专利名称：基于电磁式互感器的数字保护动模检测系统的制作方法
技术领域：
f本实用新型涉及电力系统继电保护的动态模拟检测系统，特别是一种基于电磁式互感器 的数字保护动模检测系统。
背景技术：
随着我国电力系统的迅速发展，数字化变电站己经开始逐步获得应用。由于其具有简化 了二次回路、最大程度上实现信息资源的共享、提高设备使用效率等优点，在电力系统中将 会得到越来越广泛的应用，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似的小型发电机、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一致的接 线形式来模拟实际电力系统的运行方式。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的输出电流基本一致。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。
电磁式互感器的输出是模拟量的电压和电流，而新型的数字保护及二次设备没有模拟量 接口和转换模块(即传统的数据采集系统)，无法直接与电磁式互感器通信，不能够获取动模 系统运行的电压电流信息，因此无法实现对数字保护的检验测试。
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，相关技术有待研究解决。 发明内容
本实用新型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，能为动 模检测系统提供所需数字信号的基于电磁式互感器的数字保护动模检测系统。 为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案
一种基于电磁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 设备与至少一路电磁式互感器连接，电磁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以太网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包括依次连接的至少一个电流电压变换器6、至少一个滤波模 块7、至少一个锁存模块8、至少一个AD变换模块9, AD变换模块9与数据合并处理模块 10连接，数据合并处理模块10则与电光转换模块12和同步脉冲发生与处理模块11连接， 同步脉冲发生与处理模块11接收GPS和其他同步信号。
所述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。 所述电磁式互感器为电磁式电压互感器、电磁式电流互感器。 所述数字保护装置为数字母线保护装置和数字变压器保护装置。
本实用新型利用小型发电机、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，电磁式互感器的输出量经电缆送到数据合并处理单元，数据合
并处理单元对数据进行釆集与模数转换、同步处理后，变成数字信号，再转换成光信号，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、 lEC60044"8，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，在原一次系统及 电磁式互感器的基础上配置数据合并处理单元，它不仅能与电磁式互感器配套，接收和转换 处理模拟信号，而且能输出光信号配置光纤网络与数字化保护接口，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化保护进行测试。
由于采用了上述的技术方案，本实用新型具有的有益效果是
1、 解决了动模系统的数字保护检测问题。
由于本实用新型接口数据合并处理单元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。分析研宄及实践表明， 采用本实用新型的技术方案是正确的。
图1为本实用新型的结构示意图2为数据合并处理单元的结构示意图。
其中，l.动模一次设备，2.电磁式互感器，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.电流电压变换器，7.滤波模块，8.锁存模块，9. AD变换模块， 10.数据合并处理模块，11.同步脉冲发生与处理模块，12.电光转换模块。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
具体实施方式
在模拟一次系统中的典型位置配置电磁式电压互感器、电磁式电流互感器。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，基于电磁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，所述动模 一次设备1与两路电磁式互感器2连接，两路电磁式互感器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的输出端经两路光纤以太网分别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。 电磁式互感器2为电磁式电压互感器、电磁式电流互感器。
图2中，数据合并处理单元3包括与两路电磁式互感器2分别对应的两个电流电压变化 器6，每个电流电压变换器6依次与相应的一个滤波模块7、 一个锁存模块8、 一个AD变换 模块9连接，两个AD变换模块9与数据合并处理模块10连接，数据合并处理模块10则与 电光转换模块12和同步脉冲发生与处理模块11连接，同步脉冲发生与处理模块11接收GPS 和其他同步信号。
本实用新型的工作过程为
首先，由电流电压变换器接收电磁式互感器输出的电流电压信号(5A,100V),将电流电 压信号都变换成电路能接受的小电压信号。
然后，由滤波和锁存模块滤除高次谐波，实现信息的存储，同时传递给AD变换模块。 AD变换模块将模拟信号转变成数字信号后，由数据合并处理模块实现多路电流电压采集 的合并处理。
并且，由电光转换模块将处理后的信息转换成光信号，送到多路光纤以太网络上，实现 信息的共享，供给各个数字继电保护设备使用。
由于变压器差动保护设备需要同时采集变压器高压侧、中压侧、低压侧的电流信息，母 线差动保护需要同时采集母线不同间隔的电流信息，而且对各侧和各间隔的电流信息的实时 同步性要求很髙，因此配备GPS或其他同步信号，提供同步采样脉冲。若两路脉冲都出现问 题，还可以从软件中用插值算法实现同步，不影响差动保护设备的正常动态测试。
由于电磁式互感器存在TA饱和、TA断线等问题，因此，在数据合并处理模块的软件中 增加消除TA饱和的措施和TA断线的判据。
数据合并处理单元的输出是多路光纤以太网络，可以接多个不同厂家的数字保护设备， 如数字母线保护、数字变压器保护、数字线路保护、数字故障录波器等，只要这些二次设备 的接口能够符合IEC61850协议格式，就能接入本动模测试系统，而且是无缝链接。从而解决 了以往不同厂家之间由于通讯协议的不同导致互操作性差的缺点，能接入标准格式的二次设 备，极大的方便了动模测试。
而且，光纤网络的应用解决了电缆过多、投资大并且易受电磁干扰等诸多问题，必将在 数字继电保护的校验中起到重要的作用。
通过基于电磁式互感器的数字保护动模检测系统，就能模拟各种区内故障、区外故障、 区内区外转换性故障、以及系统振荡等复杂运行情况，从而能观察数字继电保护的动作行为, 为电力系统的安全运行提供技术支持。
权利要求1、一种基于电磁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)与至少一路电磁式互感器(2)连接，电磁式互感器(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)的输出端经光纤以太网与数字保护装置或二次设备连接。
2、 根据权利要求l所述的基于电磁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)包括依次连接的至少一个电流电压变换器(6)、至少一个滤波模块(7)、 至少一个锁存模块(8)、至少一个AD变换模块(9), AD变换模块(9)与数据合并处理模 块(10)连接，数据合并处理模块(10)则与电光转换模块(12)和同步脉冲发生与处理模 块(11)连接，同步脉冲发生与处理模块(11)接收GPS和其他同步信号。
3、 根据权利要求l所述的基于电磁式互感器的数字保护动模检测系统，其特征是所述 动模一次设备(1)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。
4、 根据权利要求l所述的基于电磁式互感器的数字保护动模检测系统，其特征是所述 电磁式互感器(2)为电磁式电压互感器、电磁式电流互感器。
5、 根据权利要求1所述的基于电磁式互感器的数字保护动模检测系统，其特征是所述 数字包含装置为数字母线保护装置(4)和数字变压器保护装置(5)、数字线路保护装置。
专利摘要本实用新型公开了一种基于电磁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，能够提供数字保护检测所需数字信号等优点。其结构为一种基于电磁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路电磁式互感器连接，电磁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以太网与数字保护装置或二次设备连接。
文档编号H02H7/26GK201203944SQ20082002034
公开日2009年3月4日 申请日期2008年4月11日 优先权日2008年4月11日
发明者刘延华, 牟旭涛, 涛 王, 王大鹏 申请人:山东电力研究院