基于电子式互感器的数字保护动模检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于电子式互感器的数字保护动模检测系统。它具有结构简单，使用方便，能为动模检测系统提供数字信号等优点。其结构为：它包括动模一次设备，所述动模一次设备与至少一个电子式互感器连接，电子式互感器的输出端与数据合并处理单元连接，数据合并处理单元的输出端经光纤网络与数字保护装置或二次设备连接。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统继电保护的动态模拟检测系统，特别是一种基于电子式互感器 的数字保护动模检测系统。技术背景随着我国电力系统的迅速发展，电子式电压、电流互感器已经逐步获得应用。由于其具 有动态范围大、频带宽、体积小、重量轻、不饱和等优点，在电力系统中将会得到越来越广 泛的应用。与电子式互感器配套的新型数字继电保护设备也将得到逐步推广，数字线路保护、数字 母线保护、数字变压器保护相继出现在数字化变电站中，从而对继电保护的检测系统也提出 了新的要求。对于电力系统继电保护检测系统来说，目前应用最为广泛的是电力系统动态模拟系统。 它采用与实际电力系统元件特性相一致的小型发电机、小型变压器、模拟输配电线路、模拟 负荷、开关设备和电磁式互感器等来模拟实际系统中的设备，采用与实际电力系统相同的接 线形式来模拟实际系统的运行方式。它可以模拟实际电力系统的多种特殊运行状态，特别是 能够模拟各种简单及复杂故障状态。动模系统中电压互感器TV输出的电压及电流互感器TA输出的电流，均与实际电力系统 中电磁式TV的输出电压及电磁式TA的输出电流相一致。即从互感器的二次侧来看，动态模 拟系统与实际电力系统之间基本没有差异，这是应用动态模拟系统来测试各种保护设备及其 他二次设备的前提和基础。电子式互感器的输出不再是模拟量的电压和电流，而是经过模数转换以后的数字信号， 并按照IEC61850的格式标准和通信规约传送给继电保护及其它二次设备。因此新型的数字保 护及二次设备不再需要模拟量接口和转换模块(即传统的数据采集系统)，直接与电子式互感 器通信就能够获取电力系统运行的电压、电流信息，通过计算、比较和判断，即可完成相应 的保护和监控功能。完善的检验和测试是确保继电保护装置正确工作的前提和基础。为了对用于数字化变电 站的数字保护装置进行性能与质量考核试验，继电保护入网检测管理部门需要能够对数字保 护进行检验测试的检测系统。目前，就动模检测系统而言，国内尚无能提供数字信号，对数字保护进行检测的动模系 统。现有技术中，动模检测系统都只能提供模拟量的电流电压信号，数字保护装置无法接收 和处理，因此无法实现对数字保护的动态检测，相关技术有待研宄解决。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决上述问题，提供一种具有结构简单，使用方便，能够提 供数字保护检测所需数字信号的基于电子式互感器的数字保护动模检测系统。 为实现上述目的，本技术采用如下技术方案-一种基于电子式互感器的数字保护动模检测系统，它包括动模一次设备，所述动模一次 设备与至少一个电子式互感器连接，电子式互感器的输出端与数据合并处理单元连接，数据 合并处理单元的输出端经光纤网络与数字保护装置或二次设备连接。所述数据合并处理单元3包括至少一个数据积分采集模块6，它与至少一个电光转换模 块7连接；电光转换模块7经光缆与光电转换模块8和脉冲发生器11连接；光电转换模块8与数据合并处理模块9连接，脉冲发生器11与同步信号处理模块连12接；数据合并处理模 块9与多路光纤以太网连接；同步信号处理模块12接收GPS和其他同步信号；光电转换模块 8、数据合并处理模块9、脉冲发生器ll、同步信号处理模块12均与电源10连接。所述动模一次设备为小型发电机、小型变压器、模拟输配电线路、模拟负荷及开关设备。 所述电子式互感器为电子式电压互感器、电子式电流互感器。所述数字保护装置包括数字母线保护装置、数字变压器保护装置、数字线路保护装置。本技术利用小型发电机、小型变压器、模拟输配电线路、模拟负荷、开关设备等来 模拟实际系统中的一次设备，电子式互感器的输出量经光纤网络送到数据合并处理单元，数 据合并处理单元对数据进行同步采样处理后，再经光纤网络输出至数字保护或其他二次设备。 数字保护的数字输出量(如跳闸令)再传输给开关的智能控制单元，控制开关的操作。在一 次设备中模拟各种特殊运行状态和故障，就可以对数字保护进行检测。电子式互感器与数字化保护之间的接口标准遵循lEC61850、 lEC600448，新型动模检测 系统的输出数据也必须遵循。根据数字化变电站的构成模式和lEC61850、 lEC60044-8等标准的要求，在原一次系统的 基础上配置符合动模系统电压等级要求的电子式电压、电流互感器(分别对应于变压器各侧、 输电线路)；配置与数字保护接口的数据合并处理单元及光纤网络，从而能在动模主控室(保 护及二次设备测试室)提供与实际数字化变电站同样规格的二次输出接口及电压、电流数字 信息。配置后的动模系统即能对新型数字保护进行测试。由于采用了上述的技术方案，本技术具有的有益效果是1、 解决了动模系统的数字保护检测问题。由于本技术的输出是符合国际标准IEC61850的数字量，因此能与数字保护进行直接 并且有效的通讯，从而实现了对数字保护设备的入网检验与测试，填补了数字保护检测问题 的空白。可以检测数字线路保护、数字变压器保护、数字母线保护。2、 良好的兼容性和广泛的适用性。不仅能与数字保护协同工作，还能与数字监控设备进行数据共享。分析研究及实践 表明，采用本技术的技术方案是正确的。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为数据合并处理单元结构示意图。其中，l.动模一次设备，2.电子式互感器，3.数据合并处理单元，4.数字母线保护装置， 5.数字变压器保护装置，6.数据积分采集模块，7.电光转换模块，8.光电转换模块，9.数 据合并处理模块，IO.电源，11.脉冲发生器，12.同步信号处理模块。具体实施方式以下结合附图与实施例对本技术做进一步说明。在模拟一次系统中的典型位置配置电子式电压互感器、电子式电流互感器。例如变压 器各侧，某线路两侧等。根据数字保护的分类，再依次配置数据合并处理单元。图1中，基于电子式互感器的数字保护动模检测系统它包括动模一次设备1，动模一次 设备1与两个电子式互感器2连接，每个电子式互感器2的输出端均与数据合并处理单元3 连接，数据合并处理单元3的输出端经光纤网络与数字母线保护装置4和数字变压器保护装 置5连接。动模一次设备l为小型发电机、小型变压器、模拟输配电线路、模拟负荷及开关设备。 电子式互感器2为电子式电压互感器、电子式电流互感器。图2中，数据合并处理单元3包括分别与两电子式互感器2对应的两个数据积分采集模 块6，每个数据积分采集模块6分别与一个相应的电光转换模块7连接；两个电光转换模块7 均与光电转换模块8和脉冲发生器11连接；光电转换模块8与数据合并处理模块9连接，脉冲发生器11与同步信号处理模块12连接；数据合并处理模块9与多路光纤以太网连接；同步信号处理模块12接收GPS和其他同步信号；光电转换模块8、数据合并处理模块9、脉冲 发生器ll、同步信号处理模块12均与电源10连接。 本技术的工作过程为首先，由数据积分采集模块接收电子式互感器输出的小电流电压信号，由于电子式互感 器一般采用罗氏线圈实现，罗氏线圈相当于将一次电流微分化，因此首先进行数据的积分还 原处理。然后，为实现准确长距离无干扰的小信号传输，先由电光转换模块将小信号转换成光信 号，经光纤传送给光电转换模块，再转换成电信号，送给数据合并处理模块。数据合并处理模块将多路信号实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电子式互感器的数字保护动模检测系统，它包括动模一次设备（１），其特征是：所述动模一次设备（１）与至少一个电子式互感器（２）连接，电子式互感器（２）的输出端与数据合并处理单元（３）连接，数据合并处理单元（３）的输出端经光纤网络与数字保护装置或二次设备连接。

【技术特征摘要】
1、一种基于电子式互感器的数字保护动模检测系统，它包括动模一次设备(1)，其特征是所述动模一次设备(1)与至少一个电子式互感器(2)连接，电子式互感器(2)的输出端与数据合并处理单元(3)连接，数据合并处理单元(3)的输出端经光纤网络与数字保护装置或二次设备连接。2、 根据权利要求l所述的基于电子式互感器的数字保护动模检测系统，其特征是所述 数据合并处理单元(3)包括至少一个数据积分采集模块(6)，它与至少一个电光转换模块(7) 连接；电光转换模块(7)与光电转换模块(8)和脉冲发生器(11)连接；光电转换模块(8) 与数据合并处理模块(9)连接，脉冲发生器(11)与同步信号处理模块(12)连接；数据合 并处理模块(9)与多路光...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，王大鹏，王昕，张国辉，井雨刚，
申请(专利权)人：山东电力研究院，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]