專利名稱：一種電力系統(tǒng)二次回路測量精度優(yōu)化采樣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)測與記錄，尤其是涉及電力系統(tǒng)二次回路測量精度優(yōu)化采樣方法。
背景技術(shù)：
在變電站的一次側(cè)電流互感器的二次輸出信號分為保護信號和測量信號兩種，分
別用各自的互感器，二者具有完全不同的輸出工作范圍和精度，其中保護信號的特點是具
備較寬的電流輸出范圍，在輸出范圍內(nèi)其測量的大電流精度高，小電流精度低；測量信號的
特點是電流輸出范圍較窄，在輸出范圍內(nèi)其測量的小電流精度高，大電流精度低。 電力系統(tǒng)中二次監(jiān)測裝置如線路錄波、主變錄波，機組錄波，PMU、電能質(zhì)量監(jiān)測及
輸電線路參數(shù)同步測量等，連接在電力系統(tǒng)的保護回路中，由于保護回路對于大電流信號
的測量精度較高，對于小電流信號精度低，其測量小電流的誤差，易造成錄波器測距定位不
準、PMU相角精度不夠，參數(shù)測量系統(tǒng)的參數(shù)計算失真等問題。所以電力系統(tǒng)中的監(jiān)測裝置
如何實現(xiàn)對于電流互感器二次側(cè)在全程測量范圍內(nèi)保持相對高的測量精度，將直接影響整
個電力系統(tǒng)的二次自動化保護類裝置的正確動作以及二次回路的精確測量，直接影響整個
電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何選取保護和測量兩種回路的信號為采集信號， 輸入到采集裝置中。本發(fā)明方法是在監(jiān)測裝置的采樣電路中增加一采集器，同時采集測量 回路與保護回路的信號，通過采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)選擇判斷，輸出全量程范圍的高精 度采樣數(shù)據(jù)，為電力系統(tǒng)的二次電流回路提供更精確的數(shù)據(jù)，解決電流互感器二次側(cè)信號 在測量精度與工作范圍之間的矛盾。 本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。 這種電力系統(tǒng)二次回路測量精度優(yōu)化采樣方法是通過引入保護和測量兩種回路 的電量信號進行同時采集，經(jīng)采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)分析選取后，完成電流量全量程的 高精度采集。 這種電力系統(tǒng)二次回路測量精度優(yōu)化采樣方法的特點是 電力系統(tǒng)二次回路的采集裝置同時采集保護回路和測量回路信號，采集結(jié)果經(jīng)采
集器的采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)的分析選取后得出兩選一的采集數(shù)據(jù)，完成對于保護信號
與測量信號的選擇采集，提高小電流信號的測量精度。 本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下進一步的技術(shù)方案予以解決。 在傳統(tǒng)監(jiān)測裝置的測量設(shè)計上增加一采集器，用于并行采集測量回路的小電流信 號及保護回路的大電流量信號。 所述采集器采用磁珠、電容組成的濾波網(wǎng)絡(luò)濾除高次諧波及共模干擾，由雙向快 速導(dǎo)通TVS管吸收大能量的高幅值的干擾，并將差分信號轉(zhuǎn)為單端信號，同時防止數(shù)字電 路部分高頻噪聲串入模擬電路影響采集的精度。
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所述采集器的采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)得出兩選一的采集數(shù)據(jù)，是先判斷當前采 集通道為測量通道還是保護通道，如原先選擇的是保護信號的采集結(jié)果時，而待測信號此 時減小到小于或等于測量信號的額定值，則本系統(tǒng)選擇測量信號為輸出的采集結(jié)果，否則 仍然保持保護信號的采集結(jié)果；當原先選擇的是測量信號的采集結(jié)果時，而待測信號此時 增加到超過測量信號額定值的1. 2倍時，系統(tǒng)則會選擇保護信號為輸出的采集結(jié)果，否則 仍然保持選擇測量信號的采集結(jié)果。 本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下再進一步的技術(shù)方案予以解決。 應(yīng)用在數(shù)字化變電站中的采集器接收的是數(shù)字式電流互感器輸出的保護及測量 回路的滿足特定網(wǎng)絡(luò)通訊規(guī)約的數(shù)據(jù)，通過兩個網(wǎng)絡(luò)端口對保護及測量回路的規(guī)約數(shù)據(jù)解 析，經(jīng)采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)判斷，輸出選擇后的滿足特定網(wǎng)絡(luò)通訊規(guī)約的數(shù)據(jù)，經(jīng)合并 單元輸出61850-9-2協(xié)議數(shù)據(jù)到采集裝置中。 所述采集器的采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)在同時采集保護回路和測量回路信號時， 是將在下一個采樣周期到來之前完成檢測、判斷、切換和存儲，以保證數(shù)據(jù)存儲的連續(xù)性。
所述采集器的采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)是采用軟件切換的方式，即調(diào)取存儲數(shù)據(jù) 的方式輸出相應(yīng)數(shù)據(jù)，快速無縫地切換兩種回路的采集結(jié)果，并采取容錯措施使采樣值在 一定范圍波動時，固定輸出不變。以防止當采樣值位于切換判斷值上下波動時，造成輸出結(jié) 果反復(fù)切換。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果是 本發(fā)明是一種低成本的高精度測量方案。由于采樣保護與測量兩個回路信號以及 采取軟件切換的方式，可以使兩種互感器的輸出結(jié)果完全結(jié)合，消除傳統(tǒng)硬件電路切換帶 來的干擾，彌補了現(xiàn)有采集裝置在采樣小電流量時精度的不足，有效提高了全量程范圍內(nèi) 的測量精度?？梢詮V泛應(yīng)用于線路錄波、主變錄波，機組錄波，PMU、電能質(zhì)量及輸電線路參 數(shù)同步測量等各種裝置，以及應(yīng)用于上述兩個或者兩個以上設(shè)備功能同時存在于一臺具有 復(fù)合功能裝置的模擬量采樣中。


圖1是本發(fā)明在傳統(tǒng)變電站的實施方式示意圖； 圖2是本發(fā)明的采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)的工作邏輯圖； 圖3是本發(fā)明的采集器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施方式
并對照附圖對本發(fā)明作進一步的說明。 本發(fā)明在傳統(tǒng)變電站的實施如圖1所示。將保護回路及測量回路的電流信號同時 接入到裝置側(cè)測量型電流互感器和裝置側(cè)保護型電流互感器，用兩路AD采集分別對兩種 互感器的輸出進行采集，然后將采集結(jié)果由采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)進行判斷和選取，得 出最終的采集結(jié)果給監(jiān)測裝置的電流采樣回路中。 其采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)的工作邏輯如圖2所示。采集器的采集數(shù)據(jù)整理與判 斷系統(tǒng)，對兩路的采集結(jié)果進行判斷和選取，采集器系統(tǒng)先判斷當前采集通道為測量通道 還是保護通道，如原先選擇的是保護信號的采集結(jié)果時，而待測信號此時減小到小于或等于測量信號的額定值，則本系統(tǒng)選擇測量信號為輸出的采集結(jié)果，否則仍然保持保護信號 的采集結(jié)果；當原先選擇的是測量信號的采集結(jié)果時，而待測信號此時增加到超過測量信 號額定值的1. 2倍時，系統(tǒng)則會選擇保護信號為輸出的采集結(jié)果，否則仍然保持選擇測量 信號的采集結(jié)果。 本發(fā)明在采集器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用如圖3所示。其工作原理同前述的傳 統(tǒng)電站，所不同的是，采集器接收的是數(shù)字式電流互感器輸出的保護及測量回路的滿足特 定網(wǎng)絡(luò)通訊規(guī)約的數(shù)據(jù)，通過兩個網(wǎng)絡(luò)端口對保護及測量回路的規(guī)約數(shù)據(jù)解析，經(jīng)采集數(shù) 據(jù)整理與判斷系統(tǒng)判斷，輸出選擇后的滿足特定網(wǎng)絡(luò)通訊規(guī)約的數(shù)據(jù)，經(jīng)合并單元輸出 61850-9-2協(xié)議數(shù)據(jù)到電力系統(tǒng)的采集裝置中。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，則應(yīng)當 視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的保護范圍。
權(quán)利要求
一種電力系統(tǒng)二次回路采集裝置的采樣優(yōu)化方法，其特征在于電力系統(tǒng)二次回路的采集裝置同時采集保護回路和測量回路信號，采集結(jié)果經(jīng)采集器的采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)的分析選取后得出兩選一的采集數(shù)據(jù)，完成對于保護信號與測量信號的選擇采集。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)二次回路采集裝置的采樣優(yōu)化方法，其特征在于 在傳統(tǒng)監(jiān)測裝置的測量設(shè)計上增加一采集器，并行采集測量回路的小電流信號及保護回路的大電流量信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力系統(tǒng)二次回路采集裝置的采樣優(yōu)化方法，其特征在于所述采集器采用磁珠、電容組成的濾波網(wǎng)絡(luò)濾除高次諧波及共模干擾，由雙向快速導(dǎo)通TVS管吸收大能量的高幅值的干擾，并將差分信號轉(zhuǎn)為單端信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力系統(tǒng)二次回路采集裝置的采樣優(yōu)化方法，其特征在于所述采集器的采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)得出兩選一的采集數(shù)據(jù)，是先判斷當前采集通 道為測量通道還是保護通道，如原先選擇的是保護信號的采集結(jié)果時，而待測信號此時減 小到小于或等于測量信號的額定值，則本系統(tǒng)選擇測量信號為輸出的采集結(jié)果，否則仍然保持保護信號的采集結(jié)果；當原先選擇的是測量信號的采集結(jié)果時，而待測信號此時增加 到超過測量信號額定值的1. 2倍時，系統(tǒng)則會選擇保護信號為輸出的采集結(jié)果，否則仍然 保持選擇測量信號的采集結(jié)果。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)二次回路采集裝置的采樣優(yōu)化方法，其特征在于 應(yīng)用在數(shù)字化變電站中的采集器接收的是數(shù)字式電流互感器輸出的保護及測量回路的滿足特定網(wǎng)絡(luò)通訊規(guī)約的數(shù)據(jù)，通過兩個網(wǎng)絡(luò)端口對保護及測量回路的規(guī)約數(shù)據(jù)解析， 經(jīng)采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)判斷，輸出選擇后的滿足特定網(wǎng)絡(luò)通訊規(guī)約的數(shù)據(jù)，經(jīng)合并單 元輸出61850-9-2協(xié)議數(shù)據(jù)到采集裝置中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力系統(tǒng)二次回路采集裝置的采樣優(yōu)化方法，其特征在于 所述采集器的采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)在同時采集保護回路和測量回路信號時，是將在下一個采樣周期到來之前完成檢測、判斷、切換和存儲。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力系統(tǒng)二次回路采集裝置的采樣優(yōu)化方法，其特征在于 所述采集器的采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)是采用軟件切換的方式，即調(diào)取存儲數(shù)據(jù)的方式輸出相應(yīng)數(shù)據(jù)，快速無縫地切換兩種回路的采集結(jié)果，并采取容錯措施使采樣值在一定 范圍波動時，固定輸出不變。
全文摘要
一種電力系統(tǒng)二次回路采集裝置的采樣優(yōu)化方法，通過一個數(shù)據(jù)采集器同時引入測量回路的電流信號和保護回路的電流信號，由采集器內(nèi)的采集數(shù)據(jù)整理與判斷系統(tǒng)對采集信號進行分析和選取，進而選擇相應(yīng)的采樣回路信號作為監(jiān)控裝置的輸入數(shù)據(jù)。是一種低成本的高精度測量方案。由于采取軟件切換的方式，可以使兩種互感器的輸出結(jié)果完全結(jié)合，消除傳統(tǒng)硬件電路切換帶來的干擾，彌補了現(xiàn)有采集裝置在采樣小電流量時精度的不足，有效提高了全量程范圍內(nèi)的測量精度?？梢詮V泛應(yīng)用于線路錄波、主變錄波，機組錄波，PMU、電能質(zhì)量及輸電線路參數(shù)同步測量等各種裝置，以及應(yīng)用于上述兩個或者兩個以上設(shè)備功能同時存在于一臺具有復(fù)合功能裝置的模擬量采樣中。
文檔編號G01R19/25GK101726652SQ20091010988
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者熊敏俊, 趙忠 申請人:深圳市雙合電腦系統(tǒng)股份有限公司