专利名称：组合式电子互感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及智能变电站采样领域，特别涉及一种组合式电子互感器。
背景技术：
电子互感器或光互感器是智能变电站和关键技术之一，它完全取代了常规的 电磁互感器，电子互感器输出的不再是电流、电压模拟量信号，而是满足IEC61850-9和 IEC60044-7/8标准的数字信号，这些数字信号在光纤中传输而不是电缆中传输，这个高速 传输的网络就是在过程总线，传输的采样数据可以为系统所有IED设备所共享。
电子互感器或光互感器的关键技术一是非常规电流、电压传感器，目前有各种原 理的解决方案；二是采样数据的同步问题，一般依靠合并单元解决；三是供能问题。目前国 内外推出了许多光电子互感器，在数字化变电站中试运行。主要有如下模式电压光学互 感器，电流光学互感器，电子式电压互感器，电子式电流互感器以及电子式单相电流电压组 合互感器。但这些模式只针对某相的电压或电流，而电力系统保护或者测量装置需要的是 三相或者更多相电流电压的同一时刻的采样值，因此这些数字化采样信号存在采样同步问 题，现在要依靠合并单元解决。同时，许多厂商的电子互感器的采样精度只能满足保护要求 不能同时满足计量和测量要求，因此需要额外增加一组电流传感器，这增加了电子互感器 的复杂程度和制造成本。而光学互感器是无源的，而非光学的互感器是有源，目前大多数的 做法是采用激光供能方案，由于激光供能技术尚不成熟，使互感器存在不可靠的问题。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种组合式电子互感器，解决现有技 术中采样复杂、不能多相同步采样的问题。 本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是设计和制造一种组合式电子互感 器，包括主控单元、电压互感器、电流互感器、电源以及A/D模数转换模块；所述电压互感器 和电流互感器分别连接A/D模数转换模块；所述主控单元内设硬件同时采样信号模块、高 通滤波HPF模块、数字积分模块以及数字信号输出口 ；所述硬件同时采样信号模块采集同 一时刻各相电流、电压的采样值并通过A/D模数转换模块进行模数转换。 本发明进一步的改进是所述电流互感器为空心线圈电流互感器；所述电流互感 器通过差分信号输入，经信号调制后进行模数采样，并对模数转化后的数字信号进行高通 滤波HPF处理，再使用数字积分还原信号。
本发明进一步的改进是所述电压互感器采用电阻分压取样，通过差分信号输入， 经信号调制后进行模数采样，然后对模数转化后的数字信号进行高通滤波HPF处理。
本发明进一步的改进是所述数字信号输出口包括测量用和保护用数字信号输出 口 ；所述数字信号输出口输出满足0. 2S和5P30要求的数字信号。 本发明进一步的改进是所述电源为直接供能电源；所述电源采用直流电源或交 流电源直接给电流、电压互感器提供工作电源。
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本发明进一步的改进是所述主控单元连接两高通滤波模块，所述高通滤波模块 与所述A/D模数转换模块一一连接并通过该A/D模数转换模块与所述电压互感器连接；所 述主控单元连接两个数字积分模块，所述数字积分模块通过所述高通滤波模块与所述电流 互感器连接；所述主控单元包括两个主控单元；所述电源包括两个电源。
本发明进一步的改进是所述电流互感器包括三相电流电子互感器以及零序电流 电子互感器；所述电压互感器包括三相电压电子互感器以及系统电压电子互感器。
本发明进一步的改进是所述主控单元将电力系统一个间隔内的三相电流电子互 感器、三相电压电子互感器、系统电压电子互感器和零序电流电子互感器的八个模拟量进 行组合并通过硬件同步采样的方法集中输出标准的数字信号。 本发明的有益效果是本发明通过将电压、电流等模拟量组合在同一个电子互感 器中，既实现数字化采样信号的同步采样，又降低了组合式互感器的制造成本。
图1是本发明组合式电子互感器的框图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。 如图1所示，一种组合式电子互感器，包括主控单元1、电压互感器、电流互感器、 电源以及A/D模数转换模块7 ;所述电压互感器和电流互感器分别连接A/D模数转换模块 7 ;所述主控单元1内设硬件同时采样信号模块4、高通滤波HPF 5、数字积分模块6以及数 字信号输出口 ；所述硬件同时采样信号模块4采集同一时刻各相电流、电压的采样值并通 过A/D模数转换模块7进行模数转换。 所述电流互感器为空心线圈电流互感器；所述电流互感器通过差分信号输入，经 信号调制后进行模数采样，并对模数转化后的数字信号进行高通滤波HPF处理，再使用数 字积分还原信号。 所述电压互感器采用电阻分压取样，通过差分信号输入，经信号调制后进行模数 采样，然后对模数转化后的数字信号进行高通滤波HPF处理。 所述数字信号输出口包括测量用和保护用数字信号输出口 ；所述数字信号输出口 输出满足0. 2S和5P30要求的数字信号。 所述电源为直接供能电源；所述电源采用直流电源或交流电源直接给电流、电压 互感器提供工作电源。 所述主控单元1连接两高通滤波模块5，所述高通滤波模块5与所述A/D模数转换 模块7 —一连接并通过该A/D模数转换模块7与所述电压互感器连接；所述主控单元1连 接两个数字积分模块6 ，所述数字积分模块6通过所述高通滤波模块5与所述电流互感器连 接；所述主控单元1包括两个主控单元；所述电源包括两个电源。 所述电流互感器包括三相电流电子互感器2以及零序电流电子互感器21 ;所述电 压互感器包括三相电压电子互感器3以及系统电压电子互感器31。 所述主控单元将电力系统一个间隔内的三相电流电子互感器、三相电压电子互感 器、系统电压电子互感器和零序电流电子互感器的八个模拟量进行组合并通过硬件同步采
4样的方法集中输出标准的数字信号。 在实际应用中时，一种组合式电子互感器，如图l，采用组合互感器的方法。按电 力系统的一个间隔将三相电流、三相电压、系统电压和零序电流共计8个模拟量(主控单元 A、B各连接4个模拟量)组合在同一个电子互感器中，采用硬件同步采样的方法，集中输出 符合IE61850-9标准和IEC60044-7/8标准的数字信号。 对于电流量，采用一种空芯线圈作为电流传感器，采用差分信号输入，经信号调理 后进行AD采样，然后对AD转化的数字信号进行高通滤波HPF处理，再使用数字积分的方法 还原信号。 对于电压量，采用电阻分压取样，采用差分信号输入，经信号调理后进行AD采样， 然后对AD转化的数字信号进行高通滤波HPF处理。 电流采样输出数字信号为两组，分别满足0. 2S和5P30的要求， 一组供测量用，一 组供保护用。 采用直接供能的方法。即采用直流电源或交流电源直接给电子互感器提供工作电 源，这样非常可靠方便。 该组合式电子互感器采用双主控单元CPU、双ADC、双电源和双光纤口冗余配置， 大大提高可靠性。 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，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。
权利要求
一种组合式电子互感器，其特征在于，包括主控单元、电压互感器、电流互感器、电源以及A/D模数转换模块；所述电压互感器和电流互感器分别连接A/D模数转换模块；所述主控单元内设硬件同时采样信号模块、高通滤波HPF模块、数字积分模块以及数字信号输出口；所述硬件同时采样信号模块采集同一时刻各相电流、电压的采样值并通过A/D模数转换模块进行模数转换。
2. 根据权利要求1所述组合式电子互感器，其特征在于所述电流互感器为空心线圈 电流互感器；所述电流互感器通过差分信号输入，经信号调制后进行模数采样，并对模数转 化后的数字信号进行高通滤波HPF处理，再使用数字积分还原信号。
3. 根据权利要求1所述组合式电子互感器，其特征在于所述电压互感器采用电阻分 压取样，通过差分信号输入，经信号调制后进行模数采样，然后对模数转化后的数字信号进 行高通滤波HPF处理。
4. 根据权利要求1所述组合式电子互感器，其特征在于所述数字信号输出口包括测 量用和保护用数字信号输出口 ；所述数字信号输出口输出满足0. 2S和5P30要求的数字信 号。
5. 根据权利要求l所述组合式电子互感器，其特征在于所述电源为直接供能电源；所 述电源采用直流电源或交流电源直接给电流、电压互感器提供工作电源。
6. 根据权利要求1所述组合式电子互感器，其特征在于所述主控单元连接两高通滤 波模块，所述高通滤波模块与所述A/D模数转换模块一一连接并通过该A/D模数转换模块 与所述电压互感器连接；所述主控单元连接两个数字积分模块，所述数字积分模块通过所 述高通滤波模块与所述电流互感器连接；所述主控单元包括两个主控单元；所述电源包括 两个电源。
7. 根据权利要求1所述组合式电子互感器，其特征在于所述电流互感器包括三相电 流电子互感器以及零序电流电子互感器；所述电压互感器包括三相电压电子互感器以及系 统电压电子互感器。
8. 根据权利要求1所述组合式电子互感器，其特征在于所述主控单元将电力系统一 个间隔内的三相电流电子互感器、三相电压电子互感器、系统电压电子互感器和零序电流 电子互感器的八个模拟量进行组合并通过硬件同步采样的方法集中输出标准的数字信号。
全文摘要
本发明涉及智能变电站采样领域，特别涉及一种组合式电子互感器，包括主控单元、电压互感器、电流互感器、电源以及A/D模数转换模块；所述电压互感器和电流互感器分别连接A/D模数转换模块；所述主控单元内设硬件同时采样信号模块、高通滤波HPF、数字积分模块以及数字信号输出口；所述硬件同时采样信号模块采集同一时刻各相电流、电压的采样值并通过A/D模数转换模块进行模数转换。本发明的有益效果是通过将电压、电流等模拟量组合在同一个电子互感器中，既实现数字化采样信号的同步采样，又降低了组合式互感器的制造成本。
文档编号H02B1/24GK101707130SQ20091011007
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者郭鸿 申请人:深圳市科陆电子科技股份有限公司