CN203249987U

CN203249987U - 一种智能变电站电流互感器极性测试装置

Info

Publication number: CN203249987U
Application number: CN 201320267900
Authority: CN
Inventors: 王志华; 周坤; 罗建平; 付燕琴; 邓星星; 李岩; 杨经超
Original assignee: WUHAN KEMOV ELECTRIC CO Ltd
Current assignee: WUHAN KEMOV ELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2013-05-03
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2023-05-03

Abstract

本实用新型涉及一种智能变电站电流互感器极性测试装置，包含信号解码与采集模块、数据缓存与记录模块、人机交互模块、低通数字滤波模块、极性判别模块、极性结果及波形显示模块，可经合并单元测试电流互感器极性，适应传统电磁式电流互感器及光电式电流互感器保护绕组及测量绕组极性测试，大大减少智能变电站电流互感器极性测试接线及测试工作量，手持式携带操作，可显著提高智能变电站电流互感器极性测试的效率。

Description

一种智能变电站电流互感器极性测试装置

技术领域

本实用新型涉及变电站测试技术领域，具体涉及一种智能变电站电流互感器的极性测试装置。

背景技术

电流互感器是变电站重要的电流变换设备，其输出信号作为保护、测控、计量等装置唯一的电流数据来源，对变电站甚至整个电网的安全运行具有重要的意义。电流互感器极性测试是变电站一项重要的电气试验，可以从数据源头上确保二次电流回路的正确连接和电流互感器线圈的正确绕接。传统电磁式电流互感器一般采用图1所示的直流法进行极性测试，电池经开关连接至电流互感器一次侧L1、L2，电流互感器二次侧K1、K2接入直流毫安表或微安表，合上开关，通过观察开关合上或断开瞬间电流表的偏转判别电流互感器的极性。随着智能电网的发展，智能变电站广泛使用光电式互感器，其输出为光数字信号或者0-5V的模拟电压小信号，传统直流法很难直接应用在光电式电流互感器极性测试。申请号为201110337368.3的专利公布了一种电子式电流互感器极性测试方法，该方法从电子式电流互感器P1、P2端注入预定极性的脉冲信号，通过比较电子式电流互感器输出波形方向判别互感器的极性。该方法需要人眼识别，无法自动给出结果。一般电流互感器保护绕组比测量绕组准确级低，保护绕组信号可能淹没在噪声信号中。图2是某现场电子式电流互感器直流法极性测试时输出信号波形，通道2、3为A相保护电流通道，通道8为A相测量电流通道，预设的测量通道极性与保护通道极性相反，图中虚线之间的信号反映了直流法极性测试时的过程。从图中可以看出，电子互感器输出有微小的直流偏置，测量电流通道极性结果明显，保护电流通道的极性几乎淹没在噪声信号中，如不采取信号处理和识别手段，很难识别该通道所对应的保护绕组极性。

目前，传统电磁式电流互感器也在能变电站中使用，经合并单元MU变换为光数字信号输出，传统电磁式电流互感器出厂时仍可采用传统直流法进行极性测试，但也仍存在接线复杂，测试结果无法保存和分析，效率低等问题。在智能变电站现场，采用传统直流法极性测试涉及更改合并单元接线，并根据电流互感器的变比等准备不同量程的毫安表或微安表，测试接线复杂，效率不高。

如能结合直流法直接从合并单元输出测试包括光电式电流互感器、传统电磁式电流互感器极性，将大大提高电流互感器极性测试的便利性和效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种智能变电站电流互感器极性测试装置，包括：顺次连接的信号解码与采集模块、数据缓存与记录模块、人机交互模块、低通数字滤波模块、极性判别模块、极性结果及波形显示模块。

在上述技术方案中，所述信号解码与采集模块，采集传统电磁式电流互感器二次侧输出的标准模拟信号、光电式电流互感器输出的模拟小信号，以及解码光电式电流互感器输出的采集器光数字信号、经合并单元MU输出的IEC61850-9-1、IEC61850-9-2或IEC60044-8格式的光数字SV采样值信号；

所述数据缓存与记录模块，缓存及记录极性测试时电流互感器二次侧的原始数据；

所述人机交互模块，处理人机指令，液晶显示，充放电管理以及导入智能变电站SCD文件并解析；

所述低通数字滤波模块，对电流互感器二次侧原始数据进行低通数字滤波计算处理；

所述极性判别模块，提取电流互感器极性测试背景数据基准，并进行极性逻辑判别；

所述极性结果及波形显示模块，显示极性测试结果和相应的波形，所述波形可以是原始数据波形，也可以是原始数据经数字低通滤波后的波形。

在上述技术方案中，信号解码与采集模块包括：

光串口接收接口，接收电流互感器经合并单元输出的IEC60044-8格式的SV采样值信号或者光电式电流互感器直接输出的采集器光数字信号，将接收到的信号输出到IEC60044-8格式SV解码单元和采集器光数字信号解码单元；

所述IEC60044-8格式SV解码单元，对IEC60044-8格式的SV采样值信号进行解析，获取电流互感器二次侧数据；

所述采集器光数字信号解码单元，对光电式互感器直接输出的光数字信号进行解析，获取电流互感器二次侧数据；

光以太网接收接口，接收电流互感器经合并单元输出的IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2格式的SV采样值信号，将接收到的信号输出到IEC61850-9-1格式SV解码单元和IEC61850-9-2格式SV解码单元；

所述IEC61850-9-1格式SV解码单元，对IEC61850-9-1格式的SV采样值信号进行解析，获取电流互感器二次侧数据；

所述IEC61850-9-2格式SV解码单元，对IEC61850-9-2格式的SV采样值信号进行解析，获取电流互感器二次侧数据；

第1模拟信号接口，直接接入光电式电流互感器输出的模拟小信号，将接收到的信号输出到第1信号调理与数据采集单元；

所述第1信号调理与数据采集单元，对光电式电流互感器输出的模拟小信号进行信号调理和A/D转换，获取电流互感器二次侧数据；

第2模拟信号接口，直接接入电磁式电流互感器二次侧输出的1A/5A标准模拟信号，将接收到的信号输出到第2信号调理与数据采集单元；

所述第2信号调理与数据采集单元，对电磁式电流互感器输出的1A/5A标准模拟信号进行信号调理和A/D转换，获取电流互感器二次侧数据。

在上述技术方案中，所述人机交互模块包括：

SCD文件导入接口，导入智能变电站SCD全站配置文件；

SCD文件解析单元，解析智能变电站SCD全站配置文件，便于对经合并单元输出的SV采样值信号进行通道识别和极性测试通道选择，如保护电流通道、测量电流通道；

按键/液晶显示单元；

充电接口及充放电管理单元，对内置的锂电池进行充电和充放电管理。

在上述技术方案中，还包括便于手持的大体呈长方体形的壳体，壳体上方依次设置有所述第1模拟信号接口、所述第2模拟信号接口、所述光以太网接收接口、所述光串口接收接口；壳体侧面设置有所述SCD文件导入接口和充电接口；壳体正面上方设置有液晶显示屏；壳体正面下方设置有按键。

本实用新型取得了以下技术效果：

可经合并单元测试电流互感器极性，适应传统电磁式电流互感器及光电式电流互感器保护绕组及测量绕组极性测试，大大减少智能变电站电流互感器极性测试接线及测试工作量，手持式携带操作，可显著提高智能变电站电流互感器极性测试的效率。

附图说明

图1为传统电磁式电流互感器极性测试原理图；

图2为某现场电子式电流互感器极性测试波形图；

图3为本实用新型智能变电站电流互感器极性测试方法流程图；

图4为图3中电流互感器极性判别比较流程图；

图5为本实用新型智能变电站电流互感器极性测试装置结构示意图；

图6为图5中信号解码与采集模块结构示意图；

图7为图5中人机交互接口模块结构示意图；

图8为具体实施例中本实用新型信号接入示意图；

图9为具体实施例中本实用新型外观示意图。

图中标记：1-信号解码与采集模块；2-数据缓存与记录模块；3-人机交互模块；4-低通数字滤波模块；5-极性判别模块；6-极性结果及波形显示模块；10-光串口接收接口；11-IEC60044-8格式SV解码单元；12-采集器光数字信号解码单元；13-光以太网接收接口；14-IEC61850-9-1格式SV解码单元；15-IEC61850-9-2格式SV解码单元；16-第1模拟信号接口；17-第1信号调理与数据采集单元；18-第2模拟信号接口；19-第2信号调理与数据采集单元；31-SCD文件导入接口；32-SCD文件解析单元；33-按键/液晶显示单元；34-充电接口及充放电管理单元；106-液晶显示屏；107-按键；108-充电接口。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型采用的智能变电站电流互感器极性测试方法，如图3所示，包括步骤：

步骤S1，对电流互感器二次侧数据，进行循环缓存处理，并对该数据进行低通数字滤波计算；

步骤S2，提取直流法极性测试开始前ΔT时间段内的数据，计算滤波后数据瞬时值的最大值Imax、最小值Imin，半周积分值的最大值Smax、最小值Smin，作为极性测试的背景数据基准；

步骤S3，在ΔT时间段之后，采用滤波后数据瞬时值i(k)、半周积分值s(k)与背景数据基准进行判别比较，识别电流互感器极性；

步骤S4，如识别出极性结果，显示极性结果和相应的波形，并存储极性结果前后的原始数据，以便于事后分析。

该智能变电站电流互感器极性测试方法中结合了直流法来测试电流互感器极性；对电流互感器二次侧数据进行循环缓存处理，经低通数字滤波处理后再用于识别电流互感器极性；其中ΔT时间段在直流法极性测试时，电池开关合上之前。

其中，电流互感器二次侧数据包括：传统电磁式电流互感器二次侧输出的标准模拟信号、光电式电流互感器输出的模拟小信号或采集器光数字信号、传统电磁式电流互感器或者光电式电流互感器经合并单元MU输出的IEC61850-9-1、IEC61850-9-2或者IEC60044-8格式的光数字SV采样值信号。

进一步的，参见图4，步骤S3中的电流互感器极性判别比较按下述逻辑进行：

(A)正极性判别逻辑S31：

(A1)i(k)＞Imax

(A2)s(k)＞Smax

(A3)|i(k)-Imax|＞k1*|Imax|

(A4)|s(k)-Smax|＞k2*|Smax|

k1、k2为可靠系数

以上条件A1-A4全部满足，且连续多点满足，则判为正极性。

(B)负极性判别逻辑S32：

(B1)i(k)＜Imin

(B2)s(k)＜Smin

(B3)|i(k)-Imin|＞k1*|Imin|

(B4)|s(k)-Smin|＞k2*|Smin|

k1、k2为可靠系数

以上条件B1-B4全部满足，且连续多点满足，则判为负极性。

其中，可靠系数k1、k2根据滤波后数据瞬时值i(k)、半周积分值s(k)与背景数据基准的统计量差值来进行确定，连续多点指至少多于一个信号周期的采样点个数。

为了实现上述一种智能变电站电流互感器极性测试方法，本实用新型提供一种智能变电站电流互感器极性测试装置，如图5所示，该装置包括：

顺次连接的信号解码与采集模块1、数据缓存与记录模块2、人机交互模块3、低通数字滤波模块4、极性判别模块5、极性结果及波形显示模块6。

信号解码与采集模块1，用于实现传统电磁式电流互感器二次侧输出的标准模拟信号采集、光电式电流互感器输出的模拟小信号采集、光电式电流互感器输出的采集器光数字信号解码、经合并单元MU输出的IEC61850-9-1、IEC61850-9-2或IEC60044-8格式的光数字SV采样值信号解码；

数据缓存与记录模块2，用于缓存及记录极性测试时电流互感器二次侧的原始数据；

人机交互模块3，用于处理人机指令，液晶显示，充放电管理以及导入智能变电站SCD文件并解析；

低通数字滤波模块4，用于对电流互感器二次侧原始数据进行低通数字滤波计算处理；

极性判别模块5，用于提取电流互感器极性测试背景数据基准，并进行极性逻辑判别；

极性结果及波形显示模块6，用于显示极性测试结果和相应的波形，所述波形可以是原始数据波形，也可以是原始数据经数字低通滤波后的波形。

优选的，如图6所示，信号解码与采集模块可以包括：

光串口接收接口10，用于接收电流互感器经合并单元输出的IEC60044-8格式的SV采样值信号或者光电式电流互感器直接输出的采集器光数字信号，将接收到的信号输出到IEC60044-8格式SV解码单元11和采集器光数字信号解码单元12；

IEC60044-8格式SV解码单元11，用于对IEC60044-8格式的SV采样值信号进行解析，获取电流互感器二次侧数据；

采集器光数字信号解码单元12，用于对光电式互感器直接输出的光数字信号进行解析，获取电流互感器二次侧数据；

光以太网接收接口13，用于接收电流互感器经合并单元输出的IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2格式的SV采样值信号，将接收到的信号输出到IEC61850-9-1格式SV解码单元14和IEC61850-9-2格式SV解码单元15；

IEC61850-9-1格式SV解码单元14，用于对IEC61850-9-1格式的SV采样值信号进行解析，获取电流互感器二次侧数据；

IEC61850-9-2格式SV解码单元15，用于对IEC61850-9-2格式的SV采样值信号进行解析，获取电流互感器二次侧数据；

第1模拟信号接口16，用于直接接入光电式电流互感器输出的模拟小信号，将接收到的信号输出到第1信号调理与数据采集单元17；

第1信号调理与数据采集单元17，用于对光电式电流互感器输出的模拟小信号进行信号调理和A/D转换，获取电流互感器二次侧数据；

第2模拟信号接口18，用于直接接入电磁式电流互感器二次侧输出的1A/5A标准模拟信号，将接收到的信号输出到第2信号调理与数据采集单元19；

第2信号调理与数据采集单元19，用于对电磁式电流互感器输出的1A/5A标准模拟信号进行信号调理和A/D转换，获取电流互感器二次侧数据。

优选的，如图7所示，人机交互模块可以包括：

SCD文件导入接口31，用于导入智能变电站SCD全站配置文件；

SCD文件解析单元32，用于解析智能变电站SCD全站配置文件，便于对经合并单元输出的SV采样值信号进行通道识别和极性测试通道选择，如保护电流通道、测量电流通道；

按键/液晶显示单元33，用于人机操作和显示；

充电接口及充放电管理单元34，用于对本实用新型装置的锂电池进行充电和充放电管理。

本实用新型的智能变电站电流互感器极性测试方法及装置可以接入合并单元输出的SV采样值信号测试电流互感器极性，也可直接接入电流互感器输出信号测试电流互感器极性，以适应电流互感器出厂极性测试及现场极性校核，具体信号接入方式如图8所示：

光电式电流互感器经合并单元输出的SV采样值信号经光以太网接收接口13和/或光串口接收接口10输入智能变电站电流互感器极性测试装置；

电磁式电流互感器经合并单元输出的SV采样值信号经光以太网接收接口13和/或光串口接收接口10输入智能变电站电流互感器极性测试装置；

光电式电流互感器输出的模拟小信号经第1模拟信号接口16输入智能变电站电流互感器极性测试装置；

光电式电流互感器输出的采集器光数字信号经光串口接收接口10输入智能变电站电流互感器极性测试装置；

电磁式电流互感器输出的标准1A/5A模拟信号经第2模拟信号接口18输入智能变电站电流互感器极性测试装置。

优选的，本实用新型智能变电站电流互感器极性测试装置外观示意图如图9所示，包括主体呈长方体形的壳体，壳体上方依次设置有第1模拟信号接口16、第2模拟信号接口18、光以太网接收接口13、光串口接收接口10；壳体侧面设置有SCD文件导入接口31和充电接口108；壳体正面上方设置有液晶显示屏106；壳体正面下方设置有按键107。

该智能变电站电流互感器极性测试装置采用手持式结构设计，由可充电锂电池供电，便于操作与携带，实用方便。

以上实施例仅为本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。其具体结构和尺寸可根据实际需要进行相应的调整。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种智能变电站电流互感器极性测试装置，包括顺次连接的信号解码与采集模块、数据缓存与记录模块、人机交互模块、低通数字滤波模块、极性判别模块、极性结果及波形显示模块；其特征在于：所述信号解码与采集模块包括：

2.根据权利要求1所述的智能变电站电流互感器极性测试装置，其特征在于：还包括便于手持的大体呈长方体形的壳体，壳体上方依次设置有所述第1模拟信号接口、所述第2模拟信号接口、所述光以太网接收接口、所述光串口接收接口；壳体侧面设置有SCD文件导入接口和充电接口；壳体正面上方设置有液晶显示屏；壳体正面下方设置有按键。