[发明专利]数字式电流综合器

说明书

所属技术领域

本发明属于电力系统领域，特别涉及一种与输电线路微机差动保护配套使用的数字式电流综合器。

背景技术

差动保护由于灵敏度高、选择性好且简单可靠，是电力系统中最主要的继电保护方式之一。其工作原理为：保护装置同步采集被保护线路两端的电流量，运行保护算法并做出判断故障是否发生、故障点是否位于被保护线路内，从而决定是否出口跳闸。因此，差动保护的正常工作必须借助于通信通道。

传统的差动保护主要由电磁式、晶体管或集成电路式差动继电器，配套金属导引线通信通道构成。金属导引线作为差动保护最早所使用的通信通道，传送对端线路电流模拟信号，在中短距离时具备经济可靠的特点，至今仍在电力系统保护中有着较为广泛的应用。

但是，传统的差动继电器大多存在装置笨重、设定复杂、系统老化、功能单一等缺点，无法适应当前的变电站自动化要求，目前大多已经被更换为新型的微机差动保护装置。因此，基于数字量运算的微机差动保护装置，如何与基于模拟信号传输的金属导引线通信通道配合使用，成为必须解决的问题。

对于该问题，已有多个公司研制了适用于导引线通道的微机差动保护装置，其实现方式主要有两种：

一是全数字式差动保护装置，利用金属导引线向线路对端的微机差动保护装置传送数字信号，不再是传送模拟信号，但对导引线的质量有了较高的要求，且所允许的被保护线路长度较短。该类型的代表产品有东芝公司的GRL150。实际运行经验表明，对于大多数已经架设的导引线来说，并不能可靠的传送低电平数字信号，这直接影响了保护装置的动作可靠性。

另一种是半数字式差动保护装置，代表产品有西门子公司生产的7SD600。导引线仍如传统模式一样通过环流向对端传递信息，保护装置测量本端电流和导引线电流并对其进行数字化处理，利用微机算法判定系统运行状况。事实证明，对于导引线通道来说，这种通讯方式远比前者可靠。但是由于实际系统中通常仅架设两根导引线以减少投资成本，必须先将三相电流整合成单相电流再送入导引线，现有的此类保护装置仍然通过传统的电流综合器——三相/单相变流器来完成此功能。这种传统的变流器一般只能实现简单的电流加减，且一次侧绕组接线方式的改变较为繁琐，不能灵活设定，使得该类微机导引线差动保护装置未能充分发挥数字技术的优势。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种数字式电流综合器，应用本发明既充分利用了数字技术的优势，可以灵活地实现待传送信号的数字调制，同时也可以充分利用传统的金属导引线通信通道构成差动保护系统，节约了成本，可替代传统三相/单相变流器。

本发明提出的一种数字式电流综合器，其特征在于，该装置包括：电流变换模块、数据采集模块、数据处理模块、数模转换模块、功率放大模块和导引线出口模块；其连接关系为：由电流变换模块把来自于电流互感器的三相电流信号转换为额定值2.5V的电压信号输出给数据采集模块，由数据采集模块高速采集该信号，并对该信号进行快速实时处理成数字信号后传给数据处理模块，由数据处理模块计算得到相应的单相综合电流值后，送给数模转换模块转换成模拟信号送给功率放大模块，功率放大模块将该信号放大后经导引线出口模块输入到金属导引线中。

本发明的特点及效果

本发明通过电流变换器(小电流互感器)，把来自于电流互感器(额定电流1安培或者5安培)的三相电流信号转换为2.5V的电压信号输出，供数据采集系统使用。对反映三相电流值的电压信号进行模拟—数字量转换的高速同步模/数转换，采样分辨率为12位，采样频率1600赫兹。