[發明專利]用于對電力設施中的信號進行處理的處理器設備

有效

• 申請號: 201480007392.2
• 申請日: 2014-02-05
• 公開（公告）號: CN104981708B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 讓-露珂·雷昂;紀堯姆·格蘭埃莉;讓-弗朗索瓦·米若紐
• 申請（專利權）人: 通用電氣技術有限公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327;H02H3/00;H02H7/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 張金金,付曼

技術領域

概括而言，本發明涉及電力電子學，并且涉及對電力設施中的電力參數進行測量和處理。

背景技術

諸如交流發電機或者變電所之類的電力設施是電力網絡的元件，其用于產生、傳輸或者配送電力。例如，變電所位于輸電線路或者配電線路的末端，即位于電力網絡的末端。

變電所包括多個電子轉換器級，多個電子轉換器級使得能夠將來自高壓電纜線路的高電壓降低變成標準電壓，以將其提供給消費者。

電子轉換器級的輸入被稱作主總線，其自身連接到進入電力設施的高壓線路，而級的輸出被稱作二級總線，其連接到離開變電所的二級電壓線路。

了解高壓電信號的值是必要的，便于對執行的整流的質量進行評價并且便于實施調制技術以控制斬波。

出于該目的，將特定的電流傳感器并入變電所，在主總線上或者在二級總線上。

為了提供對電流的準確的和可靠地測量，常見的是使用零磁通類型的傳感器，也稱作傳統傳感器，即帶有磁芯。

零磁通傳感器使用霍爾效應原理，借助于與其中電流流動的主總線隔離的二級測量環面來對與電流成正比的電壓進行測量。磁通抵消電子學使得可以抵消連續的磁通量，從而避免了磁芯飽和。

這樣的傳感器能夠測量交流且復雜的電流波形，且同時保證了隔離。此外，這樣的傳感器呈現出下述優勢：具有從直流(DC)上至幾十千赫茲(kHz)的大帶寬。

然而，對于DC，用“零磁通”類型傳感器測量電流僅限于大約500千伏(kV)的電壓，因為在更高的電壓處，提供主環面與二級環面之間的絕緣，從成本、重量和體積方面來說是不允許的，并且不受控制的磁性效應可能會使傳感器熱不穩定并且有潛在危險。主環面與二級環面之間的絕緣使用壓力下的液體或氣體。

已經出現了用于超過500kV的閾值的新穎的傳感器技術或者測量變壓器。它們不包含磁芯并且它們一般被稱作非傳統傳感器或者非傳統互感器(NCIT)。

在NCIT傳感器的使用領域中，來自主總線的高壓信號需要執行特殊處理的測量系統。

由通過基于以太網的通信網絡連接的信號處理器設備來執行處理，以便將值傳送給保護繼電器和電力設施的其他裝備。

在操作中的安全性方面，確認連接是必要的，并且確認信息通路是必不可少的。

然而，點對點的布線測試是不可能的，因為諸如開關的電子元件可能位于以太網結構中。

目前，為了驗證網絡的完整性，操作員通過使處理器設備變成測試模式來修改處理器設備的操作。操作員將測量電流和/或電壓的NCIT傳感器斷開，并且在其位置中引入用其來執行不同測試的參考信號。

在該驗證過程中，操作員可能會出錯，例如錯誤地觸發保護繼電器的激活，或者損壞傳感器，忘記將某些子元件重新連接在一起或者以不正確的方式重新連接它們。這樣的操作還需要在驗證的整段時期內中斷電力設施的操作，這是極其昂貴的。

此外，在高壓(HV)區域附近電子產品的使用是棘手的。

本發明的目的是通過提出一種處理器設備來修補上面提到的弊端，該處理器設備更安全，并且使得能夠尤其避免犯這樣的錯誤。

發明內容

通過信號處理器設備來實現本目的，該信號處理器設備包括：第一輸入裝置，其經由測量傳感器連接到電力設施的高壓信號；以及處理器裝置，其用于對由所述傳感器測量的信號進行分析；設備還包括：

.切換裝置，被配置成使設備的操作在測試模式與操作模式之間切換，其中，在測試模式中，設備從所述高壓信號斷開以便連接到測試信號，在操作模式中，設備從所述測試信號斷開以便重新連接到所述高壓信號；以及

.第二輸入裝置，連接到所述處理器裝置，所述處理器裝置被配置成使所述切換裝置激活以使得設備取決于第二輸入裝置是被激活還是去激活而分別工作在測試模式中或者操作模式中。

這使得可以讓測試操作自動化而同時保持整個測試系統不被中斷，使得電力設施是安全的，并且防止由操作員產生的任何失誤。

在第一實施方式中，第二輸入裝置包括連接器，所述連接器連接到注入發生器以用于注入所述測試信號。連接到所述注入發生器使所述第二輸入裝置被激活以便觸發設備變成測試模式，并且從所述注入發生器斷開使所述第二輸入裝置被去激活。

有利地，設備包括連接到所述連接器的保護性輸入接口。

在第二實施方式中，設備包括存儲器，用于存儲至少一個預先記錄的測試信號，并且第二輸入裝置的激活觸發設備變成測試模式，并且由所述預先記錄的測試信號來替換高壓信號。