電子式電流互感器暫態(tài)特性分析系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能變電站技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電子式電流互感器暫態(tài)特性分析系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]順應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)向超高壓、遠(yuǎn)距離、大容量的方向發(fā)展，近年來(lái)，電子式互感器以其數(shù)字化輸出和適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化接線等明顯優(yōu)勢(shì)滿足電力系統(tǒng)對(duì)設(shè)備小型化、智能化、安全性好、可靠性高和優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要，在數(shù)字化變電站中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
[0003]在實(shí)際使用中，電子式互感器的暫態(tài)特性與其繼電保護(hù)性能相關(guān)，但國(guó)內(nèi)對(duì)電子式互感器暫態(tài)特性的研究不夠深入細(xì)致，大部分是直接根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)波形來(lái)做出初略的結(jié)論，而不能從理論上分析其暫態(tài)特性。目前，目前各種電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)仿真軟件如RTDS都缺少電子式互感器的模型。
[0004]藉此，很有必要對(duì)電子式互感器的暫態(tài)特性進(jìn)行建模，得出電子式互感器在不同頻帶內(nèi)的傳遍特性結(jié)論，這不僅對(duì)電子式互感器本身的發(fā)展有指導(dǎo)性作用，也能為分析電子式互感器對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的影響提供重大的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例中提供了一種電子式電流互感器暫態(tài)特性分析系統(tǒng)及方法，建立了電子式互感器的暫態(tài)特性測(cè)試的模型，為分析其對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的動(dòng)作的優(yōu)劣提供直接的理論依據(jù)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了如下技術(shù)方案:
[0007]—種電子式電流互感器暫態(tài)特性分析系統(tǒng)，包括暫態(tài)仿真信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)、被校驗(yàn)電子式電流互感器、標(biāo)準(zhǔn)電流互感器和暫態(tài)特性校驗(yàn)系統(tǒng);所述暫態(tài)仿真信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)與所述被測(cè)電子式電流互感器和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的輸入端均電連接；
[0008]所述暫態(tài)特性校驗(yàn)系統(tǒng)包括依次電連接的響應(yīng)信號(hào)采集單元、響應(yīng)信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換單元和響應(yīng)信號(hào)校驗(yàn)單元;所述響應(yīng)信號(hào)采集單元與所述被測(cè)電子式電流互感器和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的輸出端均電連接。
[0009]優(yōu)選的，在上述電子式電流互感器暫態(tài)特性分析系統(tǒng)中，還包括暫態(tài)仿真信號(hào)功率放大單元。
[0010]優(yōu)選的，在上述電子式電流互感器暫態(tài)特性分析系統(tǒng)中，所述被校驗(yàn)電子式電流互感器為羅氏線圈電流互感器，所述響應(yīng)信號(hào)采集單元為傳感頭。
[0011]優(yōu)選的，在上述電子式電流互感器暫態(tài)特性分析系統(tǒng)中，所述被校驗(yàn)電子式電流互感器為全光纖電子式電流互感器或低功率線圈電子式電流互感器，所述響應(yīng)信號(hào)采集單元為響應(yīng)信號(hào)合并單元。
[0012]同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種電子式電流互感器暫態(tài)特性分析方法，包括以下步驟:
[0013]根據(jù)待校驗(yàn)暫態(tài)特性項(xiàng)目，設(shè)置暫態(tài)仿真信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)輸出的當(dāng)前暫態(tài)仿真信號(hào)的頻率；
[0014]將所述當(dāng)前頻率的暫態(tài)仿真信號(hào)分別發(fā)送至被校驗(yàn)電子式電流互感器和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的輸入端；
[0015]所述被校驗(yàn)電子式電流互感器和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器分別響應(yīng)所述當(dāng)前頻率的暫態(tài)仿真信號(hào)后，分別輸出為被校驗(yàn)響應(yīng)信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)；
[0016]響應(yīng)信號(hào)采集單元采集所述被校驗(yàn)響應(yīng)信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)，且將所述被校驗(yàn)響應(yīng)信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)發(fā)送至響應(yīng)信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換單元；
[0017]經(jīng)過(guò)所述響應(yīng)信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換后，響應(yīng)信號(hào)校驗(yàn)單元得出所述被校驗(yàn)電子式電流互感器的所述待校驗(yàn)暫態(tài)特性。
[0018]優(yōu)選的，在上述一種電子式電流互感器暫態(tài)特性分析方法中，將所述當(dāng)前頻率的暫態(tài)仿真信號(hào)分別發(fā)送至被校驗(yàn)電子式電流互感器和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的輸入端之前，還包括以下步驟:
[0019]將當(dāng)前頻率的暫態(tài)仿真信號(hào)經(jīng)過(guò)暫態(tài)仿真信號(hào)功率放大單元放大至所述被校驗(yàn)電子式電流互感器的實(shí)際工作暫態(tài)信號(hào)。
[0020]由以上技術(shù)方案可見(jiàn)，本發(fā)明提供的一種電子式電流互感器暫態(tài)特性分析系統(tǒng)，是利用虛擬技術(shù)建模實(shí)現(xiàn)對(duì)任意的電子式電流互感器的暫態(tài)特性校驗(yàn)的目的。暫態(tài)仿真信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)可以發(fā)出模擬被校驗(yàn)電子式互感器在實(shí)際使用中的種種故障信號(hào)，包括工頻信號(hào)、高頻信號(hào)、諧波信號(hào)等。這些電流信號(hào)分別經(jīng)過(guò)被校驗(yàn)電子式電流互感器和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器相應(yīng)后，輸出為各自的響應(yīng)信號(hào)，被響應(yīng)信號(hào)采集單元采集后，根據(jù)被校驗(yàn)電子式電流互感器的類型，經(jīng)過(guò)響應(yīng)信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換單元的轉(zhuǎn)化后，最終經(jīng)過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)電流互感器輸出值的比較得到校驗(yàn)結(jié)論，為電子式電流互感器的傳變特性及其對(duì)繼電保護(hù)的影響研究提供重大的理論意義。
【附圖說(shuō)明】
[0021]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電子式電流互感器暫態(tài)特性分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電子式電流互感器暫態(tài)特性分析方法的流程示意圖。
[0024]其中:
[0025]1-暫態(tài)仿真信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)；2-被校驗(yàn)電子式電流互感器，3-標(biāo)準(zhǔn)電流互感器，401-響應(yīng)信號(hào)采集單元，402-響應(yīng)信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換單元，403-響應(yīng)信號(hào)校驗(yàn)單元，5-暫態(tài)仿真信號(hào)功率放大單元。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(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)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027]參見(jiàn)圖1，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電子式電流互感器暫態(tài)特性分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，包括暫態(tài)仿真信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)1、被校驗(yàn)電子式電流互感器2、標(biāo)準(zhǔn)電流互感器3和暫態(tài)特性校驗(yàn)系統(tǒng)。其中被校驗(yàn)電子式電流互感器是實(shí)體的，標(biāo)準(zhǔn)電流互感器是虛擬的，而且標(biāo)準(zhǔn)電流互感器3的參數(shù)可以設(shè)置，在校驗(yàn)開(kāi)始前，設(shè)置成與當(dāng)前被校驗(yàn)的相同的參數(shù)。所述暫態(tài)仿真信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)I與所述被測(cè)電子式電流互感器2和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器3的輸入端均電連接。所述暫態(tài)特性校驗(yàn)系統(tǒng)包括依次電連接的響應(yīng)信號(hào)采集單元401、響應(yīng)信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換單元402和響應(yīng)信號(hào)校驗(yàn)單元403;所述響應(yīng)信號(hào)采集單元401與所述被測(cè)電子式電流互感器2和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器3的輸出端均電連接。
[0028]上述分析系統(tǒng)的工作過(guò)程如下:暫態(tài)仿真信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)I可以發(fā)出模擬被校驗(yàn)電子式互感器2在實(shí)際使用中的種種故障信號(hào)，包括工頻信號(hào)、高頻信號(hào)、諧波信號(hào)等。這些電流信號(hào)分別經(jīng)過(guò)被校驗(yàn)電子式電流互感器2和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器3相應(yīng)后，輸出為各自的響應(yīng)信號(hào)，所謂響應(yīng)信號(hào)是指經(jīng)過(guò)互感器后的信號(hào)，不同的互感器對(duì)同一故障信號(hào)響應(yīng)后的響應(yīng)信號(hào)不同，所以被響應(yīng)信號(hào)采集單元401采集后，再根據(jù)被校驗(yàn)電子式電流互感器的類型，經(jīng)過(guò)響應(yīng)信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換單元402的轉(zhuǎn)化后，最終經(jīng)過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)電流互感器3輸出值的比較就能得到校驗(yàn)結(jié)論，這個(gè)校驗(yàn)結(jié)論即為當(dāng)前被校驗(yàn)電子式互感器在不同頻帶內(nèi)的傳遍特性結(jié)論?？梢?jiàn)，上述工作過(guò)程，充分模擬了電子式電流互感器的實(shí)際使用場(chǎng)景，利用虛擬數(shù)字技術(shù)建模，可以考查電子式互感器長(zhǎng)期運(yùn)行下暫態(tài)時(shí)繼電保護(hù)動(dòng)作的快速性、準(zhǔn)確性和可靠性。通過(guò)本發(fā)明電子式電流電壓互感器暫態(tài)特性的仿真測(cè)試，可以驗(yàn)證以下的經(jīng)驗(yàn)結(jié)論，羅氏線圈電流互感器具有不飽和特性，測(cè)量大電流時(shí)精度高，但不能正確傳變衰減直流分量，在測(cè)量小電流下準(zhǔn)確度難以保障。低頻率線圈電子式電流互感器穩(wěn)態(tài)測(cè)量精度高，但在大電流下存在鐵心飽和問(wèn)題;全光纖