[实用新型]模拟量互感器的就地数字化装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力设备技术领域，特别涉及传统互感器就地数字化改造技术。

背景技术

在变电站建设中，数十年来一直以传统电磁式互感器为主，分电流互感器和电压互感器两种，GB1207、GB1208。其输出电流5A/1A，电压100V/模拟信号，直接经电缆长距离传输至控制室继电保护等二次设备中。这类互感器的优点为：具有大量、长期运行经验；寿命长，一般设计寿命为30年；除高压和超高压等级，成本低廉。其缺点为：具有磁饱和现象；有SF6等非环保气体或液体做为绝缘物质，可能出现的燃烧爆炸等事故；电压等级绝缘设计成本成几何级递增、体积庞大；其长距离传输模拟量增加高精度设计难度。

近年来，随着数字化技术的发展，数字变电站成为必然的趋势，其主要设备电子式互感器(也称为光电互感器)的研究也不断取得进展，电子式互感器分为有源式和无源式两种。其中有源式发展迅速，中国已经有产品在挂网运行。电子式互感器以其光数字量输出来直接反应被侧模拟量的变化。电子式互感器的优点为：以Rogowski线圈为一次转换器实现的大电流传变无磁饱和、频率响应范围宽、精度高、暂态特性好等优点；无油设计彻底避免了充油互感器可能出现的燃烧爆炸等事故；高低压部分的光电隔离，使得电流互感器二次开路、电压互感器二次短路可能导致危机设备或人身安全等问题不复存在；由于绝缘结构简单，在高压和超高压中降低了光电互感器的综合使用成本。

但已有的电子式互感器一次转换器工作在高压侧，对有源式来讲，其对一次电源要求很高，目前采用激光器的光供能方式为主，其寿命有待考验，产品可靠性经验仍不断累积之中，处于产品运行实验阶段，另外，激光电源、光电池等成本很高，提高了整体成本。

发明内容

本实用新型的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种模拟量互感器的就地数字化装置，以传统互感器为一次转换器，以标准的电子式互感器概念来设计就地数字化装置。使得传统电磁互感器能够适合数字化变电站建设的需要。

本实用新型提出的模拟量互感器的就地数字化装置(本实用新型中的模拟量互感器为具有N路电流或电压输出信号的互感器，N的取值与传统模拟量互感器的多路输出相对应)，其特征在于，包括N个小型传变器、N个信号采集板及一个电源三部分，其中，N的取值范围为1-6的正整数；各部分的连接关系为：每一个小型传变器的输入端与传统电磁式互感器的一路输出端相连，每一个小型传变器的输出端与一个信号采集板相连构成一路信号处理单元，N路信号处理单元均与所述电源相连。

本实用新型的特点及技术效果：

本实用新型向上在传统电磁互感器就近承接其输出，向后以数字光信号按照一定通讯格式来传送采样数据。将来自传统电流或电压互感器的模拟信号就地数字化，转换成适合于光纤传输系统的信号。通过上行同步信号实现多路电流电压电磁互感器的同步采样。

本实用新型在传统高压互感器的可靠性和长期运行稳定性的基础上，采用互感器就地数字化装置实现的数字化变电站，能够很大程度上保证变电站的安全、可靠运行。

主要体现在以下几个方面：

(1)性能优势

A、因采用电绝缘性能优良的光纤作为二次回路，有效的解决了高压设备与二次设备的电气隔离；

B、消除了电压互感器二次回路压降问题；

C、能有效改善高压电能计量装置的误差特性，进而极大提高计量的准确度；

D、采用“就地数字化系统”处理后，高压互感器的二次负载大大减小，可有效改善传统高压互感器固有的磁饱和问题；

E、另因高压互感器二次负载减小，可充分保证高压互感器本身的设计精度；

F、因对“就地数字化系统”的维护仅在低压侧，比电子式互感器需要在高压侧进行维护更加简捷、更具操作性；

G、因传统高压互感器具有长期的实际现场运行经验，其长期运行的可靠性与稳定性较电子式互感器更具优势；

H、因“就地数字化系统”完全符合数字化变电站的统一协议标准-IEC61850规约，可替代电子式互感器；

I、可完全实现与按照IEC61850规约生产的所有二次设备的互操作。

(2)成本优势

A、传统高压互感器早已实现批量工业化生产，其成本在短期内较电子式互感器的优势明显；

B、就目前众所关注的电子式互感器运行维护的高额成本而言，采用“就地数字化系统”后，几乎不会给变电站维护带来额外的维护支出。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图。

图2为图1中的信号采集板组成结构示意图