[發明專利]無線超高壓電流測量方法及裝置

無效

• 申請號: 200710018368.0
• 申請日: 2007-07-27
• 公開（公告）號: CN101354825A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 田恩;唐翔;賀志剛;李博;王勇;張凱
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第四研究院四零一研究所
• 主分類號: G08C17/00
• 分類號: G08C17/00;G01R19/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司
• 代理人: 徐平

技術領域

本發明涉及一種超高壓輸變電線路的電流測量方法及裝置，尤其涉及一種無線超高壓電流測量方法及裝置。

背景技術

隨著電力系統電壓等級的升高和傳輸容量的不斷增大，傳統的超高壓電流測量裝置的缺點越來越突出。

傳統的電流互感器是電磁感應式電流互感器(CT)，它的一次繞組為電力線路電纜，二次繞組外部回路接有測量儀器或繼電保護及自動控制裝置。結構和變壓器相似，在它的鐵芯上繞有一、二次繞組，靠一、二次繞組之間的電磁耦合，將信息從一次側傳到二次側。在鐵芯與繞組間，以及一、二次繞組之間有足夠耐電強度的絕緣結構，以保證所有的低壓設備與高電壓相隔離。電流互感器它具有測量精度高，工業應用已達0.2％，且能在電力系統中長期穩定運行。但電磁感應式電流互感器的高壓母線與二次線圈之間通過鐵芯耦合，它們之間的絕緣結構復雜，體積龐大，重量重，有的超高壓電流測量裝置甚至有數噸重，不僅制造困難，使用、安裝困難，占地面積大，而且價格昂貴，造價隨電壓等級呈指數上升，常規的油浸式電流互感器，500kV的產品比300kV的產品價格高出一倍。電磁感應式電流互感器的5A或1A輸出必需采用光隔離技術才能與計算機連接，控制、傳輸不便。另外，電磁感應式電流互感器有鐵心，具有非線性，當電力系統發生短路時，高幅值的短路電流使互感器飽和，輸出的二次電流嚴重畸變，造成保護錯動，使電力系統發生嚴重事故。而且，互感器飽和引起的波形畸變，其頻帶響應特性差，頻帶窄，系統高頻響應差，使得新型的基于高頻暫態分量的快速保護的實現困難。電磁感應式電流互感器的二次回路不能開路，低壓側存在開路危險。電磁感應式電流互感器一般采用絕緣油隔離的辦法來解決絕緣問題，不可避免地存在易燃、易爆炸等危險。

光電式電流互感器(OCT)種類較多，大致分為有源型和無源型兩種。有源型的其傳感頭部分具有需用電源的電子電路，無源型的其傳感頭部分不需電源，兩者具有傳統的電磁式電流互感器的優點。有源型光電式電流互感器是新近發展起來的，結構相對較簡單。采用激光光源，將光能從地電位側通過光纖送到高電位側，再由光電轉換器件將光能轉換成為電能，經過電源穩定電路后，給傳感頭的電子電路供電。其高電位側的傳感頭中全部采用電子器件。高電位側用空心線圈(Rogowski線圈)將母線電流變成模擬電壓信號，經過模數轉換電路(A/D)轉換成數字信號，用電光轉換(LED)電路再轉換成光信號，然后通過絕緣的光纖將光信號送到地電位側。在地電位側，由光電轉換器件(PIN)將光信號轉換為數字電信號，供繼電保護與電能計量之用。在需要模擬量的場合，可用數模轉換電路(D/A)將數字量轉換為模擬量。但光電式電流互感器因光學材料受溫度、振動等引起的雙折射影響，運行精度和長期穩定性相對較差。目前還沒有應用于1000KV以上的超高壓線路上的光電式電流互感器。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無線超高壓電流測量方法及裝置，其解決了現有技術所存在的體積龐大、重量重、價格昂貴，或運行的精度和穩定性相對較差的技術問題。

本發明的技術方案是：

一種無線超高壓電流測量方法，其特殊之處在于，該方法的實現步驟包括：

(I)在高電位側測量高壓線路電流并用無線電信號方式發射出：

(i)通過電流傳感器獲取高壓線路電流的測量信號；

(ii)高壓線路電流的測量信號經整流、濾波、放大等信號處理后，成為高電位側模擬電流信號；

(iii)高電位側模擬電流信號經模數轉換處理后，轉換為高電位側數字電流信號；

(iv)通過高電位側計算機控制高電位側測量信號的采集及高電位側的測量信號的發射；高電位側計算機輸出的高電位側的測量信號經無線電轉換發射裝置轉換為無線電數字化電流信號并發射出；

(II)在地電位側接收高壓線路測量信號：

(i)通過無線電接收裝置接收高電位側發射出的無線電數字化電流信號；

(ii)將接收的無線電數字化電流信號通過地電位側計算機處理后輸出。

上述接收的無線電數字化電流信號通過地電位側計算機處理后輸出是直接輸出數字信號，或將所接收的無線電數字化電流信號通過地電位側計算機處理后輸出是指經數模轉換電路轉換為模擬信號之后再輸出。

上述步驟(I)還包括獲取高電位側測量發射裝置的電源；獲取高電位側測量發射裝置電源的步驟包括：首先通過電流互感器由高壓線路中引出電源，然后經電源信號處理電路的整流、濾波、穩壓處理后，得到高電位側測量發射裝置的電源。