專利名稱：組合式電子互感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及智能變電站采樣領域，特別涉及一種組合式電子互感器。
背景技術：
電子互感器或光互感器是智能變電站和關鍵技術之一，它完全取代了常規(guī)的 電磁互感器，電子互感器輸出的不再是電流、電壓模擬量信號，而是滿足IEC61850-9和 IEC60044-7/8標準的數(shù)字信號，這些數(shù)字信號在光纖中傳輸而不是電纜中傳輸，這個高速 傳輸?shù)木W(wǎng)絡就是在過程總線，傳輸?shù)牟蓸訑?shù)據(jù)可以為系統(tǒng)所有IED設備所共享。
電子互感器或光互感器的關鍵技術一是非常規(guī)電流、電壓傳感器，目前有各種原 理的解決方案；二是采樣數(shù)據(jù)的同步問題，一般依靠合并單元解決；三是供能問題。目前國 內外推出了許多光電子互感器，在數(shù)字化變電站中試運行。主要有如下模式電壓光學互 感器，電流光學互感器，電子式電壓互感器，電子式電流互感器以及電子式單相電流電壓組 合互感器。但這些模式只針對某相的電壓或電流，而電力系統(tǒng)保護或者測量裝置需要的是 三相或者更多相電流電壓的同一時刻的采樣值，因此這些數(shù)字化采樣信號存在采樣同步問 題，現(xiàn)在要依靠合并單元解決。同時，許多廠商的電子互感器的采樣精度只能滿足保護要求 不能同時滿足計量和測量要求，因此需要額外增加一組電流傳感器，這增加了電子互感器 的復雜程度和制造成本。而光學互感器是無源的，而非光學的互感器是有源，目前大多數(shù)的 做法是采用激光供能方案，由于激光供能技術尚不成熟，使互感器存在不可靠的問題。
發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明提供了一種組合式電子互感器，解決現(xiàn)有技 術中采樣復雜、不能多相同步采樣的問題。 本發(fā)明解決現(xiàn)有技術問題所采用的技術方案是設計和制造一種組合式電子互感 器，包括主控單元、電壓互感器、電流互感器、電源以及A/D模數(shù)轉換模塊；所述電壓互感器 和電流互感器分別連接A/D模數(shù)轉換模塊；所述主控單元內設硬件同時采樣信號模塊、高 通濾波HPF模塊、數(shù)字積分模塊以及數(shù)字信號輸出口 ；所述硬件同時采樣信號模塊采集同 一時刻各相電流、電壓的采樣值并通過A/D模數(shù)轉換模塊進行模數(shù)轉換。 本發(fā)明進一步的改進是所述電流互感器為空心線圈電流互感器；所述電流互感 器通過差分信號輸入，經(jīng)信號調制后進行模數(shù)采樣，并對模數(shù)轉化后的數(shù)字信號進行高通 濾波HPF處理，再使用數(shù)字積分還原信號。
本發(fā)明進一步的改進是所述電壓互感器采用電阻分壓取樣，通過差分信號輸入， 經(jīng)信號調制后進行模數(shù)采樣，然后對模數(shù)轉化后的數(shù)字信號進行高通濾波HPF處理。
本發(fā)明進一步的改進是所述數(shù)字信號輸出口包括測量用和保護用數(shù)字信號輸出 口 ；所述數(shù)字信號輸出口輸出滿足0. 2S和5P30要求的數(shù)字信號。 本發(fā)明進一步的改進是所述電源為直接供能電源；所述電源采用直流電源或交 流電源直接給電流、電壓互感器提供工作電源。
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本發(fā)明進一步的改進是所述主控單元連接兩高通濾波模塊，所述高通濾波模塊 與所述A/D模數(shù)轉換模塊一一連接并通過該A/D模數(shù)轉換模塊與所述電壓互感器連接；所 述主控單元連接兩個數(shù)字積分模塊，所述數(shù)字積分模塊通過所述高通濾波模塊與所述電流 互感器連接；所述主控單元包括兩個主控單元；所述電源包括兩個電源。
本發(fā)明進一步的改進是所述電流互感器包括三相電流電子互感器以及零序電流 電子互感器；所述電壓互感器包括三相電壓電子互感器以及系統(tǒng)電壓電子互感器。
本發(fā)明進一步的改進是所述主控單元將電力系統(tǒng)一個間隔內的三相電流電子互 感器、三相電壓電子互感器、系統(tǒng)電壓電子互感器和零序電流電子互感器的八個模擬量進 行組合并通過硬件同步采樣的方法集中輸出標準的數(shù)字信號。 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過將電壓、電流等模擬量組合在同一個電子互感 器中，既實現(xiàn)數(shù)字化采樣信號的同步采樣，又降低了組合式互感器的制造成本。
圖1是本發(fā)明組合式電子互感器的框圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。 如圖1所示，一種組合式電子互感器，包括主控單元1、電壓互感器、電流互感器、 電源以及A/D模數(shù)轉換模塊7 ;所述電壓互感器和電流互感器分別連接A/D模數(shù)轉換模塊 7 ;所述主控單元1內設硬件同時采樣信號模塊4、高通濾波HPF 5、數(shù)字積分模塊6以及數(shù) 字信號輸出口 ；所述硬件同時采樣信號模塊4采集同一時刻各相電流、電壓的采樣值并通 過A/D模數(shù)轉換模塊7進行模數(shù)轉換。 所述電流互感器為空心線圈電流互感器；所述電流互感器通過差分信號輸入，經(jīng) 信號調制后進行模數(shù)采樣，并對模數(shù)轉化后的數(shù)字信號進行高通濾波HPF處理，再使用數(shù) 字積分還原信號。 所述電壓互感器采用電阻分壓取樣，通過差分信號輸入，經(jīng)信號調制后進行模數(shù) 采樣，然后對模數(shù)轉化后的數(shù)字信號進行高通濾波HPF處理。 所述數(shù)字信號輸出口包括測量用和保護用數(shù)字信號輸出口 ；所述數(shù)字信號輸出口 輸出滿足0. 2S和5P30要求的數(shù)字信號。 所述電源為直接供能電源；所述電源采用直流電源或交流電源直接給電流、電壓 互感器提供工作電源。 所述主控單元1連接兩高通濾波模塊5，所述高通濾波模塊5與所述A/D模數(shù)轉換 模塊7 —一連接并通過該A/D模數(shù)轉換模塊7與所述電壓互感器連接；所述主控單元1連 接兩個數(shù)字積分模塊6 ，所述數(shù)字積分模塊6通過所述高通濾波模塊5與所述電流互感器連 接；所述主控單元1包括兩個主控單元；所述電源包括兩個電源。 所述電流互感器包括三相電流電子互感器2以及零序電流電子互感器21 ;所述電 壓互感器包括三相電壓電子互感器3以及系統(tǒng)電壓電子互感器31。 所述主控單元將電力系統(tǒng)一個間隔內的三相電流電子互感器、三相電壓電子互感 器、系統(tǒng)電壓電子互感器和零序電流電子互感器的八個模擬量進行組合并通過硬件同步采
4樣的方法集中輸出標準的數(shù)字信號。 在實際應用中時，一種組合式電子互感器，如圖l，采用組合互感器的方法。按電 力系統(tǒng)的一個間隔將三相電流、三相電壓、系統(tǒng)電壓和零序電流共計8個模擬量(主控單元 A、B各連接4個模擬量)組合在同一個電子互感器中，采用硬件同步采樣的方法，集中輸出 符合IE61850-9標準和IEC60044-7/8標準的數(shù)字信號。 對于電流量，采用一種空芯線圈作為電流傳感器，采用差分信號輸入，經(jīng)信號調理 后進行AD采樣，然后對AD轉化的數(shù)字信號進行高通濾波HPF處理，再使用數(shù)字積分的方法 還原信號。 對于電壓量，采用電阻分壓取樣，采用差分信號輸入，經(jīng)信號調理后進行AD采樣， 然后對AD轉化的數(shù)字信號進行高通濾波HPF處理。 電流采樣輸出數(shù)字信號為兩組，分別滿足0. 2S和5P30的要求， 一組供測量用，一 組供保護用。 采用直接供能的方法。即采用直流電源或交流電源直接給電子互感器提供工作電 源，這樣非常可靠方便。 該組合式電子互感器采用雙主控單元CPU、雙ADC、雙電源和雙光纖口冗余配置， 大大提高可靠性。 以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的 保護范圍。
權利要求
一種組合式電子互感器，其特征在于，包括主控單元、電壓互感器、電流互感器、電源以及A/D模數(shù)轉換模塊；所述電壓互感器和電流互感器分別連接A/D模數(shù)轉換模塊；所述主控單元內設硬件同時采樣信號模塊、高通濾波HPF模塊、數(shù)字積分模塊以及數(shù)字信號輸出口；所述硬件同時采樣信號模塊采集同一時刻各相電流、電壓的采樣值并通過A/D模數(shù)轉換模塊進行模數(shù)轉換。
2. 根據(jù)權利要求1所述組合式電子互感器，其特征在于所述電流互感器為空心線圈 電流互感器；所述電流互感器通過差分信號輸入，經(jīng)信號調制后進行模數(shù)采樣，并對模數(shù)轉 化后的數(shù)字信號進行高通濾波HPF處理，再使用數(shù)字積分還原信號。
3. 根據(jù)權利要求1所述組合式電子互感器，其特征在于所述電壓互感器采用電阻分 壓取樣，通過差分信號輸入，經(jīng)信號調制后進行模數(shù)采樣，然后對模數(shù)轉化后的數(shù)字信號進 行高通濾波HPF處理。
4. 根據(jù)權利要求1所述組合式電子互感器，其特征在于所述數(shù)字信號輸出口包括測 量用和保護用數(shù)字信號輸出口 ；所述數(shù)字信號輸出口輸出滿足0. 2S和5P30要求的數(shù)字信 號。
5. 根據(jù)權利要求l所述組合式電子互感器，其特征在于所述電源為直接供能電源；所 述電源采用直流電源或交流電源直接給電流、電壓互感器提供工作電源。
6. 根據(jù)權利要求1所述組合式電子互感器，其特征在于所述主控單元連接兩高通濾 波模塊，所述高通濾波模塊與所述A/D模數(shù)轉換模塊一一連接并通過該A/D模數(shù)轉換模塊 與所述電壓互感器連接；所述主控單元連接兩個數(shù)字積分模塊，所述數(shù)字積分模塊通過所 述高通濾波模塊與所述電流互感器連接；所述主控單元包括兩個主控單元；所述電源包括 兩個電源。
7. 根據(jù)權利要求1所述組合式電子互感器，其特征在于所述電流互感器包括三相電 流電子互感器以及零序電流電子互感器；所述電壓互感器包括三相電壓電子互感器以及系 統(tǒng)電壓電子互感器。
8. 根據(jù)權利要求1所述組合式電子互感器，其特征在于所述主控單元將電力系統(tǒng)一 個間隔內的三相電流電子互感器、三相電壓電子互感器、系統(tǒng)電壓電子互感器和零序電流 電子互感器的八個模擬量進行組合并通過硬件同步采樣的方法集中輸出標準的數(shù)字信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及智能變電站采樣領域，特別涉及一種組合式電子互感器，包括主控單元、電壓互感器、電流互感器、電源以及A/D模數(shù)轉換模塊；所述電壓互感器和電流互感器分別連接A/D模數(shù)轉換模塊；所述主控單元內設硬件同時采樣信號模塊、高通濾波HPF、數(shù)字積分模塊以及數(shù)字信號輸出口；所述硬件同時采樣信號模塊采集同一時刻各相電流、電壓的采樣值并通過A/D模數(shù)轉換模塊進行模數(shù)轉換。本發(fā)明的有益效果是通過將電壓、電流等模擬量組合在同一個電子互感器中，既實現(xiàn)數(shù)字化采樣信號的同步采樣，又降低了組合式互感器的制造成本。
文檔編號H02B1/24GK101707130SQ20091011007
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權日2009年11月10日
發(fā)明者郭鴻 申請人:深圳市科陸電子科技股份有限公司