[發(fā)明專利]一種用于10kV架空線的綜合式電子傳感器及特征采集方法

在審

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• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111190077A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李卯東;陳平;劉玉剛;曹西征;楊敦高;趙旭
• 申請（專利權(quán)）人: 北京合銳賽爾電力科技股份有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R1/28
• 代理公司: 北京雙收知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11241
• 代理人: 解政文

本發(fā)明提供了一種用于10kV架空線的綜合式電子傳感器及特征采集方法，在綜合傳感器中使用不同纏繞匝數(shù)的羅氏線圈作為電流傳感器采集10kV架空線低頻、高頻特征信號；通過使用電子式電壓傳感器采集10kV架空線電壓特征信號，同時，在三相制10kV架空線中同時使用3個綜合式電子傳感器采集線路的電流、電壓信號，以供電網(wǎng)檢測系統(tǒng)使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種10kV架空線的綜合式電子傳感器及線路特征采集方法，可應(yīng)用于10kV架空線路上，為二次配電設(shè)備和監(jiān)測設(shè)備提供不同頻率的電壓電流數(shù)字信號數(shù)據(jù)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有10kV架空線上FTU(饋線終端)使用的電流傳感器為電磁式電流互感器，集成在柱上開關(guān)中，主要用于工頻(50Hz)電流的采集；10kV架空線故障定位裝置使用的電流傳感器為羅氏線圈互感器，可采集4kHz的電流信號。配合FTU(饋線終端)使用的電壓傳感器為電磁式電壓互感器，需獨立安裝，只能為二次設(shè)備提供工頻(50Hz)的電壓信號。

隨著技術(shù)不斷發(fā)展，電力二次設(shè)備和監(jiān)測設(shè)備對傳感器采樣頻率要求越來越高，例如：錄波型故障指示器現(xiàn)要求采集線路上12kHz以上的電流信號，電力選線設(shè)備中需要采集線路上10MHz的電流和電壓信號。另外，隨著國家電網(wǎng)要求配電設(shè)備一二次融合技術(shù)要求，電流和電壓傳感器要集成在一起使用。

對于目前常用的電磁式電流互感器主要問題在于只能采集工頻(50Hz)電流信號，并且對二次側(cè)輸出負載要求嚴格。而羅氏線圈電流互感器根據(jù)線圈匝數(shù)不同所采集到的信號頻率也不同，很難做到寬頻率范圍覆蓋。

同樣電磁式電壓互感器目前也只能采集到工頻(50Hz)電壓信號，并且其絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積笨重，可能會出現(xiàn)鐵磁諧振，損壞設(shè)備。

另外由電流、電壓互感器引至二次保護控制設(shè)備的電纜是電磁干擾的重要耦合途徑，且互感器輸出的是模擬量信號，不能直接與計算機相連等問題。

本發(fā)明提出的綜合式電子傳感器接入10KV架空配網(wǎng)線路中，相較于傳統(tǒng)的互感器，適應(yīng)了電力計量與保護數(shù)字化的發(fā)展要求，可直接提供數(shù)字信號給計量、保護裝置，而且對電力系統(tǒng)故障響應(yīng)快，因為綜合電子式傳感器可以實現(xiàn)暫態(tài)信號量作為保護判斷參量；具有優(yōu)良的絕緣性能以及測量動態(tài)范圍大、頻率響應(yīng)范圍寬等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種用于10kV架空線的綜合式電子傳感器及特征采集方法，具體方案如下：

一種用于10kV架空線的綜合式電子傳感器，包括取電模塊，信號采集模塊，信號調(diào)理模塊和信號處理模塊，其中：

所述取電模塊用于從10kV架空線中獲取傳感器工作所需的電能供傳感器使用；

所述信號采集模塊用于采集10kV架空線中的特征信號；

所述信號調(diào)理模塊用于信號采集模塊獲取的特征信號進行放大、濾波處理，得到交流信號；

所述信號處理模塊用于將信號調(diào)理模塊輸出的信號進行數(shù)字化處理并輸出；

其特征在于，所述信號采集模塊中包含有可同時采集10kV架空線高頻和低頻電壓特征的電子式電壓傳感器，可同時采集電流特征的高頻電流傳感器和低頻電流傳感器。

進一步的，所述信號采集模塊還可采集線路暫態(tài)信號和行波信號。

進一步的，所述電子式電壓傳感器使用電容分壓器進行電壓特征信號的采集。

進一步的，所述信號調(diào)理模塊中對特征信號進行的濾波處理為帶通濾波處理。

進一步的，所述信號處理模塊使用ARM+FPGA對數(shù)字信號進行處理。

進一步的，所述傳感器使用PT獲取傳感器工作所需電能。