电网监控与调度自动化第二章交流数据采集与处理 PPT

电磁式
光电式
电磁式
电容分压式
光电式
电磁式电流互感器的工作原理：相当于工作在短 路条件下的小容量升压变压器 KTA=IN1/IN2 ≈ WN2/WN1
W1
W2
电磁式电压互感器
工作原理 相当于工作在开路 条件下的小容量 降压变压器。其一、
二侧额定电压之比为：
KTV=U1N/U2N
一、电磁式互感器的工作原理 二、互感器的误差 三、互感器的准确级与二次额定容量 四、互感器的极性和常用接线
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
模拟量输出
现
场 电 力 设
放 大 驱 动
D/A转换器
锁 存 器
备
微
输出 接口
型 计 算
机
D/A转换器基本原理
-UR R
R
R
2R
S1 1
2R S2
2R S3
2R 2R
Rf S4
UD
-A
+
U D D R fR U R ,D S 1 2 1 S 2 2 2 S 3 2 3 S 4 2 4
（一）电流互感器 1。电磁式电流互感器
二次侧处于近似于短路
Ki I N 1 IN2
比值误差和角误差
磁饱和 、铁磁谐振、动态范围小
电子式电流互感器 国际电工委员会发布的电子式 电流互感器标准为
IEC60044．8 我国等同采用并转化为相应的 国标 GB20840．8-2007
（1）罗氏线圈电流互感器 Rogowski线圈为一空心环形
全光纤电流互感器的原理
反
光纤
射
镜 汇流排
两偏振光传播方向 （红、绿箭头）
信号处理 电路
• 利用磁光法拉第效应
• 光波在通电导体的磁 场作用下，光的传播发 生相位变化
• 检测光强的相位变化， 测出对应电流大小
保护:5P30/1P50，测量:0.2级 符合IEC60044-8和GB/T 20840.8
罗氏线圈电流互感器 没有铁心，没有非线性影响，如 饱和等问题,因为没有饱和，动态 范围大 。
罗氏线圈电流互感器 输出电压正比于电流对时间的导 数，须积分后才可以还原电流波 形，高压侧存在积分器和采样变 换回路 ，线圈材质易受环境温度 影响变形 。
光学电流互感器（OCT）
Faraday磁光效应 光的偏振面受到外加磁场的作用而产生 旋转的现象。 磁场的方向与光的传播方向平行，线性 偏振光通过置于磁场中的法拉第旋光材料 后，出射线性偏振光与入射线性偏振光的
➢ 直流采样 整流、二进制转换
➢ 交流采样 一周期多次采样、转换、计算
➢ 电能数据采集 脉冲与计数
三种模拟量
ຫໍສະໝຸດ Baidu
采样方式
快速变化的交流量：如交流电压、电流、功率等
缓慢变化的直流量：如控制母线的直流电压、操 作母线的直流电压
缓慢变化的非电量：如温度、压力、水位等。
直流采样
采样方式
直流电量：利用直流电量变送器将实际的电压电流 值转换为0～5V的直流电压。
采样方式 直流采样的特点
对A/D转换器转换速率要求不高，软件算法简单，程 序可靠性高
经过整流和滤波环节，抗干扰能力较强。
直流采样输入回路常采用RC电路滤去整流后的纹波， 采样实时性差，无法反映被测量的波形，因此不适用 于微机保护和故障录波。
需要变送器屏。
采样方式
交流采样的特点
实时性好 能反映实际波形 可以省略功率变送器，功率由算法计算得到。 对A/D转换器和采样保持器要求较高，要求一 个周期内必须有足够的采样点数，要求A/D转 换器转换速度高。 采样和计算的程序比较复杂。
2.所有二次设备可用低电压、小电流的电缆连接， 二次设备的绝缘水平能按低电压设计，结构轻巧， 价格便宜。便于集中管理，可实现远方控制和测 量。
3.二次回路不受一次回路的限制，
4.使二次侧的设备与高电压部分隔离，且互感器二 次侧要有一点接地，保证二次系统设备和工作人 员的安全。
电流互感器
•
互感器
电压互感器
线圈，二次绕组缠绕在非磁性骨 架上，被测电流垂直穿过线圈中 心，根据电磁感应原理可以得到 线圈输出电压
电子式电流互感器 罗氏线圈电流互感器
罗氏线圈电流互感器 电磁感应原理
e 0DS /dd tH I /dIt
μ0----真空磁导率 D-----匝数密度，匝数/m S-----二次绕组导线面积，m2 dI/dt-----一次电流对时间的导数 H----电感系数，h
电网监控与调度自动化第二章交流数据采集 与处理
概述 互感器 直流采样 交流采样与合并单元 电力系统数据预处理 标度变换
实现对电网的监视和控制 ➢ 表征电网实时运行状态的遥测量值和遥信状态 采集与传送 ➢ 对这些信息进行适当的加工处理，形成控制电
网安全、稳定和经济运行的遥控、遥调命令。
相位调制器 耦合器
偏振器
探测器 光源
A）不通电 B）通电
全光纤电流互感器的特点
• 敏感元件和传输元件全部采用光纤； • 共光路技术和差动信号解调方式提高了抗干
扰能力 • 采用了全数字闭环控制技术； • 受环境影响小； • 高精确度和大测量动态范围； • 精确测量直流。 • 安装方式灵活，适应性强。
偏振面将产生旋转角。
全光纤电流互感器的原理
法拉第磁光效应原理
光学电流互感器（OCT）
光学电流互感器（OCT）
vLHdl
v----材料的Verdet常数 H----磁场强度 L----通过法拉第磁光玻璃的光程
光学电流互感器（OCT） 测得线偏振光的旋转角度θ就可 以求出导体中的电流i(t)。 OCT具有不受电磁干扰、不饱和、 测量范围大、有效频带宽 。
D/A转换器的结构
Bn
数数
据 缓 冲
据 锁 存
电流 开关
电阻 网络
运放
器器
B0
电压输出
互感器（TA） 高电压、大电流测量
传统电压互感器和电流互感器输 出交流电压0~100V，交流电流0~5A， 经中间变换器变换 为低电压。
电子式互感器直接变换到数据变 换设备所规定的低电压。
1.将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标 准值，使测量仪表和保护装置标准化。
交流电量：采用交流电压、电流和功率变送器将相 应原始信号转换为0～5V或0～±5V的直流电压信号。
非电量：利用专用的温度变送器、压力变送器
交流采样
•只针对交流信号的采集。直接将交流信号变送为0～ 5V的交流电压信号送至A/D转换器进行转换，即采 集交流信号的瞬时值，然后采用算法计算电压、电流 的有效值及利用电压电流计算功率。