专利名称：一种电力系统二次回路测量精度优化采样方法
技术领域：
本发明涉及监测与记录，尤其是涉及电力系统二次回路测量精度优化采样方法。
背景技术：
在变电站的一次侧电流互感器的二次输出信号分为保护信号和测量信号两种，分
别用各自的互感器，二者具有完全不同的输出工作范围和精度，其中保护信号的特点是具
备较宽的电流输出范围，在输出范围内其测量的大电流精度高，小电流精度低；测量信号的
特点是电流输出范围较窄，在输出范围内其测量的小电流精度高，大电流精度低。 电力系统中二次监测装置如线路录波、主变录波，机组录波，PMU、电能质量监测及
输电线路参数同步测量等，连接在电力系统的保护回路中，由于保护回路对于大电流信号
的测量精度较高，对于小电流信号精度低，其测量小电流的误差，易造成录波器测距定位不
准、PMU相角精度不够，参数测量系统的参数计算失真等问题。所以电力系统中的监测装置
如何实现对于电流互感器二次侧在全程测量范围内保持相对高的测量精度，将直接影响整
个电力系统的二次自动化保护类装置的正确动作以及二次回路的精确测量，直接影响整个
电力系统的安全、稳定运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何选取保护和测量两种回路的信号为采集信号， 输入到采集装置中。本发明方法是在监测装置的采样电路中增加一采集器，同时采集测量 回路与保护回路的信号，通过采集数据整理与判断系统选择判断，输出全量程范围的高精 度采样数据，为电力系统的二次电流回路提供更精确的数据，解决电流互感器二次侧信号 在测量精度与工作范围之间的矛盾。 本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。 这种电力系统二次回路测量精度优化采样方法是通过引入保护和测量两种回路 的电量信号进行同时采集，经采集数据整理与判断系统分析选取后，完成电流量全量程的 高精度采集。 这种电力系统二次回路测量精度优化采样方法的特点是 电力系统二次回路的采集装置同时采集保护回路和测量回路信号，采集结果经采
集器的采集数据整理与判断系统的分析选取后得出两选一的采集数据，完成对于保护信号
与测量信号的选择采集，提高小电流信号的测量精度。 本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。 在传统监测装置的测量设计上增加一采集器，用于并行采集测量回路的小电流信 号及保护回路的大电流量信号。 所述采集器采用磁珠、电容组成的滤波网络滤除高次谐波及共模干扰，由双向快 速导通TVS管吸收大能量的高幅值的干扰，并将差分信号转为单端信号，同时防止数字电 路部分高频噪声串入模拟电路影响采集的精度。
3
所述采集器的采集数据整理与判断系统得出两选一的采集数据，是先判断当前采 集通道为测量通道还是保护通道，如原先选择的是保护信号的采集结果时，而待测信号此 时减小到小于或等于测量信号的额定值，则本系统选择测量信号为输出的采集结果，否则 仍然保持保护信号的采集结果；当原先选择的是测量信号的采集结果时，而待测信号此时 增加到超过测量信号额定值的1. 2倍时，系统则会选择保护信号为输出的采集结果，否则 仍然保持选择测量信号的采集结果。 本发明的技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。 应用在数字化变电站中的采集器接收的是数字式电流互感器输出的保护及测量 回路的满足特定网络通讯规约的数据，通过两个网络端口对保护及测量回路的规约数据解 析，经采集数据整理与判断系统判断，输出选择后的满足特定网络通讯规约的数据，经合并 单元输出61850-9-2协议数据到采集装置中。 所述采集器的采集数据整理与判断系统在同时采集保护回路和测量回路信号时， 是将在下一个采样周期到来之前完成检测、判断、切换和存储，以保证数据存储的连续性。
所述采集器的采集数据整理与判断系统是采用软件切换的方式，即调取存储数据 的方式输出相应数据，快速无缝地切换两种回路的采集结果，并采取容错措施使采样值在 一定范围波动时，固定输出不变。以防止当采样值位于切换判断值上下波动时，造成输出结 果反复切换。 本发明与现有技术对比的有益效果是 本发明是一种低成本的高精度测量方案。由于采样保护与测量两个回路信号以及 采取软件切换的方式，可以使两种互感器的输出结果完全结合，消除传统硬件电路切换带 来的干扰，弥补了现有采集装置在采样小电流量时精度的不足，有效提高了全量程范围内 的测量精度。可以广泛应用于线路录波、主变录波，机组录波，PMU、电能质量及输电线路参 数同步测量等各种装置，以及应用于上述两个或者两个以上设备功能同时存在于一台具有 复合功能装置的模拟量采样中。
图1是本发明在传统变电站的实施方式示意图； 图2是本发明的采集数据整理与判断系统的工作逻辑图； 图3是本发明的采集器在数字化变电站中的应用示意图。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
并对照附图对本发明作进一步的说明。 本发明在传统变电站的实施如图1所示。将保护回路及测量回路的电流信号同时 接入到装置侧测量型电流互感器和装置侧保护型电流互感器，用两路AD采集分别对两种 互感器的输出进行采集，然后将采集结果由采集数据整理与判断系统进行判断和选取，得 出最终的采集结果给监测装置的电流采样回路中。 其采集数据整理与判断系统的工作逻辑如图2所示。采集器的采集数据整理与判 断系统，对两路的采集结果进行判断和选取，采集器系统先判断当前采集通道为测量通道 还是保护通道，如原先选择的是保护信号的采集结果时，而待测信号此时减小到小于或等于测量信号的额定值，则本系统选择测量信号为输出的采集结果，否则仍然保持保护信号 的采集结果；当原先选择的是测量信号的采集结果时，而待测信号此时增加到超过测量信 号额定值的1. 2倍时，系统则会选择保护信号为输出的采集结果，否则仍然保持选择测量 信号的采集结果。 本发明在采集器在数字化变电站中的应用如图3所示。其工作原理同前述的传 统电站，所不同的是，采集器接收的是数字式电流互感器输出的保护及测量回路的满足特 定网络通讯规约的数据，通过两个网络端口对保护及测量回路的规约数据解析，经采集数 据整理与判断系统判断，输出选择后的满足特定网络通讯规约的数据，经合并单元输出 61850-9-2协议数据到电力系统的采集装置中。 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当 视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的保护范围。
权利要求
一种电力系统二次回路采集装置的采样优化方法，其特征在于电力系统二次回路的采集装置同时采集保护回路和测量回路信号，采集结果经采集器的采集数据整理与判断系统的分析选取后得出两选一的采集数据，完成对于保护信号与测量信号的选择采集。
2. 根据权利要求1所述的电力系统二次回路采集装置的采样优化方法，其特征在于 在传统监测装置的测量设计上增加一采集器，并行采集测量回路的小电流信号及保护回路的大电流量信号。
3. 根据权利要求1或2所述的电力系统二次回路采集装置的采样优化方法，其特征在于所述采集器采用磁珠、电容组成的滤波网络滤除高次谐波及共模干扰，由双向快速导通TVS管吸收大能量的高幅值的干扰，并将差分信号转为单端信号。
4. 根据权利要求3所述的电力系统二次回路采集装置的采样优化方法，其特征在于所述采集器的采集数据整理与判断系统得出两选一的采集数据，是先判断当前采集通 道为测量通道还是保护通道，如原先选择的是保护信号的采集结果时，而待测信号此时减 小到小于或等于测量信号的额定值，则本系统选择测量信号为输出的采集结果，否则仍然保持保护信号的采集结果；当原先选择的是测量信号的采集结果时，而待测信号此时增加 到超过测量信号额定值的1. 2倍时，系统则会选择保护信号为输出的采集结果，否则仍然 保持选择测量信号的采集结果。
5. 根据权利要求1所述的电力系统二次回路采集装置的采样优化方法，其特征在于 应用在数字化变电站中的采集器接收的是数字式电流互感器输出的保护及测量回路的满足特定网络通讯规约的数据，通过两个网络端口对保护及测量回路的规约数据解析， 经采集数据整理与判断系统判断，输出选择后的满足特定网络通讯规约的数据，经合并单 元输出61850-9-2协议数据到采集装置中。
6. 根据权利要求5所述的电力系统二次回路采集装置的采样优化方法，其特征在于 所述采集器的采集数据整理与判断系统在同时采集保护回路和测量回路信号时，是将在下一个采样周期到来之前完成检测、判断、切换和存储。
7. 根据权利要求5所述的电力系统二次回路采集装置的采样优化方法，其特征在于 所述采集器的采集数据整理与判断系统是采用软件切换的方式，即调取存储数据的方式输出相应数据，快速无缝地切换两种回路的采集结果，并采取容错措施使采样值在一定 范围波动时，固定输出不变。
全文摘要
一种电力系统二次回路采集装置的采样优化方法，通过一个数据采集器同时引入测量回路的电流信号和保护回路的电流信号，由采集器内的采集数据整理与判断系统对采集信号进行分析和选取，进而选择相应的采样回路信号作为监控装置的输入数据。是一种低成本的高精度测量方案。由于采取软件切换的方式，可以使两种互感器的输出结果完全结合，消除传统硬件电路切换带来的干扰，弥补了现有采集装置在采样小电流量时精度的不足，有效提高了全量程范围内的测量精度。可以广泛应用于线路录波、主变录波，机组录波，PMU、电能质量及输电线路参数同步测量等各种装置，以及应用于上述两个或者两个以上设备功能同时存在于一台具有复合功能装置的模拟量采样中。
文档编号G01R19/25GK101726652SQ20091010988
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者熊敏俊, 赵忠 申请人:深圳市双合电脑系统股份有限公司