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(fā)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(jiān)測電路；觸點監(jiān)測電路通過采集卡與工控機(jī)連接；支柱式電子式電流互感器通依次通過合并單元和光電轉(zhuǎn)換器與工控機(jī)連接；本發(fā)明提供的一種基于該檢測裝置的方法，通過對斷路器依次進(jìn)行分閘、合閘和分-合-分閘，并依據(jù)工控機(jī)對電流互感器進(jìn)行振動輸出校驗。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)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(jìn)行校驗，避免了電子式電流互感器誤輸出導(dǎo)致的繼電保護(hù)誤動作，保證了電網(wǎng)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)】
[0002]電子式電流互感器為用于檢測電力系統(tǒng)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(jī)、變頻器和特種變壓器等電器設(shè)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(tǒng)發(fā)生短路時，短時電流的電動力引起導(dǎo)線抖動而引發(fā)的振動，受振動的電子式互感器應(yīng)能正確運行；
[0004]②:開關(guān)，即斷路器、隔離刀閘操作時，由開關(guān)操作引起的振動，受振動的電子式電流互感器應(yīng)該能夠正常工作。
[0005]與傳統(tǒng)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(dǎo)致電子式電流互感器的傳感單元內(nèi)部出現(xiàn)形變以及相對位移，從而導(dǎo)致測量精度的變化；嚴(yán)重的時候，受振動影響的電子式互感器的異常輸出可能導(dǎo)致電網(wǎng)保護(hù)裝置的誤動，從而威脅電網(wǎng)的安全。
[0006]因此，提供一種能夠準(zhǔn)確檢測由于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(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)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(jiān)測電路；所述觸點監(jiān)測電路通過采集卡與工控機(jī)連接；所述支柱式電子式電流互感器依次通過合并單元和光電轉(zhuǎn)換器與所述工控機(jī)連接。
[0008]優(yōu)選的，所述斷路器通過鋁質(zhì)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(yīng)用于戶外的彈簧式斷路器；
[0009]優(yōu)選的，所述觸點監(jiān)測電路包括與直流電源串聯(lián)連接的電阻Rl和電阻R2 ;所述工控機(jī)通過采集觸電監(jiān)測電路的電阻電壓值判斷所述斷路器的開合狀態(tài)；
[0010]優(yōu)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(yōu)選的，所述采集卡為分辨率至少為16bit，采樣率至少為20kHz的采集卡；
[0012]優(yōu)選的，秒脈沖發(fā)生器分別與所述合并單元和所述采集卡相連，用于提供合并單元與采集卡進(jìn)行同步采集的秒脈沖信號；
[0013]優(yōu)選的，所述工控機(jī)將所述觸點監(jiān)測電路輸出的電壓數(shù)據(jù)與合并單元的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行時間關(guān)聯(lián)，并計算檢測選取時間段內(nèi)合并單元的輸出數(shù)據(jù)的方均根值和每一個周波的峰值。[0014]本發(fā)明提供的一種采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(shè)置檢測參數(shù)，包括設(shè)置所述檢測裝置的額定一次電流值、通信協(xié)議類型和信號同步方式；
[0016]步驟2:斷路器進(jìn)行分閘操作，采集卡采集觸點監(jiān)測電路中電阻Rl的電壓值；所述工控機(jī)依據(jù)所述合并單元輸出的所述支柱式電子式電流互感器的計量數(shù)據(jù)、保護(hù)數(shù)據(jù)和所述電壓值進(jìn)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(jìn)行合閘操作，采集卡采集所述電阻Rl的電壓值；所述工控機(jī)依據(jù)所述計量數(shù)據(jù)、所述保護(hù)數(shù)據(jù)和所述電壓值進(jìn)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(jìn)行分一合一分閘操作，采集卡采集所述電阻Rl的電壓值；在第二次分閘操作后，所述工控機(jī)依據(jù)所述計量數(shù)據(jù)、所述保護(hù)數(shù)據(jù)和電壓值進(jìn)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(yōu)選的，所述斷路器分別進(jìn)行五次分閘操作、五次合閘操作和五次分一合一分閘操作，若在最后一次分閘或合閘5ms后的連續(xù)IOs內(nèi)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(yōu)選的，所述通信協(xié)議類型包括IEC61850-9-1通信協(xié)議和IEC61850-9-2通信協(xié)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(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)異效果是:
[0022]1、本發(fā)明技術(shù)方案中，采用觸點監(jiān)測電路，可以準(zhǔn)確的對斷路器開關(guān)狀況進(jìn)行監(jiān)測、定位;
[0023]2、本發(fā)明技術(shù)方案中，工控機(jī)不僅能夠?qū)喜卧妮敵鰯?shù)據(jù)進(jìn)行方均根值計算，并且能夠計算檢測選取時間內(nèi)每一個周波的峰值，可滿足電力系統(tǒng)中的保護(hù)裝置依據(jù)采樣點進(jìn)行保護(hù)動作判斷的需求；
[0024]3、本發(fā)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(fā)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(jìn)行一次電流條件下的開斷振動測試，更加真實的模擬了現(xiàn)場斷路器動作時電子式互感器的可靠性要求；
[0026]5、本發(fā)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(zhǔn)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(xiàn)損壞、通信中斷、采樣無效、丟包等故障的情況下，最后一次分閘或合閘5ms后連續(xù)IOs內(nèi)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(fā)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(lián)振動下的可靠性，是智能電網(wǎng)安全運行的一個重要保證。
【專利附圖】

【附圖說明】[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0029]圖1是:本發(fā)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(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖2是:本發(fā)明實施例中觸點監(jiān)測電路原理圖；
[0031]圖3是:本發(fā)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(xì)描述本發(fā)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(biāo)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，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0033]本發(fā)明提供了一種適用于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(jiān)測電路、合并單元、采集卡、秒脈沖發(fā)生器、工控機(jī)和斷路器；
[0034]支柱式電子式電流互感器連接于斷路器與合并單元之間；觸點監(jiān)測電路連接于斷路器與采集卡之間；合并單元通過光電轉(zhuǎn)換器與工控機(jī)相連；采集卡直接與工控機(jī)相連；合并單元與采集卡分別與秒脈沖發(fā)生器連接；
[0035]斷路器為應(yīng)用于戶外的彈簧式斷路器，斷路器通過硬導(dǎo)體與支柱式電子式電流互感器相連，本實施例中硬導(dǎo)體為鋁質(zhì)母線排。
[0036]如圖2所示，觸點監(jiān)測電路包括與直流電源串聯(lián)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(jiān)測電路為工控機(jī)監(jiān)測斷路器的開合狀態(tài)的電路，通過采集卡采集電路中采樣電阻的電壓值判斷斷路器的開通和斷開；其中電阻Rl為采樣電阻，采用電阻Rl與電阻R2串聯(lián)的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電路1/4分壓，從而防止斷路器合閘或分閘時可能產(chǎn)生過電壓，超出采集卡采集范圍的情況；
[0037]斷路器通過分閘或合閘模擬一次振動；
[0038]合并單元用于將支柱式電子式電流互感器輸出的計量數(shù)據(jù)和保護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行合并與同步處理，并將處理后的數(shù)字信號發(fā)送到工控機(jī)；
[0039]光電轉(zhuǎn)換器用于將合并單元輸出的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，從而使得工控機(jī)對其進(jìn)行處理；
[0040]秒脈沖發(fā)生器用于提供合并單元與采集卡進(jìn)行信號同步傳輸?shù)拿朊}沖信號；
[0041]工控機(jī)的功能包括:
[0042]①:同步采集觸點監(jiān)測電路輸出的電壓數(shù)據(jù)與合并單元的輸出數(shù)據(jù)，并對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行時間關(guān)聯(lián):
[0043]②:計算檢測選取時間段內(nèi)合并單元的輸出數(shù)據(jù)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(jī)中存儲數(shù)據(jù)通道的數(shù)目至少為三個，對合并單元的輸出數(shù)據(jù)的連續(xù)記錄存儲時間至少為10s，且任一條存儲數(shù)據(jù)通道均能夠存儲觸點監(jiān)測電路和合并單元的輸出數(shù)據(jù)；工控機(jī)對觸點監(jiān)測電路與合并單元的輸出數(shù)據(jù)采集記錄的總延遲時間小于500uso
[0045]本發(fā)明提供的一種采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(jī)中設(shè)置檢測參數(shù)，包括設(shè)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(xié)議類型和信號同步方式；其中通信協(xié)議類型包括IEC61850-9-1通信協(xié)議和IEC61850-9-2通信協(xié)議；信號同步方式包括B碼同步方式和PPS同步方式，PPS同步方式即為秒脈沖同步方式；
[0047]②:如圖3所示，斷路器進(jìn)行分閘操作，采集卡采集觸點監(jiān)測電路中電阻Rl的電壓值；工控機(jī)依據(jù)合并單元輸出的支柱式電子式電流互感器的計量數(shù)據(jù)、保護(hù)數(shù)據(jù)和電阻Rl的電壓值進(jìn)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(jìn)行合閘操作，采集卡電阻Rl的電壓值；工控機(jī)依據(jù)計量數(shù)據(jù)、保護(hù)數(shù)據(jù)和電阻Rl的電壓值進(jìn)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(jìn)行分閘、合閘和分閘操作，采集卡電阻Rl的電壓值；在第二次分閘操作后，工控機(jī)依據(jù)計量數(shù)據(jù)、保護(hù)數(shù)據(jù)和電阻Rl的電壓值進(jìn)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(jìn)行上述檢測操作時，電子式電流互感器均不能出現(xiàn)損壞、通信中斷、采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:即在斷路器最后一次分閘或合閘操作5ms后的連續(xù)IOs內(nèi)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]最后應(yīng)當(dāng)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?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。
【權(quán)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，其特征在于，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(jiān)測電路；所述觸點監(jiān)測電路通過采集卡與工控機(jī)連接；所述支柱式電子式電流互感器依次通過合并單元和光電轉(zhuǎn)換器與所述工控機(jī)連接。
2.如權(quán)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，其特征在于，所述斷路器通過鋁質(zhì)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(yīng)用于戶外的彈簧式斷路器。
3.如權(quán)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，其特征在于，所述觸點監(jiān)測電路包括與直流電源串聯(lián)連接的電阻Rl和電阻R2;所述工控機(jī)通過采集觸電監(jiān)測電路的電阻電壓值判斷所述斷路器的開合狀態(tài)。
4.如權(quán)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，其特征在于，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(quán)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，其特征在于，所述采集卡為分辨率至少為16bit，采樣率至少為20kHz的采集卡。
6.如權(quán)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，其特征在于，秒脈沖發(fā)生器分別與所述合并單元和所述采集卡相連，用于提供合并單元與采集卡進(jìn)行同步采集的秒脈沖信號。
7.如權(quán)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，其特征在于，所述工控機(jī)將所述觸點監(jiān)測電路輸出的電壓數(shù)據(jù)與合并單元的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行時間關(guān)聯(lián)，并計算檢測選取時間段內(nèi)合并單元的輸出數(shù)據(jù)的方均根值和每一個周波的峰值。
8.一種采用如權(quán)利要求1-7所述檢測裝置的檢測方法，其特征在于，所述方法包括: 步驟1:設(shè)置檢測參數(shù)，包括設(shè)置所述檢測裝置的額定一次電流值、通信協(xié)議類型和信號同步方式； 步驟2:斷路器進(jìn)行分閘操作，采集卡采集觸點監(jiān)測電路中電阻Rl的電壓值；所述工控機(jī)依據(jù)所述合并單元輸出的所述支柱式電子式電流互感器的計量數(shù)據(jù)、保護(hù)數(shù)據(jù)和所述電壓值進(jìn)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(jìn)行合閘操作，采集卡采集所述電阻Rl的電壓值；所述工控機(jī)依據(jù)所述計量數(shù)據(jù)、所述保護(hù)數(shù)據(jù)和所述電壓值進(jìn)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(jìn)行分一合一分閘操作，采集卡采集所述電阻Rl的電壓值；在第二次分閘操作后，所述工控機(jī)依據(jù)所述計量數(shù)據(jù)、所述保護(hù)數(shù)據(jù)和電壓值進(jìn)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(quán)利要求8所述的檢測方法，其特征在于，所述斷路器分別進(jìn)行五次分閘操作、五次合閘操作和五次分一合一分閘操作，若在最后一次分閘或合閘5ms后的連續(xù)IOs內(nèi)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(quán)利要求8所述 的檢測方法，其特征在于，所述通信協(xié)議類型包括IEC61850-9-1通信協(xié)議和IEC61850-9-2通信協(xié)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(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)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(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院