[发明专利]无线超高压电流测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种超高压输变电线路的电流测量方法及装置，尤其涉及一种无线超高压电流测量方法及装置。

背景技术

随着电力系统电压等级的升高和传输容量的不断增大，传统的超高压电流测量装置的缺点越来越突出。

传统的电流互感器是电磁感应式电流互感器(CT)，它的一次绕组为电力线路电缆，二次绕组外部回路接有测量仪器或继电保护及自动控制装置。结构和变压器相似，在它的铁芯上绕有一、二次绕组，靠一、二次绕组之间的电磁耦合，将信息从一次侧传到二次侧。在铁芯与绕组间，以及一、二次绕组之间有足够耐电强度的绝缘结构，以保证所有的低压设备与高电压相隔离。电流互感器它具有测量精度高，工业应用已达0.2％，且能在电力系统中长期稳定运行。但电磁感应式电流互感器的高压母线与二次线圈之间通过铁芯耦合，它们之间的绝缘结构复杂，体积庞大，重量重，有的超高压电流测量装置甚至有数吨重，不仅制造困难，使用、安装困难，占地面积大，而且价格昂贵，造价随电压等级呈指数上升，常规的油浸式电流互感器，500kV的产品比300kV的产品价格高出一倍。电磁感应式电流互感器的5A或1A输出必需采用光隔离技术才能与计算机连接，控制、传输不便。另外，电磁感应式电流互感器有铁心，具有非线性，当电力系统发生短路时，高幅值的短路电流使互感器饱和，输出的二次电流严重畸变，造成保护错动，使电力系统发生严重事故。而且，互感器饱和引起的波形畸变，其频带响应特性差，频带窄，系统高频响应差，使得新型的基于高频暂态分量的快速保护的实现困难。电磁感应式电流互感器的二次回路不能开路，低压侧存在开路危险。电磁感应式电流互感器一般采用绝缘油隔离的办法来解决绝缘问题，不可避免地存在易燃、易爆炸等危险。

光电式电流互感器(OCT)种类较多，大致分为有源型和无源型两种。有源型的其传感头部分具有需用电源的电子电路，无源型的其传感头部分不需电源，两者具有传统的电磁式电流互感器的优点。有源型光电式电流互感器是新近发展起来的，结构相对较简单。采用激光光源，将光能从地电位侧通过光纤送到高电位侧，再由光电转换器件将光能转换成为电能，经过电源稳定电路后，给传感头的电子电路供电。其高电位侧的传感头中全部采用电子器件。高电位侧用空心线圈(Rogowski线圈)将母线电流变成模拟电压信号，经过模数转换电路(A/D)转换成数字信号，用电光转换(LED)电路再转换成光信号，然后通过绝缘的光纤将光信号送到地电位侧。在地电位侧，由光电转换器件(PIN)将光信号转换为数字电信号，供继电保护与电能计量之用。在需要模拟量的场合，可用数模转换电路(D/A)将数字量转换为模拟量。但光电式电流互感器因光学材料受温度、振动等引起的双折射影响，运行精度和长期稳定性相对较差。目前还没有应用于1000KV以上的超高压线路上的光电式电流互感器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线超高压电流测量方法及装置，其解决了现有技术所存在的体积庞大、重量重、价格昂贵，或运行的精度和稳定性相对较差的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种无线超高压电流测量方法，其特殊之处在于，该方法的实现步骤包括：

(I)在高电位侧测量高压线路电流并用无线电信号方式发射出：

(i)通过电流传感器获取高压线路电流的测量信号；

(ii)高压线路电流的测量信号经整流、滤波、放大等信号处理后，成为高电位侧模拟电流信号；

(iii)高电位侧模拟电流信号经模数转换处理后，转换为高电位侧数字电流信号；

(iv)通过高电位侧计算机控制高电位侧测量信号的采集及高电位侧的测量信号的发射；高电位侧计算机输出的高电位侧的测量信号经无线电转换发射装置转换为无线电数字化电流信号并发射出；

(II)在地电位侧接收高压线路测量信号：

(i)通过无线电接收装置接收高电位侧发射出的无线电数字化电流信号；

(ii)将接收的无线电数字化电流信号通过地电位侧计算机处理后输出。

上述接收的无线电数字化电流信号通过地电位侧计算机处理后输出是直接输出数字信号，或将所接收的无线电数字化电流信号通过地电位侧计算机处理后输出是指经数模转换电路转换为模拟信号之后再输出。

上述步骤(I)还包括获取高电位侧测量发射装置的电源；获取高电位侧测量发射装置电源的步骤包括：首先通过电流互感器由高压线路中引出电源，然后经电源信号处理电路的整流、滤波、稳压处理后，得到高电位侧测量发射装置的电源。