CN203490323U - 基于电子式互感器的行波测距系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于电子式互感器的行波测距系统，包括电子式电流互感器、低频信号采集电路和二次处理电路；电子式电流互感器包括环形空心线圈，环形空心线圈通过低频信号采集电路与二次处理电路连接，还包括行波信号高速采集电路、行波信号合并单元、行波信号处理单元和61850标准行波数据传输单元；电子式电流互感器的环形空心线圈依次与行波信号高速采集电路、行波信号合并单元、行波信号处理单元和61850标准行波数据传输单元连接并输出行波信号。其中，环形空心线圈为Rogowski环形空心线圈。本实用新型在保持低频信号采集和输出电路的原有结构的同时，增加一路行波信号采集和输出电路，以适合电子式电流互感器的使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于电子式互感器的行波测距系统。
背景技术
随着智能电网的发展，变电站的数字化已经成为一种趋势。而在数字化变电站中，由于一些一、二次设备以及运行方式不同于常规的变电站，因此原有的一些设备已经不能正常工作，只有在改进后才能继续应用于数字化变电站。做为线路故障测距定位用的行波测距装置就存在这方面的问题。
在数字化变电站中，行波测距装置在测距原理上与传统变电站一样，两者主要差异在于信号提取及处理方式的改变。在传统变电站中，主要是利用电磁式CT/PT获取行波故障信息，而数字化变电站中由于采用的是电子式互感器，那么如何从电子式互感器提取可用的行波故障信息就成为实现行波测距的关键。
由于现有的电子式互感器在采样频率上主要满足保护等功能需求，因而其采样频率基本在10kHz以内，虽然能能够满足保护等设备的要求，但对于行波故障测距需要的上兆赫兹的信号，现有的电子式互感器则不能提供，因而不能满足行波测距的要求。因此，在数字化变电站中要实现行波故障测距功能，首先就要解决行波信号的提取问题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于电子式互感器的行波测距系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：基于电子式互感器的行波测距系统，包括电子式电流互感器、低频信号采集电路和二次处理电路；电子式电流互感器包括环形空心线圈，环形空心线圈通过低频信号采集电路与二次处理电路连接，还包括行波信号高速采集电路、行波信号合并单元、行波信号处理单元和61850标准行波数据传输单元；电子式电流互感器的环形空心线圈依次与行波信号高速采集电路、行波信号合并单元、行波信号处理单元和61850标准行波数据传输单元连接并输出行波信号(应该是不止故障信号，还包括正常的行波信号)。
作为优选，环形空心线圈为Rogowski环形空心线圈。
作为另一个优选，输出的行波信号不小于1MHz。
本实用新型的有益效果是：
在保持低频信号采集和输出电路的原有结构的同时，增加一路行波信号采集和输出电路，以适合电子式电流互感器的使用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型基于电子式互感器的行波测距系统实施例的结构示意图。
具体实施方式
图1是基于电子式互感器的行波测距系统，由电子式电流互感器、低频信号采集电路和二次处理电路、行波信号高速采集电路、行波信号合并单元、行波信号处理单元和61850标准行波数据传输单元组成。
其中，电子式电流互感器包括环形空心线圈，环形空心线圈通过低频信号采集电路与二次处理电路连接，用于低频信号的采集和传输。
电子式电流互感器的环形空心线圈依次与行波信号高速采集电路、行波信号合并单元、行波信号处理单元和61850标准行波数据传输单元连接并输出用于行波故障测距的行波信号。
线圈型电子式电流互感器俗称为罗氏线圈型电子式电流互感器，它通过Rogowski环形空心线圈来感生一次电流，再经设置在高压侧的电子线路板将感生的电流信号转换为光信号后传输至二次系统，与传统的电磁式电流互感器相比，它实现了高、低压端隔离，其原理仍是电磁感应原理。这种方式下的电子式电流互感器，其采样频率基本在10kHz以内，为了实现电子式互感器的行波故障信号输出，对其做了如下改动：
如图1所示，在不改变互感器特性和不影响原有数据采集的情况下，增加一块高速数据采集单元，同时采集Rogowski线圈的数据，在做到两个采集模块互不影响的情况下，既能够保证低频率信号的输出，也可以满足行波故障信号的采集。
行波测距对于电子式互感器的技术要求主要有以下4点：
1)提供500KHZ以上采样信号；
2)采样信号带宽在100KHZ以上；
3)采样精度不低于12位；
4)与行波测距装置通讯可靠。
针对以上要求，在数字化变电站改造中，为了采集Rogowski线圈的数据，对于现有的电子式互感器采集器做了如下改动：
1)在采集器中增加硬件积分环节进行信号调理，并选择积分电路所需的运算放大器，以满足带宽和响应速度的要求；
2)在采集器中选用高采样率的A/D芯片；
3)选择相应的控制高速A/D芯片的MCU。
在现有保护信号输出不变的前提下，另外增加的一路适用于行波故障测距的信号输出，其采样最好不小于1MHz。在罗氏线圈型电子式电流互感器中专门增加的模块输出采样频率为500KHz的信号，由于这个频率仍小于1MHz，因此需要对此信号进行进一步的处理，以满足行波故障测距的可靠性和精度。
行波故障信息的处理及测距功能实现
从电子式电流互感器采集的信号，通过光纤输入行波故障测距装置。不同于常规站中行波测距装置采集的是模拟信号，现在从电子式互感器上采集的是数字信号，因此，对于原有的故障测距装置的信号输入模块，也要改为适用于电子式互感器的数字信号输入模块。
为了保证测距可靠性，电子式互感器所采集信息实时送往行波故障测距装置，但只有在检测到故障时，行波测距装置才起动。为了实现双端测距功能，同常规站中的装置一样，行波测距装置需接入时间同步信号。
由于采集信号频率的限制，因此需要对行波故障信号做不同于常规站的处理，以使最终数据同常规变电站中行波故障测距数据，以实现双端测距和单端测距分析功能，同时保证测距精度。
以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (3)
1.基于电子式互感器的行波测距系统，包括电子式电流互感器、低频信号采集电路和二次处理电路；所述电子式电流互感器包括环形空心线圈，所述环形空心线圈通过低频信号采集电路与二次处理电路连接，其特征在于：还包括行波信号高速采集电路、行波信号合并单元、行波信号处理单元和61850标准行波数据传输单元；所述电子式电流互感器的环形空心线圈依次与行波信号高速采集电路、行波信号合并单元、行波信号处理单元和61850标准行波数据传输单元连接并输出行波信号。
2.根据权利要求1所述的基于电子式互感器的行波测距系统，其特征在于：所述环形空心线圈为Rogowski环形空心线圈。
3.根据权利要求1所述的基于电子式互感器的行波测距系统，其特征在于：所述输出的行波信号不小于1MHz。
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| CN103487721A (zh) * | 2013-08-05 | 2014-01-01 | 国网安徽省电力公司铜陵供电公司 | 基于电子式互感器的行波测距系统 |
| CN105929307A (zh) * | 2016-07-05 | 2016-09-07 | 哈尔滨工业大学 | 一种适应行波测距需求的电流采集器 |
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