CN103900777B - 一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置，包括分别与断路器相连的支柱式电子式电流互感器和触点监测电路；触点监测电路通过采集卡与工控机连接；支柱式电子式电流互感器通依次通过合并单元和光电转换器与工控机连接；本发明提供的一种基于该检测装置的方法，通过对断路器依次进行分闸、合闸和分‑合‑分闸，并依据工控机对电流互感器进行振动输出校验。与现有技术相比，本发明提供的一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置及方法，能够模拟电子式电流互感器在智能变电站中所遇到的振动，从而对电流互感器进行校验，避免了电子式电流互感器误输出导致的继电保护误动作，保证了电网的安全运行。

Description

一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种电流互感器的振动检测装置及方法，具体涉及一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置及方法。

背景技术

电子式电流互感器为用于检测电力***中电参量测量及各类输入或输出变频电量的重要器件，对电机、变频器和特种变压器等电器设备的性能检测和能效评测提供了可靠保证。一般情况下，电子式电流互感器在使用中可能会遇到两种类型的一次部件振动：

①：电力***发生短路时，短时电流的电动力引起导线抖动而引发的振动，受振动的电子式互感器应能正确运行；

②：开关，即断路器、隔离刀闸操作时，由开关操作引起的振动，受振动的电子式电流互感器应该能够正常工作。

与传统互感器相比，电子式电流互感器组成元件多，对振动的敏感程度大。一定的振动可能会导致电子式电流互感器的传感单元内部出现形变以及相对位移，从而导致测量精度的变化；严重的时候，受振动影响的电子式互感器的异常输出可能导致电网保护装置的误动，从而威胁电网的安全。

因此，提供一种能够准确检测由于断路器引起的振动对电子式电流互感器工作性能影响的检测装置及方法显得尤为重要。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置，包括分别与断路器相连的支柱式电子式电流互感器和触点监测电路；所述触点监测电路通过采集卡与工控机连接；所述支柱式电子式电流互感器依次通过合并单元和光电转换器与所述工控机连接。

优选的，所述断路器通过铝质母线排与所述支柱式电子式电流互感器相连；所述断路器为应用于户外的弹簧式断路器；

优选的，所述触点监测电路包括与直流电源串联连接的电阻R1和电阻R2；所述工控机通过采集触电监测电路的电阻电压值判断所述断路器的开合状态；

优选的，所述直流电源为5V直流电源；所述电阻R1的阻值为800Ω；所述电阻R2的阻值为3200Ω；

优选的，所述采集卡为分辨率至少为16bit，采样率至少为20kHz的采集卡；

优选的，秒脉冲发生器分别与所述合并单元和所述采集卡相连，用于提供合并单元与采集卡进行同步采集的秒脉冲信号；

优选的，所述工控机将所述触点监测电路输出的电压数据与合并单元的输出数据进行时间关联，并计算检测选取时间段内合并单元的输出数据的方均根值和每一个周波的峰值。

本发明提供的一种采用支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置的检测方法，包括：

步骤1：设置检测参数，包括设置所述检测装置的额定一次电流值、通信协议类型和信号同步方式；

步骤2：断路器进行分闸操作，采集卡采集触点监测电路中电阻R1的电压值；所述工控机依据所述合并单元输出的所述支柱式电子式电流互感器的计量数据、保护数据和所述电压值进行分析，从而判断所述支柱式电子式电流互感器是否符合输出要求；

步骤3：断路器进行合闸操作，采集卡采集所述电阻R1的电压值；所述工控机依据所述计量数据、所述保护数据和所述电压值进行分析，从而判断所述支柱式电子式电流互感器是否符合输出要求；

步骤4：断路器依次进行分－合－分闸操作，采集卡采集所述电阻R1的电压值；在第二次分闸操作后，所述工控机依据所述计量数据、所述保护数据和电压值进行分析，从而判断所述支柱式电子式电流互感器是否符合输出要求。

优选的，所述断路器分别进行五次分闸操作、五次合闸操作和五次分－合－分闸操作，若在最后一次分闸或合闸5ms后的连续10s内一个周波的方均根值不超过额定二次输出的3%，单点输出不超过额定二次输出的10%，则通过检测；

优选的，所述通信协议类型包括IEC61850-9-1通信协议和IEC61850-9-2通信协议；所述信号同步方式包括B码同步方式和PPS同步方式。

与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：

1、本发明技术方案中，采用触点监测电路，可以准确的对断路器开关状况进行监测、定位；

2、本发明技术方案中，工控机不仅能够对合并单元的输出数据进行方均根值计算，并且能够计算检测选取时间内每一个周波的峰值，可满足电力***中的保护装置依据采样点进行保护动作判断的需求；

3、本发明提供的一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置及方法，能够模拟考核电子式电流互感器在智能变电站中所遇到的断路器一次振动下的可靠性；

4、本发明提供的一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置及方法，对电子式电流互感器进行一次电流条件下的开断振动测试，更加真实的模拟了现场断路器动作时电子式互感器的可靠性要求；

5、本发明提供的一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置及方法，通过五次分闸检测、五次合闸检测五次和分－合－分闸检测，能够准确的测试支柱式电子式电流互感器的输出是否符合输出要求，即不出现损坏、通信中断、采样无效、丢包等故障的情况下，最后一次分闸或合闸5ms后连续10s内每一个周波的方均根值不超过额定二次输出的3%，单点输出不超过额定二次输出的10%；

6、本发明提供的一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置及方法，可完善的考核电子式电流互感器在与断路器耦联振动下的可靠性，是智能电网安全运行的一个重要保证。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是：本发明实施例中一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置结构图；

图2是：本发明实施例中触点监测电路原理图；

图3是：本发明实施例中断路器、互感器有电流检测的电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供了一种适用于支柱式电子式电流互感器的一次振动检测装置，如图1所示，该检测装置包括支柱式电子式电流互感器、触点监测电路、合并单元、采集卡、秒脉冲发生器、工控机和断路器；

支柱式电子式电流互感器连接于断路器与合并单元之间；触点监测电路连接于断路器与采集卡之间；合并单元通过光电转换器与工控机相连；采集卡直接与工控机相连；合并单元与采集卡分别与秒脉冲发生器连接；

断路器为应用于户外的弹簧式断路器，断路器通过硬导体与支柱式电子式电流互感器相连，本实施例中硬导体为铝质母线排。

如图2所示，触点监测电路包括与直流电源串联连接的电阻R1和电阻R2，直流电源的电压值为5V，电阻R1的阻值为800Ω，电阻R2的阻值为3200Ω。触点监测电路为工控机监测断路器的开合状态的电路，通过采集卡采集电路中采样电阻的电压值判断断路器的开通和断开；其中电阻R1为采样电阻，采用电阻R1与电阻R2串联的结构实现电路1/4分压，从而防止断路器合闸或分闸时可能产生过电压，超出采集卡采集范围的情况；

断路器通过分闸或合闸模拟一次振动；

合并单元用于将支柱式电子式电流互感器输出的计量数据和保护数据进行合并与同步处理，并将处理后的数字信号发送到工控机；

光电转换器用于将合并单元输出的光信号转换成电信号，从而使得工控机对其进行处理；

秒脉冲发生器用于提供合并单元与采集卡进行信号同步传输的秒脉冲信号；

工控机的功能包括：

①：同步采集触点监测电路输出的电压数据与合并单元的输出数据，并对上述数据进行时间关联：

②：计算检测选取时间段内合并单元的输出数据的方均根值和每一个周波的峰值，该峰值包括波峰值和波谷值；

其中，工控机中存储数据通道的数目至少为三个，对合并单元的输出数据的连续记录存储时间至少为10s，且任一条存储数据通道均能够存储触点监测电路和合并单元的输出数据；工控机对触点监测电路与合并单元的输出数据采集记录的总延迟时间小于500us。

本发明提供的一种采用本实施例中的支柱式电子式电流互感器的一次振动检测装置的检测方法操作步骤为：

①：在工控机中设置检测参数，包括设置检测装置中支柱式电子式电流互感器的额定一次电流值、通信协议类型和信号同步方式；其中通信协议类型包括IEC61850-9-1通信协议和IEC61850-9-2通信协议；信号同步方式包括B码同步方式和PPS同步方式，PPS同步方式即为秒脉冲同步方式；

②：如图3所示，断路器进行分闸操作，采集卡采集触点监测电路中电阻R1的电压值；工控机依据合并单元输出的支柱式电子式电流互感器的计量数据、保护数据和电阻R1的电压值进行分析，从而判断支柱式电子式电流互感器是否符合输出要求；

③：如图3所示，断路器进行合闸操作，采集卡电阻R1的电压值；工控机依据计量数据、保护数据和电阻R1的电压值进行分析，从而判断支柱式电子式电流互感器是否符合输出要求；

④：如图3所示，断路器依次进行分闸、合闸和分闸操作，采集卡电阻R1的电压值；在第二次分闸操作后，工控机依据计量数据、保护数据和电阻R1的电压值进行分析，从而判断支柱式电子式电流互感器是否符合输出要求；

检测装置在进行上述检测操作时，电子式电流互感器均不能出现损坏、通信中断、采样无效和丢包等故障，上述支柱式电子式电流互感器的输出要求为：即在断路器最后一次分闸或合闸操作5ms后的连续10s内一个周波的方均根值不超过额定二次输出的3%，单点输出不超过额定二次输出的10%。

最后应当说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (8)

1.一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置，其特征在于，所述装置包括分别与断路器相连的支柱式电子式电流互感器和触点监测电路；所述触点监测电路通过采集卡与工控机连接；所述支柱式电子式电流互感器依次通过合并单元和光电转换器与所述工控机连接；

所述触点监测电路包括与直流电源串联连接的电阻R1和电阻R2；所述工控机通过采集触点监测电路的电阻电压值判断所述断路器的开合状态；

所述直流电源为5V直流电源；所述电阻R1的阻值为800Ω；所述电阻R2的阻值为3200Ω。

2.如权利要求1所述的一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置，其特征在于，所述断路器通过铝质母线排与所述支柱式电子式电流互感器相连；所述断路器为应用于户外的弹簧式断路器。

3.如权利要求1所述的一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置，其特征在于，所述采集卡为分辨率至少为16bit，采样率至少为20kHz的采集卡。

4.如权利要求1所述的一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置，其特征在于，秒脉冲发生器分别与所述合并单元和所述采集卡相连，用于提供合并单元与采集卡进行同步采集的秒脉冲信号。

5.如权利要求1所述的一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置，其特征在于，所述工控机将所述触点监测电路输出的电压数据与合并单元的输出数据进行时间关联，并计算检测选取时间段内合并单元的输出数据的方均根值和每一个周波的峰值。

6.一种采用如权利要求1-5任一项所述检测装置的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：设置检测参数，包括设置所述检测装置的额定一次电流值、通信协议类型和信号同步方式；

步骤2：断路器进行分闸操作，采集卡采集触点监测电路中电阻R1的电压值；所述工控机依据所述合并单元输出的所述支柱式电子式电流互感器的计量数据、保护数据和所述电压值进行分析，从而判断所述支柱式电子式电流互感器是否符合输出要求；

步骤3：断路器进行合闸操作，采集卡采集所述电阻R1的电压值；所述工控机依据所述计量数据、所述保护数据和所述电压值进行分析，从而判断所述支柱式电子式电流互感器是否符合输出要求；

步骤4：断路器依次进行分－合－分闸操作，采集卡采集所述电阻R1的电压值；在第二次分闸操作后，所述工控机依据所述计量数据、所述保护数据和电压值进行分析，从而判断所述支柱式电子式电流互感器是否符合输出要求。

7.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述断路器分别进行五次分闸操作、五次合闸操作和五次分－合－分闸操作，若在最后一次分闸或合闸5ms后的连续10s内一个周波的方均根值不超过额定二次输出的3％，单点输出不超过额定二次输出的10％，则通过检测。

8.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述通信协议类型包括IEC61850-9-1通信协议和IEC61850-9-2通信协议；所述信号同步方式包括B码同步方式和PPS同步方式。