[實用新型]一種一體化電子式互感器裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220242307.9
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN202600024U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯鐵信;卜正良
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢國測恒通智能儀器有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/18
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 劉志菊

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種一體化電子式互感器裝置，屬于電子式互感器技術(shù)領(lǐng)域，是一種把數(shù)據(jù)合并單元同電流、電壓信號采集轉(zhuǎn)換單元、通信單元、工作電源、備用電源都集中布置在一體式電子互感器的一個指定相的高電位端的裝置，其二次輸出為符合IEC61850規(guī)約的數(shù)字信號。

背景技術(shù)

目前在工程上常用的對電壓和電流信號進行數(shù)字化轉(zhuǎn)換的方法有很多種。主要的有以下三種類型：

第一種，用各自獨立的傳統(tǒng)的電磁式電流互感器、電壓互感器將高電壓、大電流降低成為通用的低電壓、小電流（例如：額定電流5安或1A、額定電壓100伏），然后用設(shè)置在低壓端的信號轉(zhuǎn)換裝置將低電壓和小電流的模擬信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號。這種技術(shù)的優(yōu)點在于：它是一種成熟的技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。它的缺點主要有：電磁式電流互感器和電壓互感器存在體積大、占用空間大，耗費材料，特別是耗費大量的金屬材料的問題，不符合當(dāng)前國際國內(nèi)節(jié)能降耗的要求。第二，信號采集裝置設(shè)置在低電位，由于二次接線過長，使干擾信號對二次電流、二次電壓的小模擬量信號的影響很大，容易引入干擾，使繼電保護誤動和影響測量精度。第三，電磁式電壓互感器在某些運行方式下可能產(chǎn)生鐵磁諧振，從而誘發(fā)電力系統(tǒng)重大事故。第四，電磁式電流互感器由于通常使用硅鋼片作為鐵芯，在事故電流很大的情況下會發(fā)生磁飽和，使繼電保護裝置拒動。第五，電磁式電流互感器、電壓互感器絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其造價隨電壓等級的提高呈指數(shù)關(guān)系上升。為了克服上述缺點，近幾年開始推廣使用的電子式互感器新技術(shù)可以較好地解決上述問題。

第二種，用非傳統(tǒng)的小信號輸出的電壓和電流互感器（被國際電工組織定義為電子式互感器的一種類型，其輸出為數(shù)十毫安電流和數(shù)伏電壓的小模擬量信號）替代傳統(tǒng)電磁型互感器，供就近安裝的繼電保護裝置或信號轉(zhuǎn)換裝置使用。這一類技術(shù)的特點是，信號采集轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理（合并打包）和通信都是在低壓側(cè)完成的。它的優(yōu)點在于電流、電壓互感器小型化，使體積減小和材料節(jié)省。同時由于它的輸出值很小，使得其后的信號采集轉(zhuǎn)換單元的可以直接使用其輸出值，而不用對模擬量進行二次轉(zhuǎn)換，簡化了信號采集轉(zhuǎn)換單元結(jié)構(gòu)。它的缺點在于，這種轉(zhuǎn)換技術(shù)在本質(zhì)上與傳統(tǒng)的技術(shù)原理是相似的，技術(shù)并沒有本質(zhì)的進步。其次，由于其二次輸出的模擬量很小，更容易受到干擾，只能就地轉(zhuǎn)換和使用，限制了使用范圍。

第三種，按相把由模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和計算機芯片構(gòu)成的信號采集轉(zhuǎn)換單元與非傳統(tǒng)的電流和/或電壓傳感器一同置于高電位端。在高壓側(cè)獲取單相的電壓和/或電流信號，A、B、C三相分別通過絕緣性能很好的光纖將高壓側(cè)采集轉(zhuǎn)換得到的電壓和電流的數(shù)字信號傳輸?shù)降蛪簜?cè)的合并單元，合并單元將收到的各相信號按IEC?61850規(guī)約打包傳送到數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)或者監(jiān)測儀表、控制裝置和繼電保護裝置。這是典型的電子式電壓互感器或電子式電流互感器。這種技術(shù)的主要特點是：第一、電子式電壓互感器或電子式電流互感器的絕緣結(jié)構(gòu)大大簡化，體積小、重量輕，電壓等級越高其性價比優(yōu)勢越明顯。第二、電壓和電流信號的采集轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理和通信都是在高壓側(cè)完成的。使用光纜而不是電纜作為信號傳輸工具，實現(xiàn)了高低壓的徹底隔離，不存在電磁式電壓互感器二次回路短路或電磁式電流互感器二次回路開路給設(shè)備和人身造成的危害，安全性和可靠性大大提高。第三、非常規(guī)互感器在原理上與傳統(tǒng)互感器有著本質(zhì)的區(qū)別，一般不用硅鋼片鐵芯做磁稱合。因此消除了磁飽和及鐵磁諧振現(xiàn)象，從而使互感器運行的暫態(tài)響應(yīng)好，動態(tài)范圍大，測量精度高，頻率響應(yīng)范圍寬。第四、輸出采用光纖，數(shù)據(jù)傳輸抗干擾能力強。沒有常規(guī)的銅芯二次導(dǎo)線，它可以使材料特別是金屬材料大量的節(jié)省。第五、這種技術(shù)可以使傳感器和采集處理單元完全融合，很容易進行整體誤差校驗。它的缺點在于：第一、三相電壓和三相電流的信號是由分別在A、B、C三相的信號采集轉(zhuǎn)換單元單獨進行的，對信號同步采集的要求較高。第二、轉(zhuǎn)換后三相電壓和電流數(shù)字信號要分別用光纖傳送到指定位置的合并單元，進行數(shù)據(jù)打包后向網(wǎng)絡(luò)傳送，這會導(dǎo)致相間光纖通信通道的增加，使通信單元和合并單元的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加很多電光/光電轉(zhuǎn)換接口，功耗增加，技術(shù)實現(xiàn)難度較大。第三、除了增加生產(chǎn)制造成本外，這種結(jié)構(gòu)還會增加高壓信號采集裝置的故障發(fā)生概率。這是一種近年來逐漸普及的新技術(shù)，尤其在110kV及以上電壓等級中經(jīng)濟技術(shù)優(yōu)勢明顯。

發(fā)明內(nèi)容