CN104569706A - 信号注入调节装置以及信号注入装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号注入调节装置，该信号注入调节装置包括：信号检测单元，连接于信号注入器与电力线路的连接处，用于检测信号注入器向电力线路中注入的电流信号，并反馈检测到的电流信号；信号调节单元，用于接收反馈的电流信号，确定反馈的电流信号与预先配置的期望电流信号之间的误差，并根据该误差调节信号注入器将要注入的电流信号，促使信号注入器向电力线路中注入的实际电流信号与期望电流信号相符。本发明通过实时检测实际注入的信号，并根据实际注入的信号与预先期望的信号之间的误差来调整将要注入的信号，从而使得故障检测的结果与实际出现故障的情况之间的误差被减小，有效的提高了检测的精确度，保证了检测结果的可靠性。

Description

信号注入调节装置以及信号注入装置

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体来说，涉及一种信号注入调节装置以及信号注入装置。

背景技术

目前，配电线路的配置大多采用的是中性点不接地或通过消弧线圈接地的方式，而这种配置的配电线路在发生单相接地故障时，故障点只流过系统的电容电流，该电流较小，不影响系统运行，但是会造成不接地相的电压升高，威胁线路绝缘瓷瓶的安全，而绝缘瓷瓶一旦击穿，则会造成两相对地短路，引起断路器跳闸。为此，一些寻找单相接地故障所在位置的产品或方法相继问世。例如，通过在故障相线中注入特殊频率（例如，220Hz）的信号，该信号从接地故障线、接地点经大地回到信号源，构成回路流动。用手持的电流磁场信号检测装置检测这一特殊频率的信号，沿故障线路寻找至特殊频率信号下降的地方，即为接地故障点所在的位置。

上述通过注入特殊频率信号来检测单相接地故障的方法，在实际运用具有一定的可效性，但是，在实际运用中也具有诸多不足之处，例如，这种信号注入检测的方法一般是通过信号注入器或者电压互感器进行信号注入的（即，信号注入法），而由于信号注入器或者电压互感器自身电路的影响，使得信号在注入到配电线路之前，往往会出现一定的损耗，而且，在信号注入到配电线路的同时，配电线路中的故障相与大地之间形成的回路所返回的信号也会影响刚注入的信号，使得出现损耗的信号进一步出现损耗，从而使得往配电线路中注入的实际信号往往达不到预先期望注入的信号的要求，进而使得后期的故障检测与定位与实际出现故障的位置出现一定的误差。

针对相关技术中通过信号注入方向配电线路中注入的实际信号与预先期望注入的信号之间存在一定的误差，从而使得后期故障检测和定位不够精确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中通过信号注入方向配电线路中注入的实际信号与预先期望注入的信号之间存在一定的误差，从而使得后期故障检测和定位不够精确的问题，本发明提出一种信号注入调节装置以及信号注入装置，能够实时检测向配电线路中注入的实际信号，并根据检测的实际信号与预先期望信号之间的误差，补偿将要注入的信号，促使实际注入的信号与预先期望的信号相符。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种信号注入调节装置。

该信号注入调节装置包括：

信号检测单元，连接于信号注入器与电力线路的连接处，用于检测信号注入器向电力线路中注入的电流信号，并反馈检测到的电流信号；

信号调节单元，用于接收反馈的电流信号，确定反馈的电流信号与预先配置的期望电流信号之间的误差，并根据该误差调节信号注入器将要注入的电流信号，促使信号注入器向电力线路中注入的实际电流信号与期望电流信号相符。

其中，信号检测单元还用于将检测到的电流信号转换成脉冲电压信号。

此外，信号调节单元包括信号转换模块和闭环调节模块，其中，信号转换模块，用于将脉冲电压信号转换成数字电压信号，并发送数字电压信号；闭环调节模块，用于接收数字电压信号，并将数字电压信号与期望电流信号对应的数字电压信号进行比较，确定检测到的电流信号与预先配置的期望电流信号之间的误差，并根据该误差调节信号注入器将要注入的电流信号，促使信号注入器向电力线路中注入的实际电流信号与期望电流信号相符。

其中，信号检测单元还用于检测电力线路中故障回路返回的电流信号，并反馈该电流信号。

此外，信号调节单元还包括脉冲调制模块，用于接收信号检测单元反馈的故障回路的电流信号，并根据该电流信号，调节信号注入器将要注入的电流信号的功率。

另外，信号调节单元还包括单元保护模块，用于在信号调节单元受到电力线路中其他设备干扰时，对信号调节单元执行复位操作。

可选地，信号注入器注入的电流信号的波形为正弦波。

可选地，信号注入器包括高压信号注入器。

根据本发明的另一方面，提供了一种信号注入装置，该信号注入装置包括信号注入器以及上述的信号注入调节装置。

其中，信号注入器包括高压信号注入器。

本发明通过实时检测注入点的实际注入的信号，并根据实际注入的信号与预先期望的信号之间的误差来调整将要注入的信号，促使实际注入的信号与预先期望注入的信号相符，从而使得故障检测的结果与实际出现故障的情况之间的误差被大大的减小，有效的提高了检测的精确度，保证了检测结果的可靠性。

另外，本发明还通过检测电力线路中的故障相与大地之间形成的故障回路所返回的信号，来调节将要注入的信号的功率，从而使得注入的信号能够很好的满足实际检测的需求，避免实际注入的信号无法达到期望检测的位置，从而进一步的保证了检测时的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的信号注入调节装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的信号注入调节装置的电路原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种信号注入调节装置。

如图1所示，根据本发明实施例的信号注入调节装置包括：

信号检测单元11，连接于信号注入器与电力线路的连接处，用于检测信号注入器向电力线路中注入的电流信号，并反馈检测到的电流信号；

信号调节单元12，用于接收反馈的电流信号，确定反馈的电流信号与预先配置的期望电流信号之间的误差，并根据该误差调节信号注入器将要注入的电流信号，促使信号注入器向电力线路中注入的实际电流信号与期望电流信号相符。

上述方案中，所谓的相符指的是相同或者误差在预定范围内。当然，该预定范围是一个较小的范围。

在实际运用中，信号检测单元11在检测信号注入器向电力线路中注入的电流信号的同时，也可以将检测到的电流信号转换成脉冲电压信号，促使信号调节单元在确定误差时，能够很好的确定，当然，在实际运用中，也可以利用其它的设备来进行转换，只要能将电流信号转换成对应的脉冲电压信号即可。

在电流信号转成脉冲电压信号的情况下，信号调节单元12可以通过其包括的信号转换模块（未示出）将脉冲电压信号转换成数字电压信号，并发送数字电压信号，而信号调节单元12包括的闭环调节模块（未示出）则可接收该数字电压信号，并将数字电压信号与期望电流信号对应的数字电压信号进行比较，确定检测到的电流信号与预先配置的期望电流信号之间的误差，并根据该误差调节信号注入器将要注入的电流信号，促使信号注入器向电力线路中注入的实际电流信号与期望电流信号相符。

另外，在实际运用中，信号检测单元11除上述的检测电流信号功能以及转换电流信号功能外，信号检测单元11还可以检测电力线路中故障回路返回的电流信号，并反馈该电流信号。

而在信号检测单元11反馈故障回路的电流信号的情况下，信号调节单元12包括的脉冲调制模块（未示出）则接收该电流信号，并根据该电流信号，调节信号注入器将要注入的电流信号的功率，促使注入的电流信号在电力线路中传输的距离最大化的满足实际的需求。

此外，由于电力线路中存在多种电力设备，而各个电力设备之间往往会受到各种电信号的干扰，严重的甚至可以导致部分的电力设备失去其对应的工作性能，导致无法正常的工作，从而，在实际应用中，信号调节单元12还可以设置有单元保护模块（未示出），通过单元保护模块使得信号调节单元在收到电力线路中的其他设备干扰时，能够进行复位恢复。具体的，在信号调节单元12受到电力线路中其他设备干扰时，通过单元保护模块对信号调节单元12执行复位操作。

进一步的，为了减小各个电力设备之间的信号干扰，信号注入器注入的电流信号的波形可选为正弦波，当然，为了提高信号注入器的注入性能，信号注入器也可以选为高压信号注入器。

根据本发明的实施例，还提供了一种信号注入装置，该信号注入装置包括信号注入器以及上述的信号注入调节装置。

当然，在实际运行中，信号注入装置中的信号注入器也可以选为高压信号注入器，且信号注入器注入的信号的波形也可以是正弦波。

以下通过具体的电路原理图对本发明的上述技术方案进行详细说明。

图2是信号注入调节装置的电路原理图（在图2中，传感器采样的位置与信号注入器的注入位置实际是在同一位置），从图2中可以看出，信号注入器是连接于10KV线路的线路出口处的，通过在线路出口处进行注入不同电网频率的信号，可以使得该电力线路能够被很好的检测。而传感器则可以对信号注入器注入的实际信号进行实时采样，并将采样的结果发送给嵌入式微处理器，而嵌入式微处理器中的A/D转换模块在接收到传感器采样反馈回的脉冲电压信号后，将该脉冲电压信号转换成数字电压信号，以方便微处理器中的其他模块进行数字化处理。例如，PID（比例（proportion）、积分（integral）、微分（derivative）控制器）控制模块根据A/D转换模块转换的数字电压信号，确定检测到的电流信号与预先配置（即期望）的电流信号之间的误差，并根据该误差调节信号注入器将要注入的电流信号，促使信号注入器注入的实际电流信号与期望的电流信号相符。

在调节的过程中，传感器还可以对10KV线路中的故障相与大地之间形成的故障回路返回的电流信号进行实时采样，并将采样的结果反馈给嵌入式微处理器，而嵌入式微处理器中的SPWM(Sinusoidal PWM)模块则根据传感器反馈的结果，对信号注入器将要注入的信号的功率进行调整，促使将要注入的信号在线路中传输的距离能够满足实际的需求。

由于在电路实际运行中，各个电气设备之间会存在诸多的干扰情况，因此，在实际设计时，可以为嵌入式微处理器设置看门狗模块，通过看门狗模块使得微处理器在受到干扰情况下不能工作时，对微处理器进行复位操作，使其恢复为正常工作状态。而为了使信号注入器能够正常工作，还可以通过嵌入式微处理器中的逻辑保护模块来控制信号注入器中的电路的逻辑，保证信号注入器正常工作。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过实时检测注入点的实际注入的信号，并根据实际注入的信号与预先期望的信号之间的误差来调整将要注入的信号，促使实际注入的信号与预先期望注入的信号相符，从而使得故障检测的结果与实际出现故障的情况之间的误差被大大的减小，有效的提高了检测的精确度，保证了检测结果的可靠性。

另外，本发明还通过检测电力线路中的故障相与大地之间形成的故障回路所返回的信号，来调节将要注入的信号的功率，从而使得注入的信号能够很好的满足实际检测的需求，避免实际注入的信号无法达到期望检测的位置，从而进一步的保证了检测时的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种信号注入调节装置，其特征在于，包括：

信号检测单元，连接于信号注入器与电力线路的连接处，用于检测所述信号注入器向所述电力线路中注入的电流信号，并反馈检测到的所述电流信号；

信号调节单元，用于接收反馈的所述电流信号，确定反馈的所述电流信号与预先配置的期望电流信号之间的误差，并根据该误差调节所述信号注入器将要注入的电流信号，促使所述信号注入器向所述电力线路中注入的实际电流信号与所述期望电流信号相符。

2.根据权利要求1所述的信号注入装置，其特征在于，所述信号检测单元还用于将检测到的所述电流信号转换成脉冲电压信号。

3.根据权利要求2所述的信号注入装置，其特征在于，所述信号调节单元包括信号转换模块和闭环调节模块，其中，

信号转换模块，用于将所述脉冲电压信号转换成数字电压信号，并发送所述数字电压信号；

闭环调节模块，用于接收所述数字电压信号，并将所述数字电压信号与所述期望电流信号对应的数字电压信号进行比较，确定检测到的所述电流信号与预先配置的期望电流信号之间的误差，并根据该误差调节所述信号注入器将要注入的电流信号，促使所述信号注入器向所述电力线路中注入的实际电流信号与所述期望电流信号相符。

4.根据权利要求1所述的信号注入调节装置，其特征在于，所述信号检测单元还用于检测所述电力线路中故障回路返回的电流信号，并反馈该电流信号。

5.根据权利要求4所述的信号注入调节装置，其特征在于，所述信号调节单元还包括：

脉冲调制模块，用于接收所述信号检测单元反馈的故障回路的电流信号，并根据该电流信号，调节所述信号注入器将要注入的电流信号的功率。

6.根据权利要求1所述的信号注入调节装置，其特征在于，所述信号调节单元还包括：

单元保护模块，用于在所述信号调节单元受到所述电力线路中其他设备干扰时，对所述信号调节单元执行复位操作。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的信号注入调节装置，其特征在于，所述信号注入器注入的电流信号的波形为正弦波。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的信号注入调节装置，其特征在于，所述信号注入器包括高压信号注入器。

9.一种信号注入装置，其特征在于，包括信号注入器以及权利要求1至权利要求8中任意一项所述的信号注入调节装置。

10.根据权利要求9所述的信号注入装置，其特征在于，所述信号注入器包括高压信号注入器。