CN102565583A - 接入电子式互感器的电能质量监测终端 - Google Patents

接入电子式互感器的电能质量监测终端 Download PDF

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CN102565583A CN2012100007656A CN201210000765A CN102565583A CN 102565583 A CN102565583 A CN 102565583A CN 2012100007656 A CN2012100007656 A CN 2012100007656A CN 201210000765 A CN201210000765 A CN 201210000765A CN 102565583 A CN102565583 A CN 102565583A
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郭浩
刘广振
张树民
崔健
李国栋
刘云
王同勋
安哲
周胜军
刘颖英
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Tianjin Electric Power Corp
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Tianjin Electric Power Corp
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Abstract

本发明涉及一种接入电子式互感器的电能质量监测终端，其技术特点是：由光纤收发器和CPU连接构成，光纤收发器通过光纤与过程层的电子式互感器相连，用于接收电子互感器输出的实时采样数据并送入到CPU中，CPU对接收的实时采样数据进行电能分析计算，并将计算得到的电能质量数据通过网络接口上传至站控层。本发明设计合理，实现了在一台监测终端同时监测多条出线功能，降低了设备成本，有效地避免了电磁干扰的影响，在稳定性、可靠性、安全性等方面得到了很大提高，满足了电能质量监测分析所需要的精度，适应了智能电网电能质量监测要求。

Description

接入电子式互感器的电能质量监测终端
技术领域
本发明属于智能电网领域，尤其是一种接入电子式互感器的电能质量监测终端。 
背景技术
智能电网与传统电网在模拟量采集方式上发生了很大变化，由电缆从传统电压、电流互感器输入的模拟信号转变为由通信电缆或光纤输入的电子式互感器数字信号。传统电网变电站，如图2所示，由电磁式电压、电流互感器通过电缆传送给各个采集装置(包括保护、电能质量监测)100V/5A的模拟信号，每个采集装置需要配置电压、电流互感器，将该模拟信号变换为嵌入式装置能接收的小信号，通过AD转换变为数字信号，由CPU进行相关运算。由于电磁式电压、电流互感器体积比较大，单台装置不能实现同时对多条出线进行监测，且每一路模拟量都需要配置一个高精度AD转换，成本较高。因此，采用传统电网的电能质量监测终端不能满足智能电网的需要。 
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够同时对多条出线进行监测并满足智能电网需求的接入电子式互感器的电能质量监测终端。 
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的： 
一种接入电子式互感器的电能质量监测终端，由光纤收发器和CPU连接构成，光纤收发器通过光纤与过程层的电子式互感器相连用于接收电子互感器输出的实时采样数据并送入到CPU中，CPU对接收的实时采样数据进行电能分析计算，并将计算得到的电能质量数据通过网络接口上传至站控层。 
而且，所述的CPU为DSP或FPGA。 
而且，所述的实时采样数据包括多条出线的电压和电流数据。 
而且，所述的电能质量数据包括电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动及闪变、三相不平衡数据。 
本发明的优点和积极效果是： 
本发明采用光纤收发器从电子式互感器接收数字化实时采样数据，并进行相应的分析和处理，不仅简化了监测终端的硬件结构，实现一次、二次设备的有效电气隔离，而且提高了监测终端的准确度和可靠性，实现数据采集环节的数字化应用，避免了电磁干扰的影响，在稳定性、可靠性、安全性等方面得到了很大提高，为电能质量分析提供了准确、可靠数据来源，满足了电能质量监测分析所需要的精度，同时，由于光纤收发器接收到的采样数据包中包含有多条出线的转换信号，因此，一台监测终端可以实现同时监测多条出线功能，大大节约了设备的成本。 
附图说明
图1是本发明的电路方框图； 
图2是传统变电站的电路方框图。 
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述： 
一种接入电子式互感器的电能质量监测终端，如图1所示，由光纤收发器和CPU连接构成，光纤收发器通过光纤与过程层的电子式互感器相连接，光纤收发器接收电子互感器输出的电压、电流等实时采样数据并送入到CPU中，CPU对接收的电压、电流等实时采样数据进行电能分析计算，得到电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动及闪变、三相不平衡等电能质量技术指标，并通过网络接口将分析结果上传站控层。在本实施例中，光纤收发器采用AVAGO公司的光纤收发器，CPU可以采用DSP(数字信号处理器)或FPGA(现场可编程门阵列)或其他微处理器模块。 
由于智能变电站采用电子式互感器，其通过光纤输出数字信号，该数字信号可直接被电能质量监测终端所接收，省去中间由模拟量到数字量的变换环节，只需根据IEC61850相关协议规定进行数据信号转换即可，CPU可直接对该信号进行相关运算，计算出电能质量的各项监测指标，由于光纤收发器接收到的数据包中包含有多条出线的转换信号，一个CPU可以实现同时监测多条出线，大大节约了设备的成本。同时，由于电能质量监测终端接收的是光信号而非常规的电信号，受电磁干扰的影响大大降低，因此，提高了整个终端的电磁兼容水平。 
本发明的工作过程为：本监测终端通过光纤收发器将过程层电子式互感器传送过来的光信号进行光电转换，解析网际协议(TCP/IP)，根据IEC61850协议规范，解码收到的数据包，得到电压、电流实时采样数据，然后对采样数据进行电能分析，计算电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动与闪变、三相不平衡等电能质量技术指标，并通过网络将分析结果上传站控层，实现对电能质量的实时监控功能。 
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。 

Claims (4)

1.一种接入电子式互感器的电能质量监测终端，其特征在于：由光纤收发器和CPU连接构成，光纤收发器通过光纤与过程层的电子式互感器相连用于接收电子互感器输出的实时采样数据并送入到CPU中，CPU对接收的实时采样数据进行电能分析计算，并将计算得到的电能质量数据通过网络接口上传至站控层。
2.根据权利要求1所述的接入电子式互感器的电能质量监测终端，其特征在于：所述的CPU为DSP或FPGA。
3.根据权利要求1所述的接入电子式互感器的电能质量监测终端，其特征在于：所述的实时采样数据包括多条出线的电压和电流数据。
4.根据权利要求1所述的接入电子式互感器的电能质量监测终端，其特征在于：所述的电能质量数据包括电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动及闪变、三相不平衡数据。
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