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      基于電子式互感器的故障檢測(cè)設(shè)備的制作方法

      文檔序號(hào):5989214閱讀:542來(lái)源:國(guó)知局
      專(zhuān)利名稱(chēng):基于電子式互感器的故障檢測(cè)設(shè)備的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實(shí)用新型涉及電力故障檢測(cè)技術(shù),特別是涉及基于電子式互感器的故障檢測(cè)設(shè)備。
      背景技術(shù)
      目前,在IOkv線(xiàn)路監(jiān)測(cè)中廣泛使用電磁式互感器來(lái)提供測(cè)量、保護(hù)信號(hào)。電力系統(tǒng)每年的互感器工程用量很大,但電磁式互感器由于其工作原理的固有特性,逐漸暴露出一些與之不相適應(yīng)的固有弱點(diǎn)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(I)易于飽和:當(dāng)電流互感器一次電流過(guò)大,超過(guò)互感器線(xiàn)性區(qū)間,引起磁飽和,一、二次線(xiàn)性關(guān)系改變,呈非線(xiàn)性狀態(tài),二次電流不能反映出一次電流情況,容易引起繼電保護(hù)拒動(dòng)。(2)體積、重量大:電壓等級(jí)越高,電磁互感器體積重量越大。體積重量偏大,在工程安裝及后期維護(hù)上存在一定的困難。(3)安全性不足:電流互感器二次開(kāi)路容易引起人身安全事故。電壓互感器一次與二次必須進(jìn)行隔離和接地處理,否則容易出現(xiàn)一次高壓竄入二次(4) 二次輸出不能直接與微機(jī)化計(jì)量和保護(hù)設(shè)備接口:由于電磁互感器二次輸出信號(hào)大,需要經(jīng)過(guò)計(jì)量及保護(hù)設(shè)備二次變換才能計(jì)算。(5)電磁式電壓互感器易出現(xiàn)諧振:當(dāng)發(fā)生諧振時(shí),勵(lì)磁電流增大,造成電壓互感器過(guò)熱,甚至燒毀。(6)電磁互感器存在磁滯現(xiàn)象。

      實(shí)用新型內(nèi)容基于此,有必要針對(duì)上述問(wèn)題,提供一種基于電子式互感器的故障檢測(cè)設(shè)備,能夠避免了電磁轉(zhuǎn)換的不足,在工程施工和線(xiàn)路故障檢測(cè)中,發(fā)揮很大的優(yōu)勢(shì)。一種基于電子式互感器的故障檢測(cè)設(shè)備,包括:故障檢測(cè)單元、電子式互感器和自動(dòng)化主站;其中,安裝在饋線(xiàn)線(xiàn)路上的所述故障檢測(cè)單元,通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)與所述自動(dòng)化主站建立通信連接,傳遞的信息包括開(kāi)關(guān)狀態(tài)、線(xiàn)路電壓、電流、負(fù)荷、短路及接地故障;該故障檢測(cè)單元還與所述電子式互感器的二次輸出部分相連;所述電子式互感器的二次輸出部分,具體包括與電信號(hào)輸入端相連的信號(hào)預(yù)處理電路,與該信號(hào)預(yù)處理電路相連的積分變換電路,與該積分變換電路相連的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路,與該數(shù)模轉(zhuǎn)換電路相連的信號(hào)處理器,該信號(hào)處理器與所述故障檢測(cè)單元相連;所述自動(dòng)化主站用于采集故障檢測(cè)單元數(shù)據(jù)信息,實(shí)時(shí)處理,對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,分類(lèi)存儲(chǔ);并根據(jù)故障檢測(cè)單元上報(bào)的故障信息,在線(xiàn)路結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D上顯示相應(yīng)故障區(qū)域,實(shí)現(xiàn)故障定位。上述基于電子式互感器的故障檢測(cè)設(shè)備,采用的故障檢測(cè)單元,由電子式互感器提供測(cè)量、保護(hù)信號(hào)。電子互感器優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在沒(méi)有磁飽和現(xiàn)象。由于電子式互感器在原理上與電磁式互感器有著本質(zhì)的區(qū)別,無(wú)需鐵芯做磁耦合,因此消除了磁飽和特性。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述電子式互感器采用戶(hù)外電子式電壓電流組合互感器,其電壓等級(jí)為10KV,同時(shí)具有電壓輸出端和電流輸出端,其中,電壓輸出精度為0.2/3P ;電流輸出精度為0.2/5P20。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述信號(hào)預(yù)處理電路,包括與電信號(hào)輸入端相連的濾波裝置,以及連接在所述濾波裝置和所述積分變換電路之間的放大整形器。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述故障檢測(cè)單元,包括:與所述電子式互感器的二次輸出部分相連的DSP信號(hào)處理器,用于對(duì)所述電子式互感器輸入的電流或電壓信號(hào)進(jìn)行采樣;與所述DSP信號(hào)處理器相連的無(wú)線(xiàn)通訊模塊,用于向自動(dòng)化主站提供配電系統(tǒng)運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述自動(dòng)化主站,包括:與所述無(wú)線(xiàn)通訊模塊相連的通訊處理單元,用于采集故障檢測(cè)單元數(shù)據(jù)信息,實(shí)時(shí)處理;其中,通訊處理單元支持的通信協(xié)議包括,IEClOl、IEC104電力通信規(guī)約;與所述通訊處理單元相連的故障判斷單元,用于在故障檢測(cè)單元檢測(cè)到故障信息,判斷故障類(lèi)型,并主動(dòng)上報(bào)故障信息;與所述故障判斷單元相連的故障顯示單元,用于在線(xiàn)路結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D上顯示與所述故障信息相應(yīng)故障區(qū)域,實(shí)現(xiàn)故障定位。

      圖1為本實(shí)用新型基于電子式互感器的故障檢測(cè)設(shè)備的示意圖;圖2為本實(shí)用新型的電子式互感器的二次輸出部分示意圖。
      具體實(shí)施方式
      為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。圖1為本實(shí)用新型基于電子式互感器的故障檢測(cè)設(shè)備的示意圖,包括:故障檢測(cè)單元、電子式互感器和自動(dòng)化主站;其中,安裝在饋線(xiàn)線(xiàn)路上的所述故障檢測(cè)單元,通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)與所述自動(dòng)化主站建立通信連接,傳遞的信息包括開(kāi)關(guān)狀態(tài)、線(xiàn)路電壓、電流、負(fù)荷、短路及接地故障;該故障檢測(cè)單元還與所述電子式互感器的二次輸出部分相連;所述電子式互感器的二次輸出部分,具體包括與電信號(hào)輸入端相連的信號(hào)預(yù)處理電路,與該信號(hào)預(yù)處理電路相連的積分變換電路,與該積分變換電路相連的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路,與該數(shù)模轉(zhuǎn)換電路相連的信號(hào)處理器,該信號(hào)處理器與所述故障檢測(cè)單元相連;所述自動(dòng)化主站用于采集故障檢測(cè)單元數(shù)據(jù)信息,實(shí)時(shí)處理,對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,分類(lèi)存儲(chǔ);并根據(jù)故障檢測(cè)單元上報(bào)的故障信息,在線(xiàn)路結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D上顯示相應(yīng)故障區(qū)域,實(shí)現(xiàn)故障定位。上述基于電子式互感器的故障檢測(cè)設(shè)備,采用的故障檢測(cè)單元,由電子式互感器提供測(cè)量、保護(hù)信號(hào)。電子互感器優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在沒(méi)有磁飽和現(xiàn)象。電磁式互感器的工作原理主要是將被測(cè)信號(hào)與二次線(xiàn)圈之間通過(guò)鐵芯耦合產(chǎn)生二次電流。而電子式互感器則是將導(dǎo)線(xiàn)均勻地繞在非鐵磁性環(huán)形骨上,一次母線(xiàn)置于線(xiàn)圈中央,繞組線(xiàn)圈與母線(xiàn)之間的電位是隔離的。如果母線(xiàn)電流為i(t),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,羅氏線(xiàn)圈兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì):e(t)=-Mdi/dt,其中M為互感系數(shù),羅氏線(xiàn)圈兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)e(t)經(jīng)過(guò)積分器處理后得到與被測(cè)電流成比例的電壓信號(hào),經(jīng)處理、變換后,即可得到與一次電流成比例的模擬量輸出。由于電子式互感器在原理上與電磁式互感器有著本質(zhì)的區(qū)別,無(wú)需鐵芯做磁耦合,因此消除了磁飽和特性。當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)短路故障時(shí),電流很大,電磁式互感器因存在磁飽和問(wèn)題,難以實(shí)現(xiàn)大范圍測(cè)量,同一互感器難以同時(shí)滿(mǎn)足測(cè)量和保護(hù)的需要。而電子式互感器在工作原理上,沒(méi)有鐵芯,不具有磁滯與飽和現(xiàn)象,可測(cè)量很寬的范圍,并且測(cè)量精度高,同時(shí)滿(mǎn)足測(cè)量和繼電保護(hù)的需要。圖2為本實(shí)用新型的電子式互感器的二次輸出部分示意圖。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述電子式互感器采用戶(hù)外電子式電壓電流組合互感器,其電壓等級(jí)為10KV,同時(shí)具有電壓輸出端和電流輸出端,其中,電壓輸出精度為0.2/3P ;電流輸出精度為0.2/5P20。電流輸出具有測(cè)量、保護(hù)雙通道。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述信號(hào)預(yù)處理電路,包括與電信號(hào)輸入端相連的濾波裝置,以及連接在所述濾波裝置和所述積分變換電路之間的放大整形器。電子式互感器二次輸出模擬量可直接供故障檢測(cè)單元采樣,無(wú)需再次經(jīng)過(guò)電流互感器、電壓互感器轉(zhuǎn)換。相對(duì)于電磁式互感器,信號(hào)在進(jìn)入采樣裝置后需要互感器二次轉(zhuǎn)換,采用電子式互感器的故障檢測(cè)單元采樣回路簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu),避免了附加誤差。體積小、重量輕:電子式互感器擺脫了電磁轉(zhuǎn)換所需要的鐵芯、線(xiàn)圈,體積和重量都減少了許多,有利于施工和維護(hù)。具有數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)兩種輸出:電子式互感器具有模擬信和測(cè)量信號(hào)的輸出功能,可以直接與保護(hù)設(shè)備接口,簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu),提高了采樣精度。避免了信號(hào)在傳輸、處理中的附加誤差。暫態(tài)響應(yīng)范圍寬,諧波測(cè)量能力強(qiáng):電子式互感器頻率測(cè)量的范圍主要由電子線(xiàn)路部分決定,沒(méi)有鐵芯飽和的問(wèn)題,能準(zhǔn)確反映一次側(cè)的暫態(tài)過(guò)程。在傳統(tǒng)的電磁式互感器中,因存在鐵磁諧振和磁滯現(xiàn)象,導(dǎo)致在測(cè)量諧波時(shí)具有不準(zhǔn)確性和二次輸出滯后于一次輸入的現(xiàn)象,而電子式互感器中沒(méi)有鐵芯,所以不存在鐵磁諧振和磁滯現(xiàn)象,測(cè)量諧波時(shí)反應(yīng)更靈敏、準(zhǔn)確,測(cè)量能力更強(qiáng)。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述故障檢測(cè)單元,包括:與所述電子式互感器的二次輸出部分相連的DSP信號(hào)處理器,用于對(duì)所述電子式互感器輸入的電流或電壓信號(hào)進(jìn)行采樣;與所述DSP信號(hào)處理器相連的無(wú)線(xiàn)通訊模塊,用于向自動(dòng)化主站提供配電系統(tǒng)運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)。故障檢測(cè)單元,是一種集監(jiān)控、保護(hù)、測(cè)量為一體的綜合性自動(dòng)監(jiān)控裝置。安裝在饋線(xiàn)線(xiàn)路上,對(duì)柱上開(kāi)關(guān)進(jìn)行監(jiān)控,完成遙測(cè)、遙信、故障檢測(cè)功能。并能與配電自動(dòng)化主站通信,提供配電系統(tǒng)運(yùn)行的各種數(shù)據(jù),包括開(kāi)關(guān)狀態(tài)、線(xiàn)路電壓、電流、負(fù)荷、短路及接地故障等,并具整定值設(shè)置功能。對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)故障定位功能。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述自動(dòng)化主站,包括:與所述無(wú)線(xiàn)通訊模塊相連的通訊處理單元,用于采集故障檢測(cè)單元數(shù)據(jù)信息,實(shí)時(shí)處理;其中,通訊處理單元支持的通信協(xié)議包括,IEClOl、IEC104電力通信規(guī)約;與所述通訊處理單元相連的故障判斷單元,用于在故障檢測(cè)單元檢測(cè)到故障信息,判斷故障類(lèi)型,并主動(dòng)上報(bào)故障信息;與所述故障判斷單元相連的故障顯示單元,用于在線(xiàn)路結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D上顯示與所述故障信息相應(yīng)故障區(qū)域,實(shí)現(xiàn)故障定位。配電自動(dòng)化主站采集故障檢測(cè)單元數(shù)據(jù)信息,實(shí)時(shí)處理,對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,分類(lèi)存儲(chǔ),并為相關(guān)業(yè)務(wù)部門(mén)提供管理數(shù)據(jù)。主站支持IEClOl、IEC104等多種電力通信規(guī)約。主站線(xiàn)路圖可以顯示以下實(shí)施數(shù)據(jù):遙測(cè):電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率;遙信:開(kāi)關(guān)分合狀態(tài)。當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí),故障檢測(cè)單元檢測(cè)到故障信息,判斷故障類(lèi)型,并主動(dòng)上報(bào)故障信息。主站根據(jù)故障檢測(cè)單元上報(bào)的故障信息,在線(xiàn)路結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D上顯示相應(yīng)故障區(qū)域,實(shí)現(xiàn)故障定位功能。另外,本實(shí)用新型還具有以下優(yōu)勢(shì):電壓、電流測(cè)量一體:電子式電壓電流組合式互感器可以同時(shí)提供電壓、電流信號(hào),較傳統(tǒng)互感器電壓、電流分別需要不同的互感器提供,安裝、使用更為便捷。較高的安全性:電子式互感器二次輸出信號(hào)電壓很低,無(wú)論施工和運(yùn)行,都不會(huì)對(duì)人身設(shè)備造成安全威脅,因此具有較高的安全性。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此,本實(shí)用新型專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
      權(quán)利要求1.一種基于電子式互感器的故障檢測(cè)設(shè)備,其特征在于,包括故障檢測(cè)單元、電子式互感器和自動(dòng)化主站;其中, 安裝在饋線(xiàn)線(xiàn)路上的所述故障檢測(cè)單元,通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)與所述自動(dòng)化主站建立通信連接,傳遞的信息包括開(kāi)關(guān)狀態(tài)、線(xiàn)路電壓、電流、負(fù)荷、短路及接地故障;該故障檢測(cè)單元還與所述電子式互感器的二次輸出部分相連; 所述電子式互感器的二次輸出部分,具體包括與電信號(hào)輸入端相連的信號(hào)預(yù)處理電路,與該信號(hào)預(yù)處理電路相連的積分變換電路,與該積分變換電路相連的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路,與該數(shù)模轉(zhuǎn)換電路相連的信號(hào)處理器,該信號(hào)處理器與所述故障檢測(cè)單元相連; 所述自動(dòng)化主站用于采集故障檢測(cè)單元數(shù)據(jù)信息,實(shí)時(shí)處理,對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,分類(lèi)存儲(chǔ);并根據(jù)故障檢測(cè)單元上報(bào)的故障信息,在線(xiàn)路結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D上顯示相應(yīng)故障區(qū)域,實(shí)現(xiàn)故障定位。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子式互感器的故障檢測(cè)設(shè)備,其特征在于:所述電子式互感器采用戶(hù)外電子式電壓電流組合互感器,其電壓等級(jí)為10KV,同時(shí)具有電壓輸出端和電流輸出端,其中,電壓輸出精度為0.2/3P ;電流輸出精度為0.2/5P20。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于電子式互感器的故障檢測(cè)設(shè)備,其特征在于,所述信號(hào)預(yù)處理電路,包括與電信號(hào)輸入端相連的濾波裝置,以及連接在所述濾波裝置和所述積分變換電路之間的放大整形器。
      4.根據(jù)權(quán)利 要求1或2所述的基于電子式互感器的故障檢測(cè)設(shè)備,其特征在于,所述故障檢測(cè)單元,包括: 與所述電子式互感器的二次輸出部分相連的DSP信號(hào)處理器,用于對(duì)所述電子式互感器輸入的電流或電壓信號(hào)進(jìn)行采樣; 與所述DSP信號(hào)處理器相連的無(wú)線(xiàn)通訊模塊,用于向自動(dòng)化主站提供配電系統(tǒng)運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)。
      專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了基于電子式互感器的故障檢測(cè)設(shè)備,包括包括故障檢測(cè)單元、電子式互感器和自動(dòng)化主站;其中,安裝在饋線(xiàn)線(xiàn)路上的所述故障檢測(cè)單元,通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)與所述自動(dòng)化主站建立通信連接;該故障檢測(cè)單元還與所述電子式互感器的二次輸出部分相連;所述電子式互感器的二次輸出部分,具體包括與電信號(hào)輸入端相連的信號(hào)預(yù)處理電路,與該信號(hào)預(yù)處理電路相連的積分變換電路,與該積分變換電路相連的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路,與該數(shù)模轉(zhuǎn)換電路相連的信號(hào)處理器,該信號(hào)處理器與所述故障檢測(cè)單元相連。采用本實(shí)用新型,可以避免了電磁轉(zhuǎn)換的不足,在工程施工和線(xiàn)路故障檢測(cè)中,發(fā)揮很大的優(yōu)勢(shì)。
      文檔編號(hào)G01R31/08GK203084142SQ20122060228
      公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
      發(fā)明者尹星光, 陳先鋒, 歐志光, 張峰, 彭剛, 李榮斌, 朱學(xué)俊, 溫敏明, 黃育軍, 張慶明, 曹貴陽(yáng), 李漢榮, 肖曉慧, 沈瑞錫, 何宇靖 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司惠州供電局
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