数字化变电站中电子式互感器的数据测控模式
数字化变电站简介
数字化变电站简介所谓数字化变电站，就是指信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化的变电站。
它是相对于传统变电站、综合自动化站而言的。
虽然微机保护和变电站自动化系统的成功运用极大地提高了变电站运行的可靠性，也显著减少了原本繁重的操作检修任务，但是随着我国经济的快速发展，这方面的问题仍然十分突出。
其中继电保护屏柜对外十分繁杂的二次电缆接线问题最为突出。
运用最新的网络通讯和信息建模技术，并将以太网通信引入过程层（互感器、断路器、变压器），数字化变电站基本取消了一二次设备间大量的连接电缆，保护和测控等间隔层（保护装置、测控装置、安全稳定装置、备自投等自动装置）设备依靠网络获取一次电流电压等实时数据，也依靠网络实现间隔间以及和变电站层的信息交换。
光缆取代了电缆，数字代替了模拟，大幅度简化了各种装置的结构和外部连接，同时解决了现今电缆连接无法自检的不可靠等问题。
数字化变电站采用数字输出的电子式互感器、智能开关等智能一次设备，与二次设备间用光纤传输信息，这样一二次设备间就没有了电的直接联系。
二次设备之间同样用光纤通信，取消了控制电缆。
所以，数字化变电站最大的优点就是一二次设备间电的联系被阻断了，它们之间只有光的联系。
比如采用数字化互感器后，就不存在TA断线导致的高压危险。
数字化变电站的核心技术其实就是数据通信技术，从设备上来看，其核心就是交换机和电子式互感器。
数据采集器设计安装在电子式互感器中，一次电压及电流模拟量由采集器就地转换成数字信号，再通过光纤传输与其它设备进线通信。
这一点是同传统变电站的本质区别。
国电南自设计的PS 6000+数字化变电站自动化系统中使用的电子式互感器有三个系列，分别是数字式光电混合互感器PSET 6000CV 系列、数字式光电电流互感器PSET 6000CT系列及数字式光电电压互感器PSET 6000V系列，交换机为工业以太网交换机PSW 618系列。
而南京南瑞RCS-9700数字化变电站自动化系统中使用的是PCS-9250系列电子式互感器，它又分GIS用，独立型，直流，中低压电子式互感器三个系列。
电子式互感器综述
电子式电流互感器综述摘要：在数字化变电站中，为实现输出数字化、传输光纤化，出现了电子式电流互感器。
本文概述了电子式电流互感器的发展趋势，介绍了电子式电流互感器的原理和应用现状，分析了电子式电流互感器应用中面临的问题。
综合考虑后可知：电子式电流互感器必将得到广泛应用。
关键词：电子式电流互感器；发展趋势；原理；应用现状; 问题Abstract:In the digitized substation ,in order to realize the digital output,packtized transmission,the electronic current transformer is presented. This paper summarizes the development trend of electronic current transformer,introduces the principle and application situation of it,and analysis the problems in the application.After the comprehensive consideration,it’s concluded that electronic current transformer has a prosperous future of application.Key words: electronic current transformer; development trendency; principle; application；problems1.电子式电流互感器发展趋势现代电力系统正在走向数字化，作为数字电力系统的重要组成部分，数字变电站需要数字输出的互感器，需要光纤传输的互感器。
传感准确化、传输光纤化和输出数字化的互感器主流趋势必然导致了电子式互感器的诞生。
智能变电站调试人员培训复习资料
智能变电站调试人员培训教材考题填空题一、《智能变电站发展概述》1、数字化变电站两大支柱是IEC61850，电子式互感器。
2、下面哪个功能不属于智能变电站一体化监控系统的五大功能（C）：A.操作与控制B.运行监视C.保护信息管理D.运行管理E.辅助应用3、层次化保护包含就地保护、站域保护控制、广域保护。
4、一次设备智能化是由一次设备、传感器和（D）构成。
A.二次设备B.保护和测控设备C.状态监测设备D.智能组件5、智能变电站最基本的标准是（D）。
A.高压设备智能化导则B.智能变电站继电保护技术规范C.智能变电站自动化系统调试导则D.智能变电站技术导则6、智能组件功能包含测量、控制、保护、计量、监测。
7、标准配送式智能变电站的技术原则是标准化设计、工程化加工、装配式建设。
二、《智能变电站标准规范》1、智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。
2、智能变电站为三层结构，分别为站控层、间隔层和过程层。
3、智能变电站站用电源系统包括交流电源、直流电源、逆变电源、UPS和通信电源等，应将其一体化设计和考虑。
4、智能变电站的调试流程为组态配置→系统测试→系统动模→现场调试→投产试验。
5、继电保护新技术应满足“可靠性、选择性、灵敏性、速动性”要求，并提高保护的性能和智能化水平。
6、对网络设备，以交换机为了，其传输各种帧长数据时交换机固有时延应小于10μs；任两台智能电子设备之间的数据传输路由不应超过4个交换机。
7、智能变电站二次设备采用的对时方式可采用IRIG-B或IEEE1588（IEC61588）。
8、智能变电站一体化监控系统按照全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的基本要求，通过系统集成优化，实现全站信息的统一接入、统一存储和统一展示，实现运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理和辅助应用等功能。
智能变电站的几种计量系统方案设计
．
国家 电 网公 司为 了使能 源 安 全有 保 障 ，对 能 源 的结 构
和节能减排进行优化 ，促进低碳经济的发展 ，将服务的水 平提高 ，确立的战略发展 目 标就是建立坚强统一的智能 电 网 。主要 是 对发 电 、输 电 、变 电 、配 电 、用 户和 调度 进行 完善 ，使建立的智能 电网更加 的坚强 、可靠 、经济 、高 效 、清 洁 环保 、透 明 、友 好 。
的数字值不会给计量表带来误差 。智能变电站中智能电表 的借 １ ： １ 字物 理 和链 路 上和 电子互 感 器使 用 了高 速光 纤 以太 网 ，使传统二次回路中的各种损耗降低 了，进而只有电子 式 互 感 器决 定 计量 系统 的误差 ，从很 大 程 度上 使 系统 的误
差降 低 。
中国科技信息 ２ ０ １ ４ 年第 ０ ３ ，０ ４ 期合刊 ‘ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ Ｎ Ｄ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ４
推 广技术
智能变电站 的几种计量系统方案设计
智能变 电站 的 电子式 互感器会 提供电压 、电流 、有 功、无功等测量的信息 。电子式互感器传送的是不会受到 负载影响的数字信号 ，只要选择恰当的计算精度 ，纯计算
一
号 ，不是模拟信号，所 以传统的仪器不能直接检测误差。 同时就不能合理和合法 的对关 Ｉ Ｚ ｌ 计量点的电子式互感器进
２ ． ２ 智能 化 的劣 势
１智能 变电站 的概述
数字化变电站技术规范
数字化变电站技术规范中国南方电网有限责任公司企业标准数字化变电站技术规范（审查稿）Q/CSG ×××××－２００92009- - 发布 2009- - 实施中国南方电网有限责任公司发布目次前言 (1)1范围 (3)2 引用标准 (3)3 术语与定义 (5)4 系统构成 (6)5 系统配置 (8)6 设备技术要求 (10)7 软件技术要求 (20)8应用功能 (23)9 总体性能指标 (50)10 设计要求 (52)11 产品验证技术要求 (53)附录A 典型应用方案（资料性附录） (54)附录B 建模原则（资料性附录） (58)附录C 服务（资料性附录） (77)前言近年来，随着工业级网络通信技术、集成应用技术、电子及光电采集技术、信息技术，特别是IEC61850标准的颁布，数字化变电站技术具备了基本应用基础。
数字化变电站是以变电站一、二次系统为数字化对象，对数字化信息进行统一建模，将物理设备虚拟化，采用标准化的网络通信平台，从而以信息共享、硬件平台综合集成应用、软件功能插接复用、逻辑功能智能化策略的全新模式，实现变电站运行监视、快速保护、智能分析、标准化操作、设备状态监测等基本功能，并为数字化电网以及广域控制技术的发展奠定基础。
在公司生产、调度等部门的领导下，各级科研和生产单位在数字化变电站和电力生产数字化建设方面进行了积极探索和开展了卓有成效的应用实践。
数字化变电站已经成为当前建设的一大热点，一些数字化变电站的试点应用工程已经建成并投入试运行。
总体来看，数字化变电站试点工程运行良好，充分体现了新技术的优势，也为电网的可持续发展提供了宝贵经验；同时也暴露了建设标准不统一、设备良莠不齐等问题。
为科学地建立和健全中国南方电网有限责任公司标准体系，指导和规范数字化变电站建设工作，按照中国南方电网有限责任公司管理思想现代化、管理制度规范化、管理手段信息化、管理机制科学化的要求，以南网方略为指引，特制定本标准。
电子式电压互感器
电子式电压互感器引言电子式电压互感器是一种用于测量高压电力系统中的电压的先进设备。
与传统的电抗式电压互感器相比，电子式电压互感器具有更高的精度、更低的负载和更广泛的应用范围。
本文将介绍电子式电压互感器的工作原理、特点、应用和未来发展趋势。
工作原理电子式电压互感器主要由电压分压模块和数字化处理模块组成。
电压分压模块通过高电阻的电阻器将高电压信号分压为低电压信号，然后将信号传递到数字化处理模块。
数字化处理模块将低电压信号进行放大、滤波和数字化处理，然后输出精确的电压测量结果。
特点1. 高精度：电子式电压互感器具有很高的测量精度，通常在0.2级或更高。
2. 低负载：传统的电抗式电压互感器在负载方面存在一定的问题，而电子式电压互感器具有非常低的内部负载。
3. 广泛应用：电子式电压互感器可以广泛用于电力系统中的电压测量，包括变电站、输电线路和配电系统等。
4. 抗干扰性强：电子式电压互感器采用了数字化处理技术，具有较强的抗干扰能力，可以减少外界干扰对测量结果的影响。
应用1. 变电站：电子式电压互感器可以用于变电站的电压测量，实时监测电力系统的运行状态。
2. 输电线路：电子式电压互感器可以安装在输电线路上，用于检测电力系统中的电压变化。
3. 配电系统：在配电系统中，电子式电压互感器可以用于电压测量和保护装置的输入信号。
4. 能源管理：电子式电压互感器可以与其他能源管理设备结合使用，实现对电力系统的智能监控和管理。
未来发展趋势1. 高性能数字化处理器的应用：随着数字化处理技术的不断进步，未来电子式电压互感器将采用更高性能的数字化处理器，提高测量精度和抗干扰能力。
2. 多功能集成设计：为了满足不同应用场景的需求，未来的电子式电压互感器将具备更多的功能模块，如电流测量、频率测量等。
3. 无线通信技术的应用：未来电子式电压互感器可能会采用无线通信技术，实现与其他设备的远程通信和数据传输。
4. 智能化管理系统的发展：未来电子式电压互感器将结合智能化管理系统，实现对电力系统的自动控制和远程监控。
数字化变电站介绍
主要技术 特征
信息交互网络化 信息应用集成化 设备检修状态化
设备操作智能化
程序化控制
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3
数字化变电站主要技术特征
1、简化二次接线
–少量光纤代替大量电缆 少量光纤代替大量电缆
2、提高信息传输的可靠性（过程层设备） 提高信息传输的可靠性（过程层设备） 3、采用电子式互感器
–无CT饱和、CT开路、铁磁谐振等问题 无CT饱和、CT开路、 饱和 开路 –绝缘结构简单、干式绝缘、免维护 绝缘结构简单、 绝缘结构简单 干式绝缘、
4、提升测量精度
–数字信号传输和处理无附加误差 数字信号传输和处理无附加误差
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3
数字化变电站主要技术特征
CT 0.2级 线缆误差 0.1 VT 0.2级 A/D转换
传统电能表 0.2级
测量系统误差 0.7
• 整体误差取决于互感器准确度、传输附加 整体误差取决于互感器准确度、 误差、 误差、电表精度
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数字化变电站与传统变电站区别
• 智能终端（intelligent terminal） 智能终端（ terminal） 指与传统一次设备就近安装，实现信息采集、传 输、处理、控制的智能化电子装置。 • GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event） 当发生任何状态变化时，智能电子设备将借助变 化报告，多播一个高速二进制对象——通用面向 对象的变电站事件（GOOSE）报告。
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变电站自动化系统的演变
数字化过程是一个逐步深入的过程 传统变电站－综合自动化站－ 传统变电站－综合自动化站－数字化变电站 当前的数字化变电站是与传统综自站相比较而言的
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综合自动化变电站的应用系统
电子式互感器
二、工作原理
低功率小铁心线圈原理示意图： 低功率小铁心线圈原理示意图：
二、工作原理
电子式电压互感器工作原理： 电子式电压互感器工作原理：
（1）电阻分压原理 电子式电压互感器采用电阻、阻容分压原理， 电子式电压互感器采用电阻、阻容分压原理， 其输出在整个测量范围内呈线性， 其输出在整个测量范围内呈线性，其原理图如 下：
二、工作原理
（2）阻容分压原理（GIS适用） 阻容分压原理（GIS适用） 适用 原理示意图如下： 原理示意图如下：
电容分压是通过将柱状电容环套在导电线路外面来实 现的， 现的，柱状电容环及其等效接地电容构成了电容分 压的基本回路。 压的基本回路。
二、工作原理
考虑到系统短路后，若电容环的等效接地电容上积 考虑到系统短路后， 聚的电荷在重合闸时还未完全释放， 聚的电荷在重合闸时还未完全释放，将在系统工作 电压上叠加一个误差分量， 电压上叠加一个误差分量，严重时会影响到测量结 果的正确性以及继电保护装置的正确动作， 果的正确性以及继电保护装置的正确动作，长期工 作时等效接地电容也会因温度等因素的影响而变得 不够稳定， 不够稳定，所以对电容分压的基本测量原理进行了 改进。在等效接地电容上并联一个小电阻R 改进。在等效接地电容上并联一个小电阻R 以消除 上述影响，从而构成新的电压测量电路（ 上述影响，从而构成新的电压测量电路（阻容分 ）。电阻上的电压Uo即为电压传感头的输出信号 电阻上的电压Uo即为电压传感头的输出信号： 压）。电阻上的电压Uo即为电压传感头的输出信号： RC1du/dt， e(t)= RC1du/dt，R<<1/(ωC2)
四、工程应用
（3）基于低功率线圈原理的电子式电流互感器在中低 压测量系统中的应用，示意图如下： 压测量系统中的应用，示意图如下：
智能变电站的技术分析
智能变电站的技术分析作者：马俊国来源：《城市建设理论研究》2013年第35期摘要：变电站作为电网的核心和枢纽具有非常重要的作用。
本文介绍了智能变电站的组成，探讨了只能变电站与数字化变电站的差别，还分析了智能变电站的模式。
关键词：智能电网智能变电站技术特点中图分类号： TM411+.4 文献标识码： A前言智能变电站是以数字化变电站为依托,通过采用先进的传感器、电子、信息、通信、控制、智能分析软件等技术,建立信息采集、传输、分析、处理的综合自动化应用平台,实现变电站的自动运行控制、设备状态监测、运行状态自适应、分布协同控制、智能分析决策等高级应用功能,提高管理和运行维护水平。
智能变电站作为智能电网的重要组成部分,起着衔接发电、输电、变电、配电、用电和调度各环节的关键作用,随着智能变电站技术的日臻成熟、标准的完善、造价的降低,其建设进度将逐渐加快。
但是,从目前国内已完成和投入运行的项目来看,与传统的常规变电站相比,智能变电站在项目设计、施工建设及运行管理等方面还存在着诸多问题,在技术上还需进一步完善和规范。
本文将从技术角度分析智能变电站建设中遇到的问题,探讨并提出相应的解决意见和建议。
一、智能变电站的基本构成智能变电站项目国际通用标准IEC61850将变电站自动化系统从结构上分为变电站层、间隔层、过程层[1]。
变电站中数据网络结构分为变电站层网络、过程层GOOSE网络、过程层SMV采样值网络[2]。
电子式互感器主要分为有源式和无源式,有源式包括罗氏线圈(无铁芯)和低功耗线圈(LPCT,含铁芯);无源式包括磁光玻璃和光纤等纯光学原理。
合并单元是电子式互感器的重要组成部分,其作用是将电子式互感器数据规范处理,供保护、测控、计量等装置使用。
合并单元按功能可分为间隔合并单元和电压合并单元。
二、智能化变电站与数字化变电站的区别数字化变电站技术与智能化变电站技术的区别主要体现在智能化变电站的智能设备和智能功能上，智能变电站在数字化变电站的基础上，实现了诸多智能功能，具有更多的智能特征，如智能变电站可实现监控管理的一体化，充分利用大量的数字信息来完成一些分布功能、自动控制功能。
关于印发《智能变电站优化集成设计建设指导意见》的通知
关于印发《智能变电站优化集成设计建设指导意见》的通知各区域电网公司、省（自治区、直辖市）电力公司，国网北京经济技术研究院：为加快推进坚强智能电网建设，提高智能变电站的建设效率与效益，公司在通用设计、“两型一化”、全寿命周期设计等标准化建设成果的基础上，结合智能变电站技术研究成果，深入总结已投运试点工程成功经验，围绕节约环保、功能集成、配置优化、工艺一流等核心理念，研究制定了《智能变电站优化集成设计建设的指导意见》（以下简称“优化集成指导意见”）。
“优化集成指导意见”进一步优化设计方案、集成系统功能，突出智能变电站功能定位，体现“资源节约、环境友好、智能化、工业化”的建设要求。
现印发贯彻执行，有关要求如下：一、“优化集成指导意见”作为对《国家电网公司2011年新建变电站设计补充规定》（国家电网基建〔2011〕58号）的补充要求，公司系统新建变电站工程应严格执行。
改造、扩建工程可参照执行。
二、各网省公司要高度重视，认真梳理尚未开工建设的新建变电站工程（包括智能变电站试点），结合工程具体情况，组织做好工程整体策划，严格按照“优化集成指导意见”优化工程实施方案。
三、设计单位应结合工程实际，在工程设计中，针对“优化集成指导意见”相关要求，开展专题论证，优化设计方案，集成系统功能。
四、评审单位应按照公司智能电网建设总体要求，准确把握工程特点，落实“设计补充规定”与“优化集成指导意见”，开展专项评审，评审意见中应有专题章节。
贯彻落实工作中，如有建议和意见请及时反馈公司基建部。
智能变电站优化集成设计建设指导意见本规定适用于公司系统新建110(66)～750kV变电站工程，改造、扩建工程可参照执行。
1 总体原则1.1 本指导意见围绕节约环保、功能集成、配置优化、工艺一流等核心理念，在深入总结提炼已投运试点工程经验的基础上，提出进一步优化集成设计的要求。
1.2 本指导意见作为《国家电网公司2011年新建变电站设计补充规定》（国家电网基建〔2011〕58号）的补充要求，与现行标准、规范不一致之处以本指导意见为准。
广东省数字化变电站电子式互感器应用方案浅述
典 型应 用 方案 的初 步构 思 。 关 键 词 ： 字化 变 电 站 ； 数 电子 式 互 感 器 ； 用 方案 应
中 图分 类 号 ： ＴＭ７ 。 ６ ＴＭ６ ３
文献标识码 ： Ａ
Ａｎ Ｅｌｃｒ ｎｃＴｒ ｎ ｆ ｒ ｅ ｐ ｉａ ｉｎ ｉ ｇｔ ｌ ｕ ｓａ ｉｎ ｆ ｅ ｔｏ ｉａ ｇ ｏ ｇ Ｐｒ ｖｎ ｅ ｃ ｏ ｎ Ｓ ｏ Ｇｕ ｎ ｄ ｎ ｏ ｉ ｃ
根据 规 范第 ３ ４条 ， ． 电子 式 互感 器 按 功 能 可 分 为 电子式 电 流 互 感 器 （ Ｃ 和 电 子 式 电 压 互 感 器 Ｅ Ｔ） （ ＶＴ）按 原 理可分 为 电 学 电子 式 互感 器 和光 学 电子 Ｅ ； 式 互感 器 。 电子 式互 感器 的功 能分类 与 常规互 感器 相 同， 不做 阐述 ； 原理 划分 的这 两种互 感 器现在 均有 生 按 产 ， 体 的原理 实现 本 文 不 做 阐述 ， 具 可参 见 相 关 书籍 ， 在 这 里 只对 性 能 进 行 比较 ， 电 流 互 感 器 为例 ， 表 以 见
通 镶 电潦 １ 术 叉
２ １ ７月 ２ ０２年 ５日第 ２ ９卷第 ４ 期
Ｔｅｅ ｏ Ｐｏ ｒＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｌｃ ｍ ｗｅ ｃ ｎ ｌｇ Ｊ ｌ ５。２ １ ｕ ｙ２ ０ ２，Ｖｏ．２ ． １ ９Ｎｏ ４
文章 编 号 ：０ ９３ ６ （０ ２ ０ —０ ５０ １ ０ —６ ４ ２ １ ） ４０ ５ —３
ｌｃ ，ａ ｄ ｇ ｔａ ｓ ｔｏ ｙ ｉａ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｓ ｈ ｍｅ ，ｔ ｅ ｉ ｉ ａ ｏ ｃ ｐ ｉ ｎ ｅ ｔ ｎ ｅ ｅ ｆｔ ｐ ｃ ｌ ｐ ｉ ｔｏ ｃ ｅ ｓ ｈ ｎ ｔ ｌｃ ｎ ｅ ｔ ． ａ ｃ ｉ ｏ
浅谈数字化变电站中的光电互感器
中 图分 类 号 ：２ ０ Ｆ７
文 献标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ：０ ６ ４ １ （０ ０）６ ０ ７ 一 ｌ １０ — ３ １２ １ ０ — ０ ０ Ｏ
数 字 化 变 电站 就 是将 信 息 采 集 、 输 、 理 、 出过 程 完 全 数 字 能 ， 能量 线 圈 感 应 出 电流 来 提 供 能 量 ： 传 处 输 由 当一 次 电流 太 小 ， 足 以提 不 化 的 变 电站 。全 站 采 用统 一 的通 讯 规 约 构 建 通信 网络 ， 护 、 控 、 供 能 量 时 ， 用 能 量 光缆 ， 保 测 使 由户 内激 光 发 生器 通 过 光 缆 上送 能 量 。 两 计 量、 控 、 动 、Ｑ 监 远 Ｖ Ｃ等 系统 ， 用 同 一 网 络 接 收 电 流 、 均 电压 和 状 种 方 式 可互 为 备用 ， 自动 切 换 。 态信 息 ， 个 系统 实现 信 息 共 享 。 常规 综 自站 的一 次 设 备 采 集模 拟 各 相对于传统的 电磁式互感器 ， 电互感器有 明显的优 点 ： 光 ①在 量 ， 过 电缆 将 模 拟 信 号 传 输 到 测 控 保 护 装 置 ， 置 进 行 模 数 转 换 高 电压、 电流的测量环境 中， 通 装 大 光纤或光介质是 良好的绝缘体 ， 它可 后 处 理数 据 ， 然后 通 过 网 线上 将 数 字 量 传 到 后 台监控 系统 。 同 时监 以满足高压工作环境 下的绝缘要求 ； ②没有传统 电流互感器二次开 控 系统 和 测 控 保 护 装 置 对 一 次 设 备 的控 制 通 过 电缆 传 输 模 拟 信 号 路产生高压 的危险 ， 以及传统 充油 电压 、 电流 互感器 漏油、 爆炸等危 实 现 其功 能。 数 字 化变 电站 一 次 设 备采 集 信 息 后 ， 就地 转换 为数 字 险 ； ③不会产 生磁饱和及铁磁 共振 现象， 它尤其适用于高 电压、 电 大 量 ， 过 光缆 上 传 测控 保护 装 置 ， 后 传 到 后 台监 控 系 统 ， 监 控 系 流环境下 的故障诊断 ； 频带宽 ， 以从直流 到几百千赫 ， 通 然 而 ④ 可 适用于继 统 和 测 控 保 护 装 置 对 一 次 设 备 的 控 制 也 是 通 过 光 缆 传 输 数 字 信 号 电保护和谐波检测 ： 动态范围大 ， ⑤ 能在 大的动 态范围内产生高线 实 现其 功 能 的 。 性度 的响应 ； ⑥适应 了现在 电力系统 的数字化信号处理要求 ， 它还 随着 电力 工业 的不 断 发展 ， 电网 电压 等级 的不 断 提 高 ， 电压 、 可用于 以保护、 对 监控和测量 为目的高速遥感、 遥测 系统 ； ⑦整套测量 电流 的测 量 要 求也 在 不 断 提 高 ， 互 感器 作 为连 接 高 压 与 低 压 的 一 装置结构紧凑、 而 重量轻 、 体积小 ： 各个功能模块相对独立 ， 于安 ⑧ 便 种 电器 设 备也 不断 地 改进 和 发 展 ， 中对 于 衡 量 互 感 器 先 进 与 否 的 装和维护 ， 其 适于网络化测量。由于光 电互感器 的诸 多优点 ， 光电互感 个 重 要 指标 就 是 互 感器 的绝 缘 问 题 。 于 传 统 的 电磁 式 互 感 器 来 器 取 代 传统 互感 器 将 只 是 一 个 时 间 问题 。 国际 上 ， 电互 感 器 已逐 对 光 说， 由于 绝 缘成 本 随 着 绝 缘 等级 的升 高成 指 数 增 长 ， 因此 ， 有 的 空 步成熟 ， 原 正以越来越 快的速度推广运用。 中 Ａ Ｂ 西门子等公司生 其 Ｂ、 气 绝 缘 、 纸 绝 缘 、 体 绝 缘 和 串 级 绝 缘 已经 不 能 满 足 超 高 压 设 备 产 的光 电互感器 已有十几年 的成功运行业绩。 油 气 采用光 电互感器的数 的绝 缘 要 求 ， 时 传 统 互 感 器 存 在 磁 饱 和 的 问题 ， 成 继 电保 护 装 字 化 变 电站 在 欧 洲 也 已经 投 入 运 行 。 国 光 电互 感 器 的研 制 和 运用 同 造 我 置 的误 动 或 拒 动 ， 且铁 磁 谐振 、 而 易燃 易爆 及 动 态范 围 小 等 缺 点 一 相 对 比较 落 后 ， 有 为数 不 多 的 变 电站使 用 了一 些 进 口的 光 电互 感 仅 直 是传 统 互 感 器 难 以克 服 的困难 。 是 ， 于 各种 针 对 高 电压 、 电流 信 器 。 国 内有 二 十 余 家企 业 和 高 校 涉 足 了光 电互 感器 的开 发 ， 过 多 大 经 号 的测 量 方法 便 应 运 而 生 ， 中 ， 于 光学 和 电 子学 原理 的 测 量 方 年 的 努 力 ， 其 基 已有若 干 套 设 备在 现场 试 运 行 。 法 ， 过 近三 十 年 的 发展 ， 为相 对 比较 成 熟 ， 有发 展 前 途 的一 种 经 成 最 我 国在 有 源 式光 电互 感 器 的 研 究 已走 在 无 源式 的前 面 ， 的产 有 超 高压 条 件 下 的 测量 方法 。 品 已在 多 个 变 电站 试 运 行 近 一 年 的经 验 ， 行 情 况 良好 ， 满 足 保 运 可 光 电互 感 器 指 输 出 为小 电压 模 拟 信 号 或 数 字 信 号 的 电 流 电压 护 和 计 量 的 要 求 ， 通 过 了部 级 鉴 定 ， 到 国 际 先进 水 平 。 并 达 同时 国 内 互感器。 由于模拟输出的光电互感器仍存在传统互感器 的一些 固有 的 二 次 设 备 制造 商 开 发 了可 与 光 电互 感 器 直 接 接 口 的 数 字 接 口继 缺点 ， 现在 发 展 的 高 电压 等 级 用 光 电 互 感器 一般 都 用 光 纤 输 出数 字 电保 护 装 置 、 字 接 口 电 能表 等 二 次 设 备 ， 光 电互 感 器 的 实 际 应 数 为 信 号 。 光 电互 感 器 与传 统 互 感 器 外 形相 似 ， 体 积 小 ， 量 轻 ， 要 用 提供 了基 础 。 但 重 主 由传 感 头 、 缘支 柱 和 光 缆 三 部 分组 成 。① 传 感 头 部 件 有 罗 科 夫斯 绝 光 电互 感 器 目前 存 在 的 问题 对 电能计 量 方面 的 影 响 ： 基线圈、 采集器、 ／ Ａ Ｄ转换器和光发生器 Ｌ Ｄ Ｅ 。工作原理是 由罗科夫 ① 由于 处在 研 究 开 发 中 ， 电互 感 器 性 能 仍 不稳 定 。 对 于 电能 光 斯 基 线 圈从 一 次 传 变信 号 ， 集 器 采样 后 ， Ｄ转 换器 转换 为数 字信 计量来说 ， 电互感器 的稳定运行是保 障计量准确 的前 提 ， 采 Ａ 光 尤其是 号 ， Ｌ Ｄ 转换 为 光信 号 ， 过 光 缆 送 回 主控 室 。 罗科 夫 斯 基 线 圈 些在变电站计费的 电能表 ， 由 Ｅ 通 更加不能忽视 光电互感器的性能稳定 般 有保 护 、 量 和 测量 、 计 能量 线 圈 ， 科 夫 斯 基 线 圈 形状 是 空 心螺 性 。 罗 线 管 ， 铁 芯 ， 充 非 晶体 材 料 ， 要 起 支 撑 作 用 。② 绝 缘 支 柱 采 用 无 填 主 ② 温 度 对 光 电互感 器 的精 度 有较 大 的影 响 。电能计 量 是 对精 度 硅 橡 胶 绝 缘 子 ， 部 填 充 固态 硅 胶 ， 到 支 撑 、 缘 和 固定 光 缆 作 要求较高 的专业 ， 内 起 绝 其对精度的要求往往 要高于其他专业。而绝大多 用 。③ 光 缆 分 为数 据 光 缆和 能量 光 缆 ， 从传 感头 通 过 绝 缘 支 柱 内部 数 的光 电互 感 器均 是 装 设 在 户 外 ， 方春 秋 两 季 夜 晚 与 白天温 差 较 南 引下， 送回主控室。 能量 问题。 ④ 传感头部件 的电源是光电互感器的 大 ， 可避 免 的对 电能计 量 带 来 一 定 影 响 。 不 难 点 之 一 。 传 感 头 部 件 （ 集 器 、 ／ 转换 器 和 光 发 生 器 Ｌ Ｄ） 用 采 ＡＤ �
《智能变电站运行管理规范》(最新版)资料
《智能变电站运行管理规范》（最新版）为进一步规范电网智能化变电站运行管理工作，保证智能设备安全可靠运行,本规范结合国家电网公司及相关网、省电力公司相关管理标准及现场运行实际，参考各省的《智能变电站运行管理规范》，完成现《智能变电站运行管理规范（最新版)》，供各单位参考和借鉴。
目录1 总则2 引用标准3 术语4 管理职责4。
1 管理部门职责4。
2 运检单位职责5 运行管理5。
1 巡视管理5。
2 定期切换、试验制度5。
3 倒闸操作管理5.4 防误管理5.5 异常及事故处理6 设备管理6。
1 设备分界6。
2 验收管理6。
3 缺陷管理6。
4 台账管理7 智能系统管理7。
1 站端自动化系统7。
2 设备状态监测系统7.3 智能辅助系统8 资料管理8。
1 管理要求8.2 应具备的规程8.3 应具备的图纸资料9 培训管理9。
1 管理要求9。
2 培训内容及要求1 总则1。
1 为规范智能变电站设备生产管理，促进智能变电站运行管理水平的提高，保证智能变电站设备的安全、稳定和可靠运行，特制定本规范。
1.2 本规范依据国家和电力行业的有关法规、规程、制度,智能变电站技术标准、规范等，并结合智能变电站变电运行管理的实际而制定。
1.3 本规范对智能变电站设备的管理职责、运行管理、设备管理、智能系统管理、资料管理和培训管理等六个方面的工作内容提出了规范化要求。
1.4 本规范适用于江苏省电力公司系统内的智能变电站的运行管理。
常规变电站中的智能设备的运行管理参照执行。
1。
5 本规范如与上级颁发的规程、制度等相抵触时，按上级有关规定执行。
2 引用标准Q/GDW 383-2010《智能变电站技术导则》Q/GDW 393—2010《110(66)kV～220kV 智能变电站设计规范》Q/GDW394 《330kV~750kV 智能变电站设计规范》Q/GDW 410-2010《高压设备智能化技术导则》及编制说明Q/GDW 424—2010《电子式电流互感器技术规范》及编制说明Q/GDW 425—2010《电子式电压互感器技术规范》及编制说明Q/GDW 426-2010《智能变电站合并单元技术规范》及编制说明Q/GDW 427-2010《智能变电站测控单元技术规范》及编制说明Q/GDW 428—2010《智能变电站智能终端技术规范》及编制说明Q/GDW 429—2010《智能变电站网络交换机技术规范》及编制说明Q/GDW 430-2010《智能变电站智能控制柜技术规范》及编制说明Q/GDW 431—2010《智能变电站自动化系统现场调试导则》及编制说明Q/GDW 441-2010《智能变电站继电保护技术规范》Q/GDW580 《智能变电站改造工程验收规范（试行）》Q/GDWZ414 《变电站智能化改造技术规范》Q/GDW640 《110（66）千伏变电站智能化改造工程标准化设计规范》Q/GDW6411 《220kV 千伏变电站智能化改造工程标准化设计规范》Q/GDW642 《330kV 及以上330～750 千伏变电站智能化改造工程标准化设计规范》Q/GDW750—2012 《智能变电站运行管理规范》国家电网安监［2006］904 号《国家电网公司防止电气误操作安全管理规定》国家电网生［2008]1261 号《无人值守变电站管理规范(试行）》国家电网科[2009]574 《无人值守变电站及监控中心技术导则》国家电网安监［2009]664 号国家电网公司《电力安全工作规程（变电部分）》国家电网生［2006］512 号《变电站运行管理规范》国家电网生[2008］1256 号《输变电设备在线监测系统管理规范(试行)》3 术语3。
浅谈数字化变电站继电保护装置测试技术
３ 数字 化变 电站继 电保 护装 置测试 技术 分析
数字化变 电站 的测试手段是数字化变 电站投入应用和技术 发展 的重要基础 ，但 长期 以来重开发 、轻测试 的做法 已经给电 力 系统行业带来 了一定 的负面影响 。由于当前变 电站 自动化设 备 的系统测试本身存在各类设备多 、型号繁 、规约杂等问题 ， 给测试技术的研究带来 了相 当大 的难度 。
随着变电站的完全数字化 ， 于 ＩＣ一 １５ 通信规范的数 基 Ｅ ６８０ 字变电站继 电保护装置测试技术发展趋势为 ：测试系统必须符 合 Ｉ Ｃ一６ ８０标准 ，支持网络通讯 ；测试功能强 大，除了完成 Ｅ １５ 各种常规的继 电保护装置测试功能外 ，还能具备其他特殊功能 要求 ；系统的维护和升级必须方便快捷 ，硬件平台要通用化 ， 测试功能的扩展能通过 软件升级来实现。 基于 ＩＣ一６ ８ ０ 准 Ｅ １５ 标 的数字化继电保护装置具备保护 、对外通信 、信息输 入 、 记录 、 显示 、打印等各项功能 ，在对装置进行全面测试时 ，考核以上 功能的正确性 也非 常重要 ，应成为功能测试中重要 的一项 。 从数字化变电站继电保护装置测试技术的发展趋势来看 ， 目前已有部分测试设备尚不能完全满足数字化继电保护装置 的 测试需求 ，还需进一步加强对数字化变电站继电保 护装 置测试 技术的研 究 ，研制出能够进 行数字化闭环测试的测试装 置。根 据数字化变电站的特点 ，保 护 、测控等变电站二次设 备只要符 合 ＩＣ一６ ８ ０标准 。就可以直接无缝地接入变 电站的局域 网 Ｅ １５
１ 以前 的继 电保 护测 试 技 术 已无 法适 应 数 字化 变 电 站 继 电保 护装 置测试
传统继电保护装置 的保护功能测试 、模拟量输入 、 开关量输 入输 ｌ均是通过物理接线连接 的。 叶 Ｉ 测试 人员利用继电保护测试仪 输出电流电压等模拟信号到继 电保护装置的模拟量输入 回路。同 时也 町以输ｆ开关量到保护装置的开关量输入 回路 ， ｆ － 保护经过故 障计算后满足动作判据输ｌ跳闸命令 、 叶 Ｊ 驱动ｍ口继电器 。使继 电 器的触点闭合 ， 测试仪的开关量输入模块可以监视保护装置的动 作触点 ，这样构成测试系统 。测试人员可以很方便地考核保护逻 辑的正确性及继电保护的性能指标 等是否合格 。 随着 ＩＣ一６ ８ ０ Ｅ １５ 标准 的提 及电子式电压互感器（ Ｖ 、 Ｅ Ｔ） 电 子式 电流互感器 （ Ｃ 技术的发展 。Ｅ Ｅ Ｔ） ＶＴ和 Ｅ Ｔ可直接输 Ｃ 数字量信 号，变 电站 中的开关量信号也可直接变为数字化开
数字化变电站电子式电流互感器极性的检测方法
（ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ Ｙ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ ５ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｔ ｏ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｌ ａ ｒ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｃｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｌ ｙ ｔ ｏ ｋ ｅ ｅ ｐ ｔ ｈ ｅ Ｄｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｓ ａ ｆ ｅ ｌ ｙ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ， ｗｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ Ｃｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃｕ ｒｅ ｎ ｔ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍ ｅ ｒ ｒ ａ ｎ ｄ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｃｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍ ｅ ｒ ｒ ｆ ｒ ｏ ｍ ｄ ｅ ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ， Ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ａ ｒ ｙ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ａ ｎ ｄ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ． Ｗｅ ｉ ｆ ｎ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｉ ｆ ｒ ｍ ｔ ｈ ａ ｔ ｗｏ ｔ ｗａ ｙ ｓ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｗｅ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｏ ｕ ｔ ｉ ｓ ｅ ｆｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｒ ｙ ｂ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｗａ ｙ ｓ ｔ ｏ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍ ｅ ｒ ｒ ａ ｎ ｄ
Q／CSG 11006-2009 数字化变电站技术规范
Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准数字化变电站技术规范2009-11 -26 发布2009-11 - 26 实施中国南方电网有限责任公司发布目次前 言 (1)1范围 (2)2 引用标准 (2)3 术语与定义 (3)4 系统构成 (3)5 系统配置 (4)6 设备技术要求 (5)7 软件技术要求 (10)8应用功能 (12)9 总体性能指标 (23)10 设计要求 (24)11 产品验证技术要求 (25)附录A 典型应用方案（资料性附录） (26)附录B 建模原则（资料性附录） (29)附录C 服务（资料性附录） (38)前 言随着工业级网络通信技术、集成应用技术、电子及光电采集技术、信息技术，特别是DL/T860标准的颁布，数字化变电站技术具备了基本应用基础。
数字化变电站是以变电站一、二次系统为数字化对象，对数字化信息进行统一建模，将物理设备虚拟化，采用标准化的网络通信平台，从而以信息共享、硬件平台综合集成应用、软件功能插接复用、逻辑功能智能化策略的全新模式，实现变电站运行监视、快速保护、智能分析、标准化操作、设备状态监测等基本功能。
为统一设备配置和技术标准，指导和规范数字化变电站建设，特制定本技术规范。
本规范由中国南方电网有限责任公司生产技术部提出、归口并解释。
本规范由广东电网公司电力科学研究院负责起草。
本规范主要起草人：陈炯聪、陈建福、段新辉、高新华、杨奕、赵永发、刘玮、梁晓兵、游复生、代仕勇、吴国沛、张喜平、潘璠本规范由中国南方电网有限责任公司标准化委员会批准。
本规范自颁布之日起实施。
执行中的问题和意见，请及时反馈给南方电网公司生产技术部。
数字化变电站技术规范1范围1.1本规范提出了数字化变电站的技术要求，适用于中国南方电网有限责任公司管理的110kV～500kV交流数字化变电站建设和改造工程。
1.2中国南方电网有限责任公司系统内直流换流站的交流部分，以及与中国南方电网有限责任公司电网有关的110kV～500kV用户变电站的相关技术要求可参照本规范执行。
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第38卷 第2期2010年2月Vol.38 No.2 Feb. 2010数字化变电站中电子式互感器的数据测控模式许韦华,鲍 海,杨以涵(华北电力大学电气与电子工程学院,北京 102206)摘 要:电子式互感器与传统互感器相比具有绝缘结构简单、动态范围宽、抗饱和性能强、数据输出灵活等特点,对数字化变电站的数据测控模式、模拟量和数字量的接口、输入和输出模式进行了分析和比较,提出了针对数字量的抗干扰措施和实施功能应用的建议。
关键词:电子式互感器;数字化变电站;数据测控模式作者简介:许韦华(19832),女,博士研究生,主要从事电子式互感器的研制与开发。
中图分类号:T M45 文献标志码:B 文章编号:100129529(2010)022*******Da t a TTC M odel of Electron i c M utua l I nductor i n D i g it a li zed Subst a ti onXU W ei2hua,BAO Hai,YAN G Yi2han(School of Electric Engineering,North China Electric power University,Beijing,102206,China)Abstract:Compared t o the traditi onalmutual induct or,the electr onic mutual induct or has the characteristics of si m p le is olati on structure,wide dyna m ic range,str ong anti2saturati on perfor mance and flexible date out put and s o on.Data TTC model,interface of anal og and digital signals,input and out putmodes of digitalized substati on were analyzed and compared,which p r ovides s ome advices on the anti2interference measures and i m p le mental functi on app licati on of digital signal.Key words:electr onic mutual induct or;digitalized substati on;data TTC model current li m iter using high2resistive Y BCO tapes[J].Physica C:Superconductivity,2008,468(15220):204622049. [6]S W Yi m,H R Ki m,O B,etc.Hyun Op ti m al design of su2perconducting fault detect or for superconduct or triggered faultcurrent li m iters[J].Physica C:Superconductivity,2008,468(15220):207222075.[7]杨国庆,祝瑞金,余颖辉,等.华东电网500kV故障电流限制器应用研究[J].华东电力,2008,36(11):22225.收稿日期:2009211215本文编辑:王志胜 电子式互感器主要特点有绝缘简单、体积小、重量轻、T A动态范围宽、无饱和现象、无谐振、二次输出不怕开路,数字量输出等是数字化变电站的典型设备。
其数据测控装置主要由模拟量输入和输出模块、数字量输入和输出模块、人机交互模块及辅助模块构成[123]。
数字化变电站中的二次设备也相应地提供了数字化接口,能满足电子式互感器和其他智能设备的要求[4,5]。
1 模拟量输入、输出变电站的电流、电压均属模拟量,由于模拟量是连续变化的物理量,要将其采集并送到调度端,必须经过模/数转换才能输入计算机,这是模拟输入通道的作用。
另一方面为了实现对生产过程的控制,有时需要输出模拟信号,去驱动模拟调节器执行机构工作。
(1)模拟量输入通道的组成1)变送器:将电压、电流按照一定规律变换成微弱的电信号;2)信号处理环节:根据不同变换器的输出信号,将其放大或者处理成与A/D转换器所要求的输入相适应的电压水平;3)多路转换开关:数字换变电站内要检测或者控制的模拟量很多,为了简化电路,可以用多路模拟开关,使得多路模拟信号共用一个A/D转换器;4)采样保持器:在A/D进行采样期间,保持输入信号不变的电路称为采样保持电路;许韦华,等 数字化变电站中电子式互感器的数据测控模式02595)A/D转换器:这是模拟量输入通道的核心。
其作用是将模拟量转换成数字量,以便由计算机读取,进行分析处理。
(2)模拟量输出通道的作用计算机输出的信号时以数字的形式给出的,而部分执行元件要求提供电流或电压等模拟信号,故必须采用模拟量输出通道来实现。
它的作用是把计算机输出的数字量转换成模拟量,这个任务主要是由数/模(D/A)转换器来完成。
由于D/A转换器需要一定的转换时间,在转换期间,输入待转换的数字量应该保持不变,而计算机输出的数据,在数据总线上稳定的时间很短,因此在计算机与D/A转换器间必须用锁存器来保持数字量的稳定。
经过D/A转换器得到的模拟信号,一般要经过低通滤波器,使其输出波形平滑,同时为了能驱动受控设备,可以采用功率放大器作为模拟量输出的驱动电路。
2 模/数(A/D)转换器(1)A/D转换器工作原理最常用的A/D转换器为逐次逼近型A/D转换器。
主要由逐次逼近寄存器S AR、D/A转换器、比较器以及时序及控制逻辑等部分组成。
它的实质是逐次把设定的S AR寄存器中的数字量经D/A转换后得到电压Vc,与待转换模拟电压V x 进行比较。
比较时,先从S AR的最高位开始,逐次确定各位的数码应是“1”还是“0”。
转换前,先将S AR寄存器各位清零。
转换开始时,控制逻辑电路先设定S AR寄存器的最高位为“1”,其余位为“0”此试探值经D/A转换成电压Vc,然后将V c与模拟输入电压V x比较。
如果V c≥V x,说明S AR最高位的“1”应予保留;如果V c<Vx,说明S AR最高位应变为“0”。
显然A/D转换器的N位数决定于S AR的位数和D/A的位数。
然后再对S AR寄存器的次高位置“1”,以上述方法进行D/A转换和比较。
如此重复上述过程,直至确定S AR寄存器的最低位为止。
过程结束后,状态线改变状态,表明已完成一次转换。
最后,逐次逼近寄存器S AR中的内容就是与输入模拟量Vx相对应的二进制数字量。
(2)A/D转换器的主要技术性能1)分辨率(Res oluti on),反映A/D转换器对微小输入变化响应的能力,通常用数字输出最低位(LS B)所对应的模拟输入的电平值表示。
2)精度(Accuracy),由于温度会对比较器、运算放大器、电阻网络等产生影响,故知在一定的温度内才能保证额定精度指标。
变电站一般采用工作温度范围为-55℃～+125℃的A/D转换器。
3)转换时间(Conversi on Ti m e),指完成1次A/D转换所需时间,即由发出启动转换命令信号到转换结束信号开始有效的时间间隔。
4)电源灵敏度(Power Supp ly Sensitivity),指A/D转换芯片M供电电源的电压发生变化时产生的转换误差。
一般用电源电压变化1%时相当的模拟量变化的百分数表示。
5)量程,指所能转换的模拟输入电压,分单极性、双极性2种,目前被广泛采用的DSP56F807就属于双极性A/D芯片。
6)输出逻辑电平,多数A/D转换器的输出逻辑电平与TT L电平兼容。
在考虑数字量输出与微处理器的数据总线接口是,应注意是否要3态逻辑输出,是否要对数据进行锁存等。
3 数/模(D/A)转换器D/A转换器的作用是将二进制的数字量转换成为相应的模拟量,主要部件是电阻开关网络,其主要网络形式为权电阻网络和R22R梯形电阻网络。
随着集成电路技术的发展,已可将精密电阻、模拟开关、数据锁存器,甚至包括基准电源和运算放大器集成在同一芯片上,可以和8位或16位微处理机兼容。
他们的精度和速度各不相同,按照字长分为8、10、12位等,可根据实际需要选择合适的D/A转换器。
4 采样保持A/D转换器完成1次完整的转换过程需要一定的时间,因此对变化较快的模拟信号来说,如果不采取措施,将引起转换误差。
为了保证转换时的误差在A/D转换器的量化误差内,则电子式互感器输出的模拟信号的频率不能过高。
D/A采样保持器采样期间,模式控制开关S 闭合,A1是高增益放大器,它的输出通过开关S 使保持电容迅速达到输入电压值;采样保持期间,02602010,38(2)模式控制信号时开关断开,由于运放A2的输入阻抗高,理想情况下,电容器将保持充电时的最高值。
对电子式电压互感器和电子式电流互感器进行交流电压和交流电流离散采样时,输入至A /D 转换器的是与一次电压和一次电流同频率同大小成比例的交流电压信号的等时间间隔的离散量[6]。
由于数字化变电站的一次电压和电流都是高电压、大电流信号,不能直接接送至A /D 转换器,解决方法是将电子式互感器测得的强电信号经过一个小电流互感器,变换成A /D 转换器所能接受的电压信号,见图1[7]。
图1 交流采样原理5 信号的抗干扰措施数字化变电站常处于强电场中,电磁干扰比较严重,若没有采取适当措施,可能会干扰程序的正常执行,产生所谓“飞车”的软故障,甚至损坏电路芯片或CP U 。
因此为了防止电磁干扰对计算机的影响,必须采取抗干扰措施。
采用光电耦合器可以实现电子式互感器输出的数字量与计算机总线之间的完全隔离,光电耦合器由发光二极管和光敏三极管组成,其间绝缘并封装于同一芯片中。
由于在光电耦合器里,信息传送介质为光,但是输入和输出都是电信号,由于信息的传送和转换的过程都是在不透光的密闭环境下进行的,因此它既不会受电磁信号的干扰,也不会受外界光的干扰,因此光电耦合器可实现计算机和电子式互感器的光电隔离,其绝缘电阻很大,一般介于1011～1013Ω之间,所以隔离效果比较好,电子式互感器附近的电磁干扰很难通过它传送到计算机总线上。
电子式互感器输出的数字信号也可通过继电器与计算机隔离,也可起到比较好的隔离作用。
6 结语介绍了电子式互感器在数字化变电站的数据测控模式,对模拟量和数字量的接口、输入和输出模式进行了分析和比较,并分析了采样保持过程对数据传输与测控的影响,提出了针对数字量的抗干扰措施,对实际工程应用提出了实用性建议。