型包括IEC61850-9-1通信協議和IEC61850-9-2通信協議；所述信號同步方式包括B碼同步方式和PPS同步方式。
[0021]與最接近的現有技術相比，本發明的優異效果是:
[0022]1、本發明技術方案中，採用觸點監測電路，可以準確的對斷路器開關狀況進行監測、定位;
[0023]2、本發明技術方案中，工控機不僅能夠對合併單元的輸出數據進行方均根值計算，並且能夠計算檢測選取時間內每一個周波的峰值，可滿足電力系統中的保護裝置依據採樣點進行保護動作判斷的需求；
[0024]3、本發明提供的一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置及方法，能夠模擬考核電子式電流互感器在智能變電站中所遇到的斷路器一次振動下的可靠性；
[0025]4、本發明提供的一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置及方法，對電子式電流互感器進行一次電流條件下的開斷振動測試，更加真實的模擬了現場斷路器動作時電子式互感器的可靠性要求；
[0026]5、本發明提供的一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置及方法，通過五次分閘檢測、五次合閘檢測五次和分一合一分閘檢測，能夠準確的測試支柱式電子式電流互感器的輸出是否符合輸出要求，即不出現損壞、通信中斷、採樣無效、丟包等故障的情況下，最後一次分閘或合閘5ms後連續IOs內每一個周波的方均根值不超過額定二次輸出的3%，單點輸出不超過額定二次輸出的10% ；
[0027]6、本發明提供的一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置及方法，可完善的考核電子式電流互感器在與斷路器耦聯振動下的可靠性，是智能電網安全運行的一個重要保證。
【專利附圖】
【附圖說明】[0028]下面結合附圖對本發明進一步說明。
[0029]圖1是:本發明實施例中一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置結構圖；
[0030]圖2是:本發明實施例中觸點監測電路原理圖；
[0031]圖3是:本發明實施例中斷路器、互感器有電流檢測的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0032]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0033]本發明提供了一種適用於支柱式電子式電流互感器的一次振動檢測裝置，如圖1所示，該檢測裝置包括支柱式電子式電流互感器、觸點監測電路、合併單元、採集卡、秒脈衝發生器、工控機和斷路器；
[0034]支柱式電子式電流互感器連接於斷路器與合併單元之間；觸點監測電路連接於斷路器與採集卡之間；合併單元通過光電轉換器與工控機相連；採集卡直接與工控機相連；合併單元與採集卡分別與秒脈衝發生器連接；
[0035]斷路器為應用於戶外的彈簧式斷路器，斷路器通過硬導體與支柱式電子式電流互感器相連，本實施例中硬導體為鋁質母線排。
[0036]如圖2所示，觸點監測電路包括與直流電源串聯連接的電阻Rl和電阻R2，直流電源的電壓值為5V，電阻Rl的阻值為800 Ω，電阻R2的阻值為3200 Ω。觸點監測電路為工控機監測斷路器的開合狀態的電路，通過採集卡採集電路中採樣電阻的電壓值判斷斷路器的開通和斷開；其中電阻Rl為採樣電阻，採用電阻Rl與電阻R2串聯的結構實現電路1/4分壓，從而防止斷路器合閘或分閘時可能產生過電壓，超出採集卡採集範圍的情況；
[0037]斷路器通過分閘或合閘模擬一次振動；
[0038]合併單元用於將支柱式電子式電流互感器輸出的計量數據和保護數據進行合併與同步處理，並將處理後的數位訊號發送到工控機；
[0039]光電轉換器用於將合併單元輸出的光信號轉換成電信號，從而使得工控機對其進行處理；
[0040]秒脈衝發生器用於提供合併單元與採集卡進行信號同步傳輸的秒脈衝信號；
[0041]工控機的功能包括:
[0042]①:同步採集觸點監測電路輸出的電壓數據與合併單元的輸出數據，並對上述數據進行時間關聯:
[0043]②:計算檢測選取時間段內合併單元的輸出數據的方均根值和每一個周波的峰值，該峰值包括波峰值和波谷值；
[0044]其中，工控機中存儲數據通道的數目至少為三個，對合併單元的輸出數據的連續記錄存儲時間至少為10s，且任一條存儲數據通道均能夠存儲觸點監測電路和合併單元的輸出數據；工控機對觸點監測電路與合併單元的輸出數據採集記錄的總延遲時間小於500uso
[0045]本發明提供的一種採用本實施例中的支柱式電子式電流互感器的一次振動檢測裝置的檢測方法操作步驟為:
[0046]①:在工控機中設置檢測參數，包括設置檢測裝置中支柱式電子式電流互感器的額定一次電流值、通信協議類型和信號同步方式；其中通信協議類型包括IEC61850-9-1通信協議和IEC61850-9-2通信協議；信號同步方式包括B碼同步方式和PPS同步方式，PPS同步方式即為秒脈衝同步方式；
[0047]②:如圖3所示，斷路器進行分閘操作，採集卡採集觸點監測電路中電阻Rl的電壓值；工控機依據合併單元輸出的支柱式電子式電流互感器的計量數據、保護數據和電阻Rl的電壓值進行分析，從而判斷支柱式電子式電流互感器是否符合輸出要求；
[0048]③:如圖3所示，斷路器進行合閘操作，採集卡電阻Rl的電壓值；工控機依據計量數據、保護數據和電阻Rl的電壓值進行分析，從而判斷支柱式電子式電流互感器是否符合輸出要求；
[0049]④:如圖3所示，斷路器依次進行分閘、合閘和分閘操作，採集卡電阻Rl的電壓值；在第二次分閘操作後，工控機依據計量數據、保護數據和電阻Rl的電壓值進行分析，從而判斷支柱式電子式電流互感器是否符合輸出要求；
[0050]檢測裝置在進行上述檢測操作時，電子式電流互感器均不能出現損壞、通信中斷、採樣無效和丟包等故障，上述支柱式電子式電流互感器的輸出要求為:即在斷路器最後一次分閘或合閘操作5ms後的連續IOs內一個周波的方均根值不超過額定二次輸出的3%，單點輸出不超過額定二次輸出的10%。
[0051]最後應當說明的是:所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。
【權利要求】
1.一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置，其特徵在於，所述裝置包括分別與斷路器相連的支柱式電子式電流互感器和觸點監測電路；所述觸點監測電路通過採集卡與工控機連接；所述支柱式電子式電流互感器依次通過合併單元和光電轉換器與所述工控機連接。
2.如權利要求1所述的一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置，其特徵在於，所述斷路器通過鋁質母線排與所述支柱式電子式電流互感器相連；所述斷路器為應用於戶外的彈簧式斷路器。
3.如權利要求1所述的一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置，其特徵在於，所述觸點監測電路包括與直流電源串聯連接的電阻Rl和電阻R2;所述工控機通過採集觸電監測電路的電阻電壓值判斷所述斷路器的開合狀態。
4.如權利要求3所述的一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置，其特徵在於，所述直流電源為5V直流電源；所述電阻Rl的阻值為800Ω ;所述電阻R2的阻值為3200 Ω。
5.如權利要求1所述的一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置，其特徵在於，所述採集卡為解析度至少為16bit，採樣率至少為20kHz的採集卡。
6.如權利要求1所述的一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置，其特徵在於，秒脈衝發生器分別與所述合併單元和所述採集卡相連，用於提供合併單元與採集卡進行同步採集的秒脈衝信號。
7.如權利要求1所述的一種支柱式電子式電流互感器一次振動檢測裝置，其特徵在於，所述工控機將所述觸點監測電路輸出的電壓數據與合併單元的輸出數據進行時間關聯，並計算檢測選取時間段內合併單元的輸出數據的方均根值和每一個周波的峰值。
8.一種採用如權利要求1-7所述檢測裝置的檢測方法，其特徵在於，所述方法包括: 步驟1:設置檢測參數，包括設置所述檢測裝置的額定一次電流值、通信協議類型和信號同步方式； 步驟2:斷路器進行分閘操作，採集卡採集觸點監測電路中電阻Rl的電壓值；所述工控機依據所述合併單元輸出的所述支柱式電子式電流互感器的計量數據、保護數據和所述電壓值進行分析，從而判斷所述支柱式電子式電流互感器是否符合輸出要求； 步驟3:斷路器進行合閘操作，採集卡採集所述電阻Rl的電壓值；所述工控機依據所述計量數據、所述保護數據和所述電壓值進行分析，從而判斷所述支柱式電子式電流互感器是否符合輸出要求； 步驟4:斷路器依次進行分一合一分閘操作，採集卡採集所述電阻Rl的電壓值；在第二次分閘操作後，所述工控機依據所述計量數據、所述保護數據和電壓值進行分析，從而判斷所述支柱式電子式電流互感器是否符合輸出要求。
9.如權利要求8所述的檢測方法，其特徵在於，所述斷路器分別進行五次分閘操作、五次合閘操作和五次分一合一分閘操作，若在最後一次分閘或合閘5ms後的連續IOs內一個周波的方均根值不超過額定二次輸出的3%，單點輸出不超過額定二次輸出的10%，則通過檢測。
10.如權利要求8所述 的檢測方法，其特徵在於，所述通信協議類型包括IEC61850-9-1通信協議和IEC61850-9-2通信協議；所述信號同步方式包括B碼同步方式和PPS同步方式。
【文檔編號】G01M7/02GK103900777SQ201410145557
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月11日 優先權日:2014年4月11日
【發明者】胡蓓, 張勤, 葉國雄, 黃華, 王曉周, 劉翔, 劉彬, 童悅, 熊俊軍, 萬罡, 馮翔翔, 鄔文亮, 鄧小聘, 陳鵬, 楊帆, 王焱, 劉勇, 代靜, 汪英英, 金建偉 申請人:國家電網公司, 中國電力科學研究院