一種測試電子式互感器極性的設(shè)備以及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種測試電子式互感器極性的設(shè)備以及系統(tǒng)，所述設(shè)備包括：嵌入式模塊、通過總線與所述嵌入式模塊相連接的控制模塊以及與所述控制模塊相連接的功率放大器；所述的嵌入式模塊，采集預(yù)先設(shè)定的電流屬性，并將所述的電流屬性通過總線傳送給所述的控制模塊；所述的控制模塊，根據(jù)所述的電流屬性向所述的功率放大器發(fā)送模擬信號；所述的功率放大器，對所述的模擬信號進(jìn)行功率放大后輸出。本實(shí)用新型測定了電子式互感器的極性，為相關(guān)繼電保護(hù)裝置以及測量、計(jì)量裝置正確運(yùn)行提供了保障。
【專利說明】一種測試電子式互感器極性的設(shè)備以及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型關(guān)于電力系統(tǒng)中的智能變電站【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是關(guān)于智能變電站中電 子式互感器的檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的講是一種測試電子式互感器極性的設(shè)備以及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 智能變電站是以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)的新 一代變電站。智能變電站以電子式互感器替換常規(guī)互感器，以智能斷路器代替常規(guī)斷路器， 依據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，將常規(guī)變電站的弊端進(jìn)行了大幅度的改善，減少了常規(guī)變電站在調(diào) 試、運(yùn)行等方面的缺陷，大大提高了變電站安全運(yùn)行的可靠性。
[0003] 智能變電站是智能電網(wǎng)的重要支撐節(jié)點(diǎn)，電子式互感器作為智能變電站的重要設(shè) 備，其性能測試對保證智能變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要影響。在測試光互感器或電子式互 感器的極性時(shí)，一般采用大電流發(fā)生器在一次設(shè)備通流，通過抓取合并單元發(fā)布的采樣報(bào) 文來確定互感器極性。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，使用測試傳統(tǒng)互感器極性的方法來對電子式互感器的極性進(jìn)行測 試，其具體為：用干電池在一次線路上施加一個(gè)瞬時(shí)直流電壓，用指針表在二次回路監(jiān)測電 流流向來判斷互感器極性。
[0005] 上述的測試方案中，電子式互感器內(nèi)部集成了數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元和數(shù) 據(jù)發(fā)布單元，發(fā)布的數(shù)字量信號在合并單元進(jìn)行同步處理后輸出。因此用干電池點(diǎn)極性后 一次回路中的電流模擬量被合并單元采集后通過發(fā)布的數(shù)字量信號表示，也就無法用指針 表在二次回路監(jiān)測電流流向；且干電池電壓和放電能力有限，回路中的電流非常小，有時(shí)只 能產(chǎn)生微安級電流，若抓取電子式互感器發(fā)出的SV報(bào)文并解析，無法與噪聲干擾區(qū)分開。
[0006] 此外，現(xiàn)有技術(shù)中還有使用升流器、標(biāo)準(zhǔn)互感器和電子式互感器校驗(yàn)儀，讓一次電 流同時(shí)通過電子式互感器和標(biāo)準(zhǔn)互感器，使用電子式互感器校驗(yàn)儀比較二者的電流相位， 從而得到極性關(guān)系的方案。但是該測試方案使用的大型設(shè)備過多；升流器功率大且不安全； 實(shí)驗(yàn)過程繁瑣；并且需要大量安全措施。
[0007] 因此，如何對電子式互感器的極性進(jìn)行有效精確測定是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)難 題。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0008] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中針對電子式互感器的極性測定方案存在的上述技術(shù)缺陷，本 實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種測試電子式互感器極性的設(shè)備以及系統(tǒng)，通過建立由嵌入式模 塊、控制模塊以及功率放大器組成的設(shè)備，從線路一次側(cè)施加大小可控的直流電流，抓取電 子式互感器發(fā)出的數(shù)據(jù)包，然后使用報(bào)文分析儀分析數(shù)據(jù)包中包含的電流波形，得到電子 式互感器的極性，為相關(guān)繼電保護(hù)裝置以及測量、計(jì)量裝置正確運(yùn)行提供了保障。
[0009] 本實(shí)用新型的目的之一是，提供一種測試電子式互感器極性的設(shè)備，所述的設(shè)備 包括嵌入式模塊、通過總線與所述嵌入式模塊相連接的控制模塊以及與所述控制模塊相連 接的功率放大器；所述的嵌入式模塊，采集預(yù)先設(shè)定的電流屬性，并將所述的電流屬性通過 總線傳送給所述的控制模塊；所述的控制模塊，根據(jù)所述的電流屬性向所述的功率放大器 發(fā)送模擬信號；所述的功率放大器，對所述的模擬信號進(jìn)行功率放大后輸出。
[0010] 在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的控制模塊包括：數(shù)字信號處理器，根據(jù)所 述的電流屬性確定出數(shù)字波形；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，與所述的數(shù)字信號處理器相連接，對所述的數(shù) 字波形進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換；隔離器，與所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連接，對數(shù)模轉(zhuǎn)換后的數(shù)字波形進(jìn)行 隔離處理，得到模擬信號。
[0011] 在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的功率放大器包括：放大電路，對所述的模 擬信號進(jìn)行功率放大；保護(hù)電路，與所述的放大電路相連接，當(dāng)所述功率放大后的模擬信號 超出預(yù)先設(shè)定的功率閾值時(shí)，輸出報(bào)警信號。
[0012] 在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的放大電路包括運(yùn)算放大器、多個(gè)電阻以 及開關(guān)。
[0013] 在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的功率放大器包括：報(bào)警電路，與所述的保 護(hù)電路相連接，接收所述保護(hù)電路輸出的報(bào)警信號，根據(jù)所述的報(bào)警信號進(jìn)行報(bào)警，并將所 述的功率放大器停止。
[0014] 本實(shí)用新型的目的之一是，提供一種測試電子式互感器極性的系統(tǒng)，所述的系統(tǒng) 包括報(bào)文分析儀、被測的電子式互感器以及測試電子式互感器極性的設(shè)備；其中，所述的測 試電子式互感器極性的設(shè)備與被測的電子式互感器相連接；被測的電子式互感器與所述的 報(bào)文分析儀相連接；所述的測試電子式互感器極性的設(shè)備，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電流屬性輸出 模擬信號；被測的電子式互感器，采集所述的模擬信號，根據(jù)所述的模擬信號輸出采集量 SV報(bào)文；所述的報(bào)文分析儀，抓取所述的SV報(bào)文，根據(jù)所述的SV報(bào)文輸出所述電子式互 感器的極性。
[0015] 在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述測試電子式互感器極性的設(shè)備中：嵌入式 模塊采集的預(yù)先設(shè)定的電流屬性包括第一時(shí)刻、直流電流以及第二時(shí)刻；所述的控制模塊 根據(jù)所述的電流屬性輸出模擬信號；所述的功率放大器輸出的模擬信號為：第一時(shí)刻內(nèi)無 模擬信號輸出，當(dāng)?shù)竭_(dá)第一時(shí)刻時(shí)，輸出的模擬信號為直流電流，當(dāng)?shù)诙r(shí)刻到達(dá)時(shí)，停止 輸出模擬信號。
[0016] 在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述測試電子式互感器極性的設(shè)備中功率放大 器的放大電路中的開關(guān)在第一時(shí)刻內(nèi)斷開，達(dá)到第一時(shí)刻時(shí)閉合，到達(dá)第二時(shí)刻時(shí)斷開。
[0017] 在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的報(bào)文分析儀包括：報(bào)文抓取模塊，用于抓 取所述的SV報(bào)文；報(bào)文解析模塊，用于對所述的SV報(bào)文進(jìn)行解析，得到電流采樣波形；極 性輸出模塊，用于根據(jù)所述的電流采樣波形輸出所述電子式互感器的極性。
[0018] 本實(shí)用新型的有益效果在于，提供了一種測試電子式互感器極性的設(shè)備以及系 統(tǒng)，，通過建立由嵌入式模塊、控制模塊以及功率放大器組成的設(shè)備，從線路一次側(cè)施加大 小可控的直流電流，抓取電子式互感器發(fā)出的數(shù)據(jù)包，然后使用報(bào)文分析儀分析數(shù)據(jù)包中 包含的電流波形，得到電子式互感器的極性，相比于傳統(tǒng)的極性測試，電子式互感器極性測 試設(shè)備可直接在一次回路中通量，通過合并單元抓取的SV報(bào)文直接解析確定極性，可一次 性完成互感器極性和合并單元極性的校驗(yàn)，為相關(guān)繼電保護(hù)裝置以及測量、計(jì)量裝置正確 運(yùn)行提供了保障，電子式互感器極性測試設(shè)備輸出電流可調(diào)，簡潔直觀；功率放大器引入負(fù) 反饋調(diào)節(jié)，提高了輸出電流的精度；電子式互感器極性測試設(shè)備的功率越限保護(hù)和告警功 能能夠很好的保護(hù)人身和設(shè)備安全。
[0019] 為讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí) 施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種測試電子式互感器極性的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種測試電子式互感器極性的設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種測試電子式互感器極性的設(shè)備中控制模塊 的結(jié)構(gòu)框圖；
[0024] 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種測試電子式互感器極性的設(shè)備中功率放大 器的實(shí)施方式一的結(jié)構(gòu)框圖；
[0025] 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種測試電子式互感器極性的設(shè)備中功率放大 器的實(shí)施方式二的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026] 圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種測試電子式互感器極性的設(shè)備中功率放大 器中放大電路的原理圖；
[0027] 圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種測試電子式互感器極性的系統(tǒng)中報(bào)文分析 儀的結(jié)構(gòu)框圖；
[0028] 圖8為本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施例中測試電子式互感器極性的設(shè)備的主體功 能框圖；
[0029] 圖9為本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施例中測試電子式互感器極性的系統(tǒng)的現(xiàn)場測 試示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0031] 下面首先介紹本實(shí)用新型的縮略語和關(guān)鍵術(shù)語：
[0032] SV :Sampled Value，采樣值。基于發(fā)布/訂閱機(jī)制，交換采樣數(shù)據(jù)集中的采樣值的 相關(guān)模型對象和服務(wù)，以及這些模型對象和服務(wù)到IS0/IEC8802-3幀之間的映射。
[0033] 智能變電站：smart substation。采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以 全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、 控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線 分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。
[0034] 電子式互感器極性：電子式互感器輸出的數(shù)字量信號與一次側(cè)的模擬量信號相位 相同或相反的特性。
[0035] 本實(shí)用新型主要解決現(xiàn)有電子式互感器極性的測定不精確的問題。圖1為本實(shí)用 新型實(shí)施例提供的一種測試電子式互感器極性的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，由圖1可知，該系統(tǒng)包 括：報(bào)文分析儀1〇〇、被測的電子式互感器200以及測試電子式互感器極性的設(shè)備300。
[0036] 其中，所述的測試電子式互感器極性的設(shè)備300與被測的電子式互感器200相連 接；
[0037] 被測的電子式互感器200與所述的報(bào)文分析儀100相連接；
[0038] 所述的測試電子式互感器極性的設(shè)備300,根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電流屬性輸出模擬信 號；
[0039] 被測的電子式互感器200,采集所述的模擬信號，根據(jù)所述的模擬信號輸出采集量 SV報(bào)文；
[0040] 所述的報(bào)文分析儀100,抓取所述的SV報(bào)文，根據(jù)所述的SV報(bào)文輸出所述電子式 互感器的極性。
[0041] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種測試電子式互感器極性的設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖， 由圖2可知，該設(shè)備具體包括嵌入式模塊301、通過總線與所述嵌入式模塊301相連接的控 制模塊302以及與所述控制模塊302相連接的功率放大器303。
[0042] 所述的嵌入式模塊301，采集預(yù)先設(shè)定的電流屬性，并將所述的電流屬性通過總線 傳送給所述的控制模塊；
[0043] 所述的控制模塊302,根據(jù)所述的電流屬性向所述的功率放大器發(fā)送模擬信號；
[0044] 所述的功率放大器303,對所述的模擬信號進(jìn)行功率放大后輸出。
[0045] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種測試電子式互感器極性的設(shè)備中控制模塊 的結(jié)構(gòu)框圖，由圖3可知，所述的控制模塊包括：
[0046] 數(shù)字信號處理器3021，根據(jù)所述的電流屬性確定出數(shù)字波形；
[0047] 數(shù)模轉(zhuǎn)換器3022,與所述的數(shù)字信號處理器相連接，對所述的數(shù)字波形進(jìn)行數(shù)模 轉(zhuǎn)換；
[0048] 隔離器3023,與所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連接，對數(shù)模轉(zhuǎn)換后的數(shù)字波形進(jìn)行隔離處 理，得到模擬信號。
[0049] 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種測試電子式互感器極性的設(shè)備中功率放大 器的實(shí)施方式一的結(jié)構(gòu)框圖，由圖4可知，在實(shí)施方式一中，所述的功率放大器303包括：
[0050] 放大電路3031，對所述的模擬信號進(jìn)行功率放大；
[0051] 保護(hù)電路3032,與所述的放大電路相連接，當(dāng)所述功率放大后的模擬信號超出預(yù) 先設(shè)定的功率閾值時(shí)，輸出報(bào)警信號。
[0052] 但是在電子式互感器極性測試設(shè)備保持電流輸出時(shí)將回路斷開，相當(dāng)于電子式互 感器極性測試設(shè)備的外接負(fù)載R趨于無窮大，此時(shí)電流輸出端口兩端需要產(chǎn)生很大的電壓 以驅(qū)動外部回路，進(jìn)而威脅人身和設(shè)備安全。因此，功率放大器還需引入保護(hù)電路，當(dāng)電子 式互感器極性測試設(shè)備的輸出功率超過設(shè)定的閾值時(shí)，功率放大器將停止輸出并觸發(fā)設(shè) 備告警。
[0053] 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種測試電子式互感器極性的設(shè)備中功率放大 器的實(shí)施方式二的結(jié)構(gòu)框圖，由圖5可知，在實(shí)施方式二中，所述的功率放大器303還包 括：
[0054] 報(bào)警電路3033,與所述的保護(hù)電路相連接，接收所述保護(hù)電路輸出的報(bào)警信號，根 據(jù)所述的報(bào)警信號進(jìn)行報(bào)警，并將所述的功率放大器停止。
[0055] 圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種測試電子式互感器極性的設(shè)備中功率放大 器中放大電路的原理圖，由圖6可知，所述的放大電路3031包括運(yùn)算放大器、多個(gè)電阻以及 開關(guān)。根據(jù)運(yùn)算放大器原理，可得如下方程：

【權(quán)利要求】
1. 一種測試電子式互感器極性的設(shè)備，其特征在于，所述測試電子式互感器極性的設(shè) 備包括嵌入式模塊、通過總線與所述嵌入式模塊相連接的控制模塊以及與所述控制模塊相 連接的功率放大器； 所述的嵌入式模塊，采集預(yù)先設(shè)定的電流屬性，并將所述的電流屬性通過總線傳送給 所述的控制模塊； 所述的控制模塊，根據(jù)所述的電流屬性向所述的功率放大器發(fā)送模擬信號； 所述的功率放大器，對所述的模擬信號進(jìn)行功率放大后輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試電子式互感器極性的設(shè)備，其特征在于，所述的控制模 塊包括： 數(shù)字信號處理器，根據(jù)所述的電流屬性確定出數(shù)字波形； 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，與所述的數(shù)字信號處理器相連接，對所述的數(shù)字波形進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換； 隔離器，與所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連接，對數(shù)模轉(zhuǎn)換后的數(shù)字波形進(jìn)行隔離處理，得到模 擬信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測試電子式互感器極性的設(shè)備，其特征在于，所述的功率 放大器包括： 放大電路，對所述的模擬信號進(jìn)行功率放大； 保護(hù)電路，與所述的放大電路相連接，當(dāng)所述功率放大后的模擬信號超出預(yù)先設(shè)定的 功率閾值時(shí)，輸出報(bào)警信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的測試電子式互感器極性的設(shè)備，其特征在于，所述的放大電 路包括運(yùn)算放大器、多個(gè)電阻以及開關(guān)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的測試電子式互感器極性的設(shè)備，其特征在于，所述的功率放 大器還包括： 報(bào)警電路，與所述的保護(hù)電路相連接，接收所述保護(hù)電路輸出的報(bào)警信號，根據(jù)所述的 報(bào)警信號進(jìn)行報(bào)警，并將所述的功率放大器停止。
6. -種測試電子式互感器極性的系統(tǒng)，其特征在于，所述的測試電子式互感器極性的 系統(tǒng)包括報(bào)文分析儀、被測的電子式互感器以及如權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的測試電 子式互感器極性的設(shè)備； 其中，所述的測試電子式互感器極性的設(shè)備與被測的電子式互感器相連接； 被測的電子式互感器與所述的報(bào)文分析儀相連接； 所述的測試電子式互感器極性的設(shè)備，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電流屬性輸出模擬信號； 被測的電子式互感器，采集所述的模擬信號，根據(jù)所述的模擬信號輸出采集量SV報(bào) 文； 所述的報(bào)文分析儀，抓取所述的SV報(bào)文，根據(jù)所述的SV報(bào)文輸出所述電子式互感器的 極性。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的測試電子式互感器極性的系統(tǒng)，其特征在于，所述測試電子 式互感器極性的設(shè)備中： 嵌入式模塊采集的預(yù)先設(shè)定的電流屬性包括第一時(shí)刻、直流電流以及第二時(shí)刻； 所述的功率放大器輸出的模擬信號為：第一時(shí)刻內(nèi)無模擬信號輸出，當(dāng)?shù)竭_(dá)第一時(shí)刻 時(shí)，輸出的模擬信號為直流電流，當(dāng)?shù)诙r(shí)刻到達(dá)時(shí)，停止輸出模擬信號。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的測試電子式互感器極性的系統(tǒng)，其特征在于，所述測試電子 式互感器極性的設(shè)備中功率放大器的放大電路中的開關(guān)在第一時(shí)刻內(nèi)斷開，達(dá)到第一時(shí)刻 時(shí)閉合，到達(dá)第二時(shí)刻時(shí)斷開。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的測試電子式互感器極性的系統(tǒng)，其特征在于，所述的報(bào)文分 析儀包括： 報(bào)文抓取模塊，抓取所述的SV報(bào)文； 報(bào)文解析模塊，與所述的報(bào)文抓取模塊相連接，對所述的SV報(bào)文進(jìn)行解析，得到電流 采樣波形； 極性輸出模塊，與所述的報(bào)文解析模塊相連接，根據(jù)所述的電流采樣波形輸出所述電 子式互感器的極性。
【文檔編號】G01R31/06GK204214991SQ201420753839
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】王沛然, 王豐, 孟超, 張碩, 辛光明, 黃天嘯, 張思琪, 王曉斐, 陳寧, 楊琨, 臧景茹, 李烜, 劉苗, 吳濤, 張敏 申請人:國家電網(wǎng)公司, 華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 許繼電氣股份有限公司