基於電子式互感器的動模系統的製作方法
2023-05-30 00:10:16 2
專利名稱：基於電子式互感器的動模系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及數位化變電站動模系統電壓電流的採集技術領域，特別涉及一種 基於電子式互感器的動模系統。
背景技術：
目前，動模系統(電力系統動態模擬仿真實驗室)中主要採用傳統常規電磁式互 感器，保護裝置通過交流頭將二次側的電壓、電流信號轉換為小信號並通過ADC採樣後獲 取一次側的電壓、電流值，實現方法如圖1所示。傳統電磁式互感器輸出的信號是模擬信 號，當動模系統中多個保護裝置需要採集同一個間隔的模擬信號時，由於一根電纜只能傳 送一個電壓或電流信號，所以需要鋪設大量的電纜，使得動模系統的成本增大且連接結構 複雜。在現有的數位化變電站中，數字量輸出的電子式互感器取代了模擬量輸出的電磁 式互感器。與傳統電磁式互感器相比，電子式互感器不僅解決了其鐵磁諧振、磁飽和、二次 線圈開路高壓危險、因充油而潛在易燃易爆以及體積大維護困難等問題，電子式互感器還 具有絕緣簡單、測量精度高、動態範圍大、體積小、重量輕等特點。隨著數位化變電站的不斷推廣，對動模系統也提出了數位化的要求。基於通用網 絡通信平臺的變電站自動化系統的國際標準IEC61850根據功能將變電站自動化系統分為 變電站層、間隔層和過程層。過程層位於最底層，主要實現狀態量和模擬量的採集。在動模 系統中，過程層的數位化直接影響了模擬信號的採集方式。
實用新型內容為適應動模系統數位化建設的需要，本實用新型提出在現有動模系統中，引入電 子式互感器和合併單元，以實現電壓、電流信號的數位化採樣以及多間隔數位訊號的信息本實用新型基於電子式互感器的動模系統，包括電子式互感器和合併單元，合併 單元通過光纖與電子式互感器和間隔層設備相連，電子式互感器為輸出的一次額定數字量 正確感應動模系統的一次電壓和電流的電子式互感器。本實用新型基於電子式互感器的動模系統，採用電子式互感器與合併單元代替電 磁式互感器，並用光纖代替電纜傳輸信號，實現了動模系統過程層採樣數位化以及多間隔 採樣信息的合併與共享，簡化了動模系統二次電纜接線，使得動模系統的一次結構更加靈 活、方便，而且更真實的模擬實際運行的數位化變電站。
圖1是現有的基於電磁式互感器的動模系統二次結構的示意圖；圖2是本實用新型基於電子式互感器的動模系統二次結構的示意圖。
具體實施方式
本實用新型基於電子式互感器的動模系統，採用電子式互感器與合併單元代替電 磁式互感器，電子式互感器將數位訊號通過光纖傳輸給合併單元，合併單元將數位訊號合 並後通過光纖傳輸給間隔層設備。由於動模系統只是對數位化變電站的模擬仿真，動模系統的額定一次電壓和電流 與數位化變電站的一次電壓和電流相比數值很小，所以動模系統中的電子式互感器必須正 確感應動模系統的一次電壓和電流，滿足此特徵的電子式互感器均適用於本實用新型動模 系統，下面以有源電子式互感器為例進一步解釋本實用新型。有源電子式互感器採用標準4U機箱結構，每個機箱接入一相電壓和電流，機箱內 具體配置如下空心線圈傳感保護級電流；低功率線圈傳感測量級電流；分壓迴路傳感電壓；遠端模塊與空心線圈、低功率線圈和分壓迴路相連，將採集的保護電流、測量電 流及電壓經模數轉換後通過光纖送至合併單元。改變空心線圈和低功率線圈的匝數和截面積及分壓迴路的阻值或容值，使電子式 互感器輸出的一次額定數字量正確感應動模系統的一次電壓和電流的電子式互感器，例如 動模系統的額定一次電流是1A，則在IEC60044-8標準中，此時空心線圈通過遠端模塊輸出 的數字量恰好為額定值463，低功率線圈通過遠端模塊輸出的數字量恰好為額定值11585。合併單元的傳輸協議須與遠端模塊的傳輸協議一致，還須與間隔層接收數據 的設備的傳輸協議一致，為方便與各廠家的設備進行通訊，合併單元與電子式互感器之 間的數據傳輸採用IEC60044-8傳輸協議，合併單元與間隔層設備之間的數據傳輸採用 IEC60044-8 和 / 或 IEC61850-9-1 和 / 或 IEC61850-9-2 傳輸協議。動模系統中電子式互感器與合併單元的工作過程如下動模系統一次電流(如5A)接至電子式互感器的空心線圈和低功率線圈，動模系 統的一次電壓(如100V)接至電子式互感器的分壓迴路，電子式互感器的空心線圈、低功率 線圈及分壓迴路二次小信號接至電子式互感器的遠端模塊，遠端模塊完成保護級電流、測 量級電流及電壓的採集並對採集的電壓電流進行模數轉換處理，通過光纖將數位訊號傳輸 給合併單元。如圖2所示，每臺電子式互感器可完成單相模擬量的採集，一個間隔需要配置 三臺電子式互感器。合併單元每塊板卡可完成一個間隔三相數位訊號的接收，配置多塊板 卡即可完成多個間隔數位訊號的接收。對於接收到的一個間隔數位訊號，合併單元對三相 數據進行同步合併後，再通過光纖送給間隔層設備，如線路保護、母差保護、主變保護等，每 塊板卡可送出1-4路採樣數據。以上所述的本實用新型的具體實施方式
，並不用於限定本實用新型的保護範圍的 限定，而是針對本實用新型的可行實施例進行說明。任何基於本實用新型的精神和原則之 內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的權利要求保護範圍之內。
權利要求一種基於電子式互感器的動模系統，其特徵在於，包括電子式互感器與合併單元，所述合併單元通過光纖與所述電子式互感器和間隔層設備相連，所述電子式互感器為輸出的一次額定數字量正確感應動模系統的一次電壓和電流的電子式互感器。
2.根據權利要求1所述的動模系統，其特徵在於，所述電子式互感器包括空心線圈、低 功率線圈、分壓迴路和遠端模塊，所述遠端模塊與所述空心線圈、低功率線圈、分壓迴路及 合併單元相連。
3.根據權利要求1或2所述的動模系統，其特徵在於，所述合併單元與所述電子式互感 器之間的數據傳輸採用IEC60044-8傳輸協議，所述合併單元與間隔層設備之間的數據傳 輸採用 IEC60044-8 和 / 或 IEC61850-9-1 和 / 或 IEC61850-9-2 傳輸協議。
專利摘要本實用新型公開了一種基於電子式互感器的動模系統，用電子式互感器與合併單元代替傳統的電磁式互感器，用光纖代替電纜傳輸信號，實現了動模系統過程層採樣數位化以及多間隔採樣信息的合併與共享，簡化了動模系統二次電纜接線，使得動模系統的一次結構更加靈活、方便，而且更真實的模擬實際運行的數位化變電站。
文檔編號H02J13/00GK201608562SQ20102011630
公開日2010年10月13日 申請日期2010年2月8日 優先權日2010年2月8日
發明者梁國堅 申請人:廣東電網公司中山供電局