專利名稱：牽引變電所電流互感器二次回路開路故障監(jiān)測系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣化鐵路牽引供電設(shè)備監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種牽引變電所電流互感器二次回路開路故障監(jiān)測系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
電流互感器是電氣化鐵路牽引變電所運(yùn)行中重要的組成設(shè)備，是交流電路中一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)元件，用于傳遞信息給測量儀表、保護(hù)和控制裝置等。在正常情況下，電流互感器二次回路電流與一次回路電流成正比，電流互感器的二次回路倘若發(fā)生開路，一次回路電流將全部用于激磁，使鐵芯嚴(yán)重飽和，交變的磁通在二次回路上將感應(yīng)出很高的電壓，其峰值可達(dá)幾千伏甚至上萬伏，這么高的電壓作用于二次回路上，將嚴(yán)重威脅人身安全和設(shè)備安全。所以，電流互感器在運(yùn)行中其二次回路嚴(yán)禁開路。在我國電力系統(tǒng)的變電站中，由于大量采用微機(jī) 型控制和保護(hù)裝置，對電流互感器二次回路的開路故障都有有效、完善的技術(shù)檢測措施。但是，我國電氣化鐵路的牽引變電所到目前為止還沒有針對電流互感器二次回路的開路故障的檢測和處理方法，一旦發(fā)生開路故障由于沒有有效的防范措施，會造成很大損失。所以，對牽引變電所中眾多的電流互感器二次回路的開路故障進(jìn)行實(shí)時檢測，及時發(fā)現(xiàn)故障，及時采取消除故障的措施對于保證牽引變電所安全、可靠的運(yùn)行具有重要意義。目前，牽引變電所沒有針對流互二次回路(電流互感器二次回路)開路故障有效的技術(shù)檢測措施，其主要原因是電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)采用工頻單相交流供電制，所以其供電回路多為單相回路，由于回路之間沒有可比性(不同于三相供電系統(tǒng)可通過相與相之間的電流比對來判斷那一相電流回路發(fā)生開路故障)，很難判斷開路故障，特別是當(dāng)一次供電線路(接觸網(wǎng))上沒有電力機(jī)車運(yùn)行，處于空載狀態(tài)時，流互二次回路很難區(qū)分是回路正常的電流為零，還是回路發(fā)生了開路故障。目前，也有一些檢測流互二次回路開路的方法，如(I)聽電流互感器本體有無噪聲、振動等不均勻的聲音，這種現(xiàn)象在負(fù)荷小時不太明顯。當(dāng)發(fā)生開路時，因磁通密度的增加和磁通的非正弦性，硅鋼片振動力加大，將產(chǎn)生較大的噪聲。(2)利用示溫變色蠟片或紫外線測溫儀監(jiān)測電流互感器本體有無嚴(yán)重發(fā)熱，有無異味、變色、冒煙等，此現(xiàn)象在負(fù)荷小時不太明顯。開路時，由于嚴(yán)重磁飽和，鐵芯過熱，外殼溫度升高，內(nèi)部絕緣受熱有異味，嚴(yán)重時冒煙燒壞。(3)檢查電流互感器二次回路端子、元件線頭等有無放電、打火現(xiàn)象。此現(xiàn)象可在二次回路維護(hù)和巡檢中發(fā)現(xiàn)。(4)繼電保護(hù)發(fā)生誤動作或拒動作，此情況可在誤跳閘或越級跳閘事故后檢查原因時發(fā)現(xiàn)并處理。出現(xiàn)上述某種現(xiàn)象?？沙醪脚卸òl(fā)生了電流互感器開路故障，應(yīng)立即進(jìn)行仔細(xì)查找處理。以上種種方法，雖然可以發(fā)現(xiàn)電流互感器開路故障，但也具有很大的局限性，其主要表現(xiàn)在(I)依賴值班人員的素質(zhì)，若值班人員素質(zhì)不高，或值班不認(rèn)真，就不容易發(fā)現(xiàn)。特別是在新的鐵路管理模式下，很多牽引變電所采用無人值班運(yùn)行方式，發(fā)現(xiàn)問題更加困難。(2)往往等產(chǎn)生不良后果以后，才能發(fā)現(xiàn)問題，此時雖然發(fā)現(xiàn)了問題，但已經(jīng)造成了不小的損失。(3)若負(fù)荷電流不大甚至空載，發(fā)生開路后一般沒有明顯的聲音或發(fā)熱、放電等異常現(xiàn)象，往往長時間不能發(fā)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對目前牽引變電所電流互感器二次回路開路故障缺乏有效的自動監(jiān)測手段的問題，提出一種牽引變電所電流互感器二次回路開路故障監(jiān)測系統(tǒng)及方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種牽引變電所電流互感器二次回路開路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括高頻正弦交變信號產(chǎn)生電路、耦合電流互感器、測量電流互感器和高頻正弦交變信號提取電路；其中，高頻正弦交變信號產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生高頻正弦交變信號并發(fā)送至耦合電流互感器； 耦合電流互感器用于將高頻正弦交變信號耦合至牽引變電所電流互感器二次回路中；測量電流互感器用于感應(yīng)出牽引變電所電流互感器二次回路中的交流信號，并將交流信號發(fā)送至高頻正弦交變信號提取電路；高頻正弦交變信號提取電路用于判斷交流信號中是否包含高頻正弦交變信號。所述系統(tǒng)還包括控制電路，所述控制電路用于在交流信號中不包含高頻正弦交變信號時，控制牽引變電所電流互感器二次回路短接。所述聞頻正弦交變/[目號廣生電路包括聞頻方波廣生電路和整形放大電路；其中，高頻方波產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生高頻方波信號并將所述高頻方波信號發(fā)送至整形放大電路；所述整形放大電路用于將高頻方波信號放大后轉(zhuǎn)換成同頻率的高頻正弦交變信號并發(fā)送至耦合電流互感器。高頻正弦交變信號提取電路包括濾波電路、放大變換電路和模數(shù)轉(zhuǎn)化及信號采集電路；其中，所述濾波電路用于接收經(jīng)測量電流互感器感應(yīng)出的牽引變電所電流互感器二次回路中的交流信號，然后從交流信號中提取高頻正弦交變信號并發(fā)送至放大變換電路；所述放大變換電路用于放大高頻正弦交變信號并將其轉(zhuǎn)換為直流信號，然后將直流信號發(fā)送至模數(shù)轉(zhuǎn)化及信號采集電路；所述模數(shù)轉(zhuǎn)化及信號采集電路用于對直流信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并進(jìn)行數(shù)字采集。所述高頻方波產(chǎn)生電路和模數(shù)轉(zhuǎn)化及信號采集電路采用微處理器。所述濾波電路采用高通濾波器和帶通濾波器。一種牽引變電所電流互感器二次回路開路故障在線監(jiān)測方法，其特征是所述方法包括步驟I :高頻正弦交變信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生高頻正弦交變信號；步驟2 :通過耦合電流互感器將高頻正弦交變信號耦合至牽引變電所電流互感器二次回路中；步驟3 :通過測量電流互感器感應(yīng)出牽引變電所電流互感器二次回路中的交流信號;步驟4:判斷所述交流信號中是否包含高頻正弦交變信號，如果所述交流信號中包含高頻正弦交變信號，則確定牽引變電所電流互感器二次回路沒有發(fā)生開路故障；否則，確定牽引變電所電流互感器二次回路發(fā)生開路故障。所述方法還包括，當(dāng)牽引變電所電流互感器二次回路發(fā)生開路故障時，使?fàn)恳冸娝娏骰ジ衅鞫位芈范探拥牟襟E。所述高頻正弦交變信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生高頻正弦交變信號的過程是步驟Al :通過方波產(chǎn)生電路產(chǎn)生高頻方波信號；步驟A2 :通過整形放大電路將所述高頻方波信號放大后轉(zhuǎn)換為同頻率的高頻正弦交變信號。所述判斷所述交流信號中是否包含高頻正弦交變信號具體是 步驟BI :通過濾波電路提取交流信號中的高頻正弦交變信號；步驟B2 :利用放大變換電路將高頻正弦交變信號轉(zhuǎn)換為直流信號；步驟B3 :利用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對直流信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并對模數(shù)轉(zhuǎn)換后的直流信號進(jìn)行采集，如果采集到模數(shù)轉(zhuǎn)換后的直流信號，則判斷交流信號中包含高頻正弦交變信號；如果未采集到模數(shù)轉(zhuǎn)換后的直流信號，則判斷交流信號中不包含高頻正弦交變信號。所述高頻正弦交變信號的頻率為40倍或40倍以上的工頻頻率。本發(fā)明提供的系統(tǒng)和方法，不論電流互感器運(yùn)行于何種工況(負(fù)載、輕載、空載等)，都能快速準(zhǔn)確地檢測出牽引變電所電流互感器二次回路發(fā)生的開路故障，同時不會影響牽引變電所電流互感器二次回路的正常運(yùn)行及其既有的測量精度。


圖I是牽引變電所電流互感器二次回路開路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是牽引變電所電流互感器二次回路開路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)電路原理圖；圖3是牽引變電所電流互感器二次回路開路故障在線監(jiān)測方法流程圖；圖4是本發(fā)明提供的監(jiān)測系統(tǒng)功能插件分布圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。圖I是牽引變電所電流互感器二次回路開路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如圖I所示，本發(fā)明提供的牽引變電所電流互感器二次回路開路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)包括高頻正弦交變信號產(chǎn)生電路、耦合電流互感器、測量電流互感器和高頻正弦交變信號提取電路。其中，高頻正弦交變信號產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生高頻正弦交變信號并發(fā)送至耦合電流互感器。耦合電流互感器用于將高頻正弦交變信號耦合至牽引變電所電流互感器二次回路中。測量電流互感器用于感應(yīng)出牽引變電所電流互感器二次回路中的交流信號，并將交流信號發(fā)送至高頻正弦交變信號提取電路。高頻正弦交變信號提取電路用于判斷交流信號中是否包含高頻正弦交變信號。另外，本發(fā)明提供的在線監(jiān)測系統(tǒng)還包括控制電路，該控制電路用于在交流信號中不包含高頻正弦交變信號時，控制牽引變電所電流互感器二次回路短接。為了進(jìn)一步說明本發(fā)明提供的牽引變電所電流互感器二次回路開路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)，圖2給出了一種具體實(shí)施的電路圖。如圖2所示，高頻正弦交變信號產(chǎn)生電路包括高頻方波產(chǎn)生電路和整形放大電路。由于高頻正弦交變信號要耦合至牽引變電所電流互感器二次回路，而且該高頻正弦交變信號還不能影響牽引變電所電流互感器二次回路中的原始電流信號，因此該高頻正弦交變信號應(yīng)當(dāng)滿足頻率與牽引變電所的工頻頻率有明顯差異。通常，牽引變電所的工頻頻率為50Hz，包含其中的諧波，其頻率一般在50-500HZ范圍內(nèi)。因此，可選擇頻率為40倍或40倍以上的工頻頻率的高頻信號。在本實(shí)施例中，使用微處理器作為高頻方波產(chǎn)生電路，產(chǎn)生4KHz (80倍頻)的方波。再通過整形放大電路將4KHz的方波轉(zhuǎn)換為4KHz的正弦交變信號，這樣得到的信號是一個高頻率低電流(毫安級)的電流信號，便于從牽引變電所電流互感器二次回路中的 原始電流信號中識別出來，并不會影響牽引變電所電流互感器二次回路中的原始電流信號。整形放大電路將4KHz正弦交變信號發(fā)送至耦合電流互感器，通過耦合電流互感器，將該4KHz正弦交變信號耦合至牽引變電所電流互感器二次回路中。由于4KHz正弦交變信號的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于牽引變電所工頻頻率，因此耦合到牽引變電所電流互感器二次回路中的高頻正弦交變信號(4kHz正弦交變信號)不會對該二次回路中的測量電流表計、繼電保護(hù)的采樣電流等造成影響。因?yàn)轳詈系皆摱位芈返母哳l正弦交變信號的頻率是基頻的幾十倍，所以流互二次回路的高頻阻抗是基頻阻抗的幾十倍，流互二次回路中感應(yīng)的高頻交變電流很微弱。再有現(xiàn)代牽引變電所基本全部采用微機(jī)型繼電保護(hù)裝置和數(shù)字式測量儀表，這些裝置、儀表對輸入的二次回路電流均有相應(yīng)的低通濾波電路，所以電流中40倍頻以上的高頻成分均可被濾掉，不會影響其正常運(yùn)行及測量精度，高頻正弦交變信號對模擬指針式電流表也無影響，以上結(jié)論在流互二次回路監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)場運(yùn)行中也得到了驗(yàn)證。測量電流互感器用于感應(yīng)出牽引變電所電流互感器二次回路中的交流信號，并將該交流信號發(fā)送至高頻正弦交變信號提取電路。在圖2給出的實(shí)施例中，高頻正弦交變信號提取電路由濾波電路、放大變換電路和模數(shù)轉(zhuǎn)化及信號采集電路構(gòu)成。濾波電路用于接收交流信號，然后從交流信號中提取高頻正弦交變信號并發(fā)送至放大變換電路。濾波電路可以采用高通濾波器和帶通濾波器，從而準(zhǔn)確地提取某個高頻頻率段的電流信號。放大變換電路用于放大提取出的高頻正弦交變信號并將其轉(zhuǎn)換為直流信號，然后將直流信號發(fā)送至模數(shù)轉(zhuǎn)化及信號采集電路。本實(shí)施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)化及信號采集電路采用微處理器，對前述直流信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并進(jìn)行數(shù)字采集。采集后，根據(jù)采集結(jié)果，確定交流信號中是否包含高頻正弦交變信號，如果包含高頻正弦交變信號，則可以判定牽引變電所電流互感器二次回路沒有發(fā)生開路故障。否則，判定牽引變電所電流互感器二次回路發(fā)生了開路故障。本系統(tǒng)還可以包括控制牽引變電所電流互感器二次回路短接的控制電路。如圖2所示，一旦微處理器檢測到流互二次回路發(fā)生了開路故障可通過I/O 口控制繼電器動作，輸出節(jié)點(diǎn)來控制牽引變電所內(nèi)CT的端口短接器(如果安裝的話)閉合，迅速短接二次回路，避免開路故障所廣生的聞電壓對表計等其他~■次設(shè)備的破壞。本發(fā)明還提供了一種利用上述系統(tǒng)進(jìn)行牽引變電所電流互感器二次回路開路故障在線監(jiān)測的方法。牽引變電所電流互感器二次回路開路故障在線監(jiān)測方法流程圖。該方法包括步驟I :高頻正弦交變信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生高頻正弦交變信號。產(chǎn)生高頻正弦交變信號的過程是步驟Al :通過方波產(chǎn)生電路產(chǎn)生高頻方波信號。高頻正弦交變信號的頻率可以選用40倍或40倍以上的工頻頻率，優(yōu)選使用4KHz (80倍頻)的頻率。使用高頻信號便于后續(xù)步驟將該高頻信號從牽引變電所電流互感器二次回路中提取出來。
步驟A2 :通過整形放大電路將所述高頻方波信號放大后轉(zhuǎn)換為同頻率的高頻正弦交變信號。步驟2 :通過耦合電流互感器將高頻正弦交變信號耦合至牽引變電所電流互感器二次回路中。步驟3 :通過測量電路互感器感應(yīng)出牽引變電所電流互感器二次回路中的交流信號。步驟4:判斷所述交流信號中是否包含高頻正弦交變信號，如果所述交流信號中包含高頻正弦交變信號，則確定牽引變電所電流互感器二次回路沒有發(fā)生開路故障；否則，確定牽引變電所電流互感器二次回路發(fā)生開路故障。判斷交流信號中是否包含高頻正弦交變信號具體是步驟BI :通過濾波電路提取交流信號中的高頻正弦交變信號。步驟B2 :利用放大變換電路將高頻正弦交變信號轉(zhuǎn)換為直流信號。步驟B3 :利用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對直流信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并對模數(shù)轉(zhuǎn)換后的直流信號進(jìn)行采集，如果采集到模數(shù)轉(zhuǎn)換后的直流信號，則判斷交流信號中包含高頻正弦交變信號；如果未采集到模數(shù)轉(zhuǎn)換后的直流信號，則判斷交流信號中不包含高頻正弦交變信號。上述方法中，還可以包括，當(dāng)牽引變電所電流互感器二次回路發(fā)生開路故障時，使?fàn)恳冸娝娏骰ジ衅鞫位芈范探拥牟襟E。圖4是本發(fā)明提供的監(jiān)測系統(tǒng)功能插件分布圖。圖4中，本發(fā)明提供的系統(tǒng)通過功能插件實(shí)現(xiàn)。包括，4個功能插件板、I個母板和I個人機(jī)交互面板組成。各功能板介紹如下(I)交流插件板交流插件板的主要功能是實(shí)現(xiàn)4路高頻正弦交變信號分別耦合到4個流互二次回路的過程。以第一路為例，由主系統(tǒng)插件板產(chǎn)生的，經(jīng)母板傳送到交流插件板的4kHz方波信號經(jīng)過整形放大電路，變換為4kHz正弦交變信號，經(jīng)耦合電流互感器CT耦合到系統(tǒng)所串接外部流互二次回路中。測量電流互感器CT，用于感應(yīng)系統(tǒng)所串接的外部流互二次回路中的交流電流，回采交流電流中的4kHz正弦交變分量。其它三路工作原理同第一路。交流插件板的交流端子用于與外部流互二次回路連接，通過該端子系統(tǒng)就被串接入外部流互二次回路中。(2)主系統(tǒng)插件板主系統(tǒng)插件板為兩層結(jié)構(gòu)，底層為信號變換板，上層為CPU核心板。兩層之間通過兩個100針的連接器連接。主系統(tǒng)插件板的主要功能是實(shí)現(xiàn)4路4kHz正弦交變信號的回采檢測過程，其它功能還有產(chǎn)生4kHz方波信號、控制告警、出口繼電器等。以第一路為例，由交流插件板感應(yīng)的交流信號，經(jīng)母板傳送到主系統(tǒng)插件板，經(jīng)由4KHz帶通濾波電路，再經(jīng)由交流變直流電路，最終得到與回采4kHz正弦交變信號所對應(yīng)的直流信號。再被傳到CPU核心板進(jìn)行采集。其它三路工作原理同第一路。板上包括I路告警輸出和4路控制出口繼電器。板上通過4路高速光耦隔離器隔離輸出的4kHz方波信號。
CPU核心板以數(shù)字信號處理器TMS320F2812為核心，外部擴(kuò)展存儲器、時鐘、I/O 口驅(qū)動、PWM方波輸出驅(qū)動等；外部擴(kuò)展AD轉(zhuǎn)換器，通過AD轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)對4路信號進(jìn)行采樣。外部擴(kuò)展通信接口，實(shí)現(xiàn)與變電所后臺監(jiān)控計算機(jī)的CANBUS通信以及裝置主系統(tǒng)插件板與人機(jī)交互面板的RS232通信。(3)繼電器插件板繼電器插件板的主要功能是通過繼 電器節(jié)點(diǎn)動作來產(chǎn)生告警及出口信號。由主系統(tǒng)插件板產(chǎn)生的，經(jīng)母板傳送到繼電器插件板的控制信號分別作用在繼電器的線圈，控制繼電器節(jié)點(diǎn)的動作。從而產(chǎn)生對應(yīng)被監(jiān)測的流互二次回路發(fā)生開路故障的報警信號，以及使開路短接器動作的出口信號。(4)電源插件板電源插件板的主要功能是向裝置的各功能板提供所需電源，并具有電源失電檢測及告警功能。(5)母板母板板的主要功能是實(shí)現(xiàn)4個功能插件板之間的信號傳遞，并通過端子實(shí)現(xiàn)裝置的外部接線。4個功能插件板分別通過48針歐式接插件連接于母板上，實(shí)現(xiàn)信號傳遞。(6)人機(jī)交互面板人機(jī)交互面板的主要功能是通過128 X 64漢化液晶顯示器和6鍵鍵盤實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，采用菜單選項(xiàng)方式可以方便地瀏覽功能設(shè)置、采樣數(shù)據(jù)、故障告警信息等。LED燈用于故障告警、通信狀態(tài)的提示。本發(fā)明為電氣化鐵路牽引變電所中電流互感器二次回路發(fā)生的開路故障提供了一種全工況的、實(shí)時的、智能化的在線檢測及故障處理方法。本發(fā)明提供的系統(tǒng)，不論是電流互感器運(yùn)行于負(fù)載、輕載、空載等各種工況下都能快速準(zhǔn)確地檢測出二次回路發(fā)生的開路故障，一旦檢測到開路故障，監(jiān)測系統(tǒng)可以通過其指示燈和IXD提示故障信息，同時監(jiān)測系統(tǒng)還通過其通信接口將故障信息傳至變電所的綜合自動化后臺監(jiān)控系統(tǒng)。如果將監(jiān)測裝置的故障處理環(huán)節(jié)投入，通過其輸出節(jié)點(diǎn)可以迅速短接發(fā)生開路故障的二次回路，避免開路故障所產(chǎn)生的高電壓對回路中的二次設(shè)備的破壞。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種牽引變電所電流互感器二次回路開路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括高頻正弦交變信號產(chǎn)生電路、耦合電流互感器、測量電流互感器和高頻正弦交變信號提取電路； 其中，高頻正弦交變信號產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生高頻正弦交變信號并發(fā)送至耦合電流互感器； 耦合電流互感器用于將高頻正弦交變信號耦合至牽引變電所電流互感器二次回路中； 測量電流互感器用于感應(yīng)出牽引變電所電流互感器二次回路中的交流信號，并將交流信號發(fā)送至高頻正弦交變信號提取電路； 高頻正弦交變信號提取電路用于判斷交流信號中是否包含高頻正弦交變信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)還包括控制電路，所述控制電路用于在交流信號中不包含高頻正弦交變信號時，控制牽引變電所電流互感器二次回路短接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述高頻正弦交變信號產(chǎn)生電路包括高頻方波產(chǎn)生電路和整形放大電路；其中，高頻方波產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生高頻方波信號并將所述高頻方波信號發(fā)送至整形放大電路；所述整形放大電路用于將高頻方波信號放大后轉(zhuǎn)換成同頻率的高頻正弦交變信號并發(fā)送至耦合電流互感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是高頻正弦交變信號提取電路包括濾波電路、放大變換電路和模數(shù)轉(zhuǎn)化及信號采集電路；其中，所述濾波電路用于接收經(jīng)測量電流互感器感應(yīng)出的牽引變電所電流互感器二次回路中的交流信號，然后從交流信號中提取高頻正弦交變信號并發(fā)送至放大變換電路；所述放大變換電路用于放大高頻正弦交變信號并將其轉(zhuǎn)換為直流信號，然后將直流信號發(fā)送至模數(shù)轉(zhuǎn)化及信號采集電路；所述模數(shù)轉(zhuǎn)化及信號采集電路用于對直流信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并進(jìn)行數(shù)字采集。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述濾波電路采用高通濾波器和帶通濾波器。
6.一種牽引變電所電流互感器二次回路開路故障在線監(jiān)測方法，其特征是所述方法包括 步驟I :高頻正弦交變信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生高頻正弦交變信號； 步驟2 :通過耦合電流互感器將高頻正弦交變信號耦合至牽引變電所電流互感器二次回路中； 步驟3 :通過測量電流互感器感應(yīng)出牽引變電所電流互感器二次回路中的交流信號；步驟4 :判斷所述交流信號中是否包含高頻正弦交變信號，如果所述交流信號中包含高頻正弦交變信號，則確定牽引變電所電流互感器二次回路沒有發(fā)生開路故障；否則，確定牽引變電所電流互感器二次回路發(fā)生開路故障。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在線監(jiān)測方法，其特征是所述方法還包括，當(dāng)牽引變電所電流互感器二次回路發(fā)生開路故障時，使?fàn)恳冸娝娏骰ジ衅鞫位芈范探拥牟襟E。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的在線監(jiān)測方法，其特征是所述高頻正弦交變信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生高頻正弦交變信號的過程是 步驟Al :通過方波產(chǎn)生電路產(chǎn)生高頻方波信號；步驟A2 :通過整形放大電路將所述高頻方波信號放大后轉(zhuǎn)換為同頻率的高頻正弦交變信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的在線監(jiān)測方法，其特征是所述判斷所述交流信號中是否包含高頻正弦交變信號具體是 步驟BI :通過濾波電路提取交流信號中的高頻正弦交變信號； 步驟B2 :利用放大變換電路將高頻正弦交變信號轉(zhuǎn)換為直流信號； 步驟B3 :利用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對直流信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并對模數(shù)轉(zhuǎn)換后的直流信號進(jìn)行采集，如果采集到模數(shù)轉(zhuǎn)換后的直流信號，則判斷交流信號中包含高頻正弦交變信號；如果 未采集到模數(shù)轉(zhuǎn)換后的直流信號，則判斷交流信號中不包含高頻正弦交變信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的在線監(jiān)測方法，其特征是所述高頻正弦交變信號的頻率為40倍或40倍以上的工頻頻率。
全文摘要
本發(fā)明公開了電氣化鐵路牽引供電設(shè)備監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域中的一種牽引變電所電流互感器二次回路開路故障監(jiān)測系統(tǒng)及方法。系統(tǒng)包括高頻正弦交變信號產(chǎn)生電路、耦合電流互感器、測量電流互感器和高頻正弦交變信號提取電路；方法包括高頻正弦交變信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生高頻正弦交變信號；通過耦合電流互感器將高頻正弦交變信號耦合至牽引變電所電流互感器二次回路中；通過測量電路互感器感應(yīng)出牽引變電所電流互感器二次回路中的交流信號；判斷所述交流信號中是否包含高頻正弦交變信號，從而確定牽引變電所電流互感器二次回路是否發(fā)生開路故障。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了牽引變電所電流互感器二次回路發(fā)生的開路故障的自動在線監(jiān)測。
文檔編號G01R31/02GK102967792SQ20121046807
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者郎兵, 文松發(fā), 王雄恒, 劉萍, 郭立飛, 趙雋 申請人:北京交通大學(xué), 昆明鐵路局昆明供電段