[发明专利]一种独立支柱式一体化数字输出电力互感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型电子式电力互感器，是一种高压侧无采集器、三相应用无合并单元、具有数字输出的新型电子式电力互感器，一体化无缝设计提高电子式电力互感器的可靠性。

背景技术

智能变电站是实现了测量数字化的变电站，是基于IEC 61850标准，具有站控层、过程层网络，采用电子式互感器进行电流电压测量及数字化处理的数字变电站。电子式电流/电压互感器技术是智能变电站的关键技术之一。

随着传感技术、电子技术、通讯技术的快速发展，电子式电流互感器(Electronic Current Transformer)和电子式电压互感器(Electronic Voltage Transformer)技术已逐步成熟。与传统电磁式电流/电压互感器相比，优势十分明显：1)测量频带宽，动态范围大；2)无电流饱和；3)无电压谐振；4)无负载问题；5)无电流二次侧开路问题；6)无附加误差，数字化的电流电压信号以多播方式传输到二次保护测控设备，提升了保护测控系统的精度。

我国电子式互感器的发展，起始于本世纪初，主要为基于罗氏线圈、电容分压的电子式电流电压互感器。其基本结构遵循IEC60044-7/8标准框架，采用统一的数据模型及IEC61850-9-2数据通信平台，数字化的电流电压数据流通过光纤以太网以多播数据帧的形式发送至间隔层的保护测控装置，实现站内一次设备和二次智能电子装置的数字化通信，确保智能装置之间的互操作性。

目前基于罗氏线圈的电子式互感器的电子元件有位于高压侧的一次转换器，低压侧的二次转换器，及位于控制室的合并单元(Merging Unit，MU)。近年运行经验表明：1)采集器位于高压侧，易受开关场电磁干扰，可导致保护误动；2)高压采集器供能受限，故障率高，维修必须停电；3)合并单元(Merging Unit，MU)是互感器的智能部件，被视为二次设备，增加了保护测控链路装置数量，降低了继电保护的可靠性；4)电子式互感器的电子模块分处于互感器的高压端、低压端及控制室，采集、转换及发送功能分散，运维困难；5)互感器智能电子模块的运行寿命远低于互感器的其他部件，高压采集器的替换须停电，一定程度上缩短了互感器使用寿命。6)合并单元为互感器的智能部件，独立合并单元的引入，增加了二次设备的数量，提高了二次系统的建设及运维成本，过程总线交换机的引入，进一步降低了二次系统的可靠性。这些电子式互感器固有的缺限及智能变电站设计中出现的问题，成为智能变电站推广应用必须跨越的障碍。

发明内容

本发明为一种适用于高压系统的新型独立支柱式数字化输出电子式电力互感器，含一次组合传感器、复合绝缘支柱、底座屏蔽保护室，及位于底座屏蔽保护室的插拔式处理单元。其特征在于底座屏蔽保护室及插拔式的处理单元，双层屏蔽保护设计，可有效防止开关场开关操作对处理单元的电磁干扰，其与组合传感器的插拔式接口，可实现维修替换不停电。处理单元含采集处理模块、综合处理模块、通讯处理模块及电源模块。通讯模块具有四路光口，其中两路为输出光口，另两路输出、组合可配置。就地数字化的一体化设计，剔除了高压采集器及合并单元，三相应用无合并单元，变化测控应用无附加元件，提高了智能变电站的可靠性高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

1)一种一体化独立支柱式数字输出电力互感器，包含组合传感器、复合绝缘支柱、底座屏蔽保护室，及位于底座屏蔽保护室的插拔式处理单元；其特征在于其插拔式的处理单元，就地数字化的一体化设计，剔除了高压采集器及合并单元，低压插拔式的设计，具有检修不停电的特点。2)本发明的独立支柱式数字输出电力互感器，其底座屏蔽保护室位为不锈钢全金属封闭设计。3)本发明的插拔式处理单元，处于互感器低压侧的屏蔽保护室中，具有不锈钢全金属屏蔽层外壳设计。4)本发明的插拔式处理单元，其组合传感器的接入采用插拔式端口设计，含采集处理模块、综合处理模块、通讯处理模块和电源模块。5)本发明的通讯模块具有四路光口输出，其中两路为输出光口，另两路输出、组合可配置。6)通讯模块在三相组合应用时，两路可配置输出光口选组合，通过光缆互联。7)通讯模块可配置输出光口在三相组合应用时，本相向邻相互感器发送本相电流电压数值，同时接收来自邻相的电流电压数值，经合成后，由数字输出光口向过程总线发布三相电流电压值，三相共提供六路输出光口。