合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)，具體包括：互感器，用于輸出模擬量輸入信號(hào)；第一接線柱，與所述的互感器相連接，用于接收所述的模擬量輸入信號(hào)，并將所述的模擬量輸入信號(hào)發(fā)送至屏蔽雙絞線；反相器，與所述的互感器相連接，用于將所述模擬量輸入信號(hào)的相位取反，得到反相信號(hào)，并將所述的反向信號(hào)發(fā)送至第二接線柱；所述的第二接線柱，與所述的反相器相連接，用于接收所述的反相信號(hào)，并將所述的反相信號(hào)發(fā)送至屏蔽雙絞線；接地接線柱，與所述的屏蔽雙絞線的鋁箔層相連接；所述的屏蔽雙絞線，與合并單元相連接。可以抑制模擬量中的工頻干擾和噪聲，同時(shí)屏蔽外界的電磁干擾，得到純凈的信號(hào)源，提高合并單元的采樣準(zhǔn)確率。
【專利說(shuō)明】合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型關(guān)于電力系統(tǒng)的自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是關(guān)于數(shù)字化變電站的模擬量輸入型合并單元的連接技術(shù)，具體的講是一種合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的描述可知，變電站的一、二次設(shè)備可分為三層:站控層、間隔層、過(guò)程層。過(guò)程層通常又稱為設(shè)備層，主要是指變電站內(nèi)的變壓器和斷路器、隔離開(kāi)關(guān)及其輔助觸點(diǎn)，電流、電壓互感器等一次設(shè)備。
[0003]合并單元(MU)作為過(guò)程層的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，為智能電子設(shè)備(IED)提供一組時(shí)間同步(相關(guān))的電流和電壓采樣值。其主要功能是匯集(或合并)多個(gè)互感器的輸出信號(hào)，獲取電力系統(tǒng)電流和電壓瞬時(shí)值，并以確定的數(shù)據(jù)品質(zhì)傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)電氣測(cè)量?jī)x器和繼電保護(hù)設(shè)備。其每個(gè)數(shù)據(jù)通道可以傳送一臺(tái)和(或)多臺(tái)的電流和(或)電壓互感器的采樣值數(shù)據(jù)。
[0004]隨著采用DL/T860標(biāo)準(zhǔn)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣，變電站一次系統(tǒng)電壓、電流運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸及運(yùn)用發(fā)生了較大的改變。變電站過(guò)程層設(shè)備與間隔層設(shè)備之間的信息交互發(fā)生了較大的改變。合并單元作為互感器與間隔層智能電子設(shè)備間采樣數(shù)據(jù)的橋梁，已成為信息采集的重要設(shè)備，其性能優(yōu)劣對(duì)變電站乃至整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。因此，研究合并單兀校驗(yàn)的相關(guān)技術(shù)，提聞合并單兀的校驗(yàn)效率和準(zhǔn)確率具有重大意義。 [0005]通常，合并單元對(duì)來(lái)自一個(gè)設(shè)備間隔(一套包括互感器在內(nèi)的三相開(kāi)關(guān)設(shè)備的總稱)的各電流和電壓，按DL/T860.92標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合并和傳輸。在數(shù)字化變電站建設(shè)中存在傳統(tǒng)電磁式互感器和電子式互感器并存的情況，傳統(tǒng)電磁式互感器輸出的是模擬信號(hào)。
[0006]根據(jù)IEC60044-7標(biāo)準(zhǔn)，電子式電壓互感器(EVT)米用電阻分壓器、電容分壓器或光學(xué)裝置作為一次轉(zhuǎn)換部件，利用光纖裝置作為一次轉(zhuǎn)換器和二次轉(zhuǎn)換器之間的傳輸系統(tǒng)，并裝有電子器件作測(cè)量信號(hào)的傳輸和放大，具有模擬量電壓輸出或數(shù)字量輸出。根據(jù)IEC60044-8標(biāo)準(zhǔn)，電子式電流互感器(ECT)采用傳統(tǒng)電流互感器(CT)、霍爾傳感器、Rogowski線圈或光學(xué)裝置作為一次轉(zhuǎn)換部件，利用光纖作為一次轉(zhuǎn)換器和二次轉(zhuǎn)換器之間的傳輸系統(tǒng)，并裝有電子器件作測(cè)量信號(hào)的傳輸和放大，具有模擬量電壓輸出或數(shù)字輸出。
[0007]對(duì)于模擬量電壓輸出的傳統(tǒng)電磁式互感器和電子互感器，其輸出電壓值是O~5V，這也是工業(yè)上通常作為模擬信號(hào)傳輸?shù)姆椒āＴ跀?shù)字化變電站中，多路該模擬信號(hào)傳輸、匯集到合并單元進(jìn)行處理。因此對(duì)于合并單元校驗(yàn)裝置，需要提供此類模擬電壓信號(hào)，傳輸?shù)胶喜卧?，然后將合并單元的輸出信?hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，從而評(píng)估合并單元的數(shù)據(jù)采集和傳輸準(zhǔn)確率等指標(biāo)。目前該模擬量與MU之間的信號(hào)傳輸通常采用的是普通電纜，即一根信號(hào)線一根地線的做法(單端信號(hào)方案)。
[0008]如果采用普通電纜，一個(gè)模擬電壓信號(hào)從發(fā)送點(diǎn)通過(guò)長(zhǎng)的電纜傳輸?shù)浇邮拯c(diǎn)，信號(hào)很容易失真。因?yàn)殡妷盒盘?hào)經(jīng)過(guò)發(fā)送電路的輸出阻抗、電纜的電阻以及接觸電阻形成了電壓降損失，由此造成的傳輸誤差就是接收電路的輸入偏置電流乘以上述各個(gè)電阻的和。如果信號(hào)接收電路的輸入阻抗是高阻的，那么由上述的電阻引起的傳輸誤差就足夠小，這些電阻也可以忽略不計(jì)。要求不增加信號(hào)發(fā)送方的費(fèi)用又要所提及的電阻可忽略，就要求信號(hào)接收電路有一個(gè)高的輸入阻抗。原則上，高阻抗的電路特別是在放大電路的輸入端很容易受到電磁干擾從而會(huì)引起很明顯的誤差。所以用電壓信號(hào)傳輸就必須在傳輸誤差和電磁干擾的影響之間尋找一個(gè)折中的方案。
[0009]在單端信號(hào)方案的系統(tǒng)里，存在以下弊端:
[0010](I)、容易受外部電磁干擾的影響；
[0011](2)、測(cè)量信號(hào)的精確性依賴系統(tǒng)內(nèi)“地”的一致性，信號(hào)源和信號(hào)接收器距離越遠(yuǎn)，他們局部地的電壓值之間有差異的可能性就越大；
[0012](3)、為了處理單端、單電源系統(tǒng)的雙極信號(hào)，必須在地和電源干線之間某任意電壓處(通常是中點(diǎn))建立一個(gè)虛地。用高于虛地的電壓來(lái)表示正極信號(hào)，低于虛地的電壓來(lái)表示負(fù)極信號(hào)，同時(shí)必須將虛地正確地分布到整個(gè)系統(tǒng)里。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0013]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，提出了一種合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)，對(duì)輸入合并單元中的模擬量，通過(guò)本實(shí)用新型的連接系統(tǒng)后，可以抑制模擬量中的工頻干擾和噪聲，同時(shí)屏蔽外界的電磁干擾，得到純凈的信號(hào)源，提高合并單元的采樣準(zhǔn)確率。
[0014]本實(shí)用新型的目的是，提供了一種合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)，具體包括:互感器，用于輸出模擬量輸入信號(hào)；第一接線柱，與所述的互感器相連接，用于接收所述的模擬量輸入信號(hào)，并將所述的模擬量輸入信號(hào)發(fā)送至屏蔽雙絞線；反相器，與所述的互感器相連接，用于將所述模擬量輸入信號(hào)的相位取反，得到反相信號(hào)，并將所述的反向信號(hào)發(fā)送至第二接線柱；所述的第二接線柱，與所述的反相器相連接，用于接收所述的反相信號(hào)，并將所述的反相信號(hào)發(fā)送至屏蔽雙絞線；接地接線柱，與所述的屏蔽雙絞線的鋁箔層相連接；所述的屏蔽雙絞線，與合并單元相連接，用于將所述的模擬量輸入信號(hào)、所述的反相信號(hào)傳輸至所述的合并單元；所述的合并單元，與所述的屏蔽雙絞線相連接，用于接收所述的模擬量輸入信號(hào)、所述的反相信號(hào)。
[0015]優(yōu)選的，所述的接地接線柱與所述的第一接線柱形成60°夾角。
[0016]優(yōu)選的，所述的接地接線柱與所述的第二接線柱形成60°夾角。
[0017]優(yōu)選的，所述的屏蔽雙絞線包括兩根互相絕緣、互相纏繞的導(dǎo)線。
[0018]優(yōu)選的，所述的屏蔽雙絞線的導(dǎo)線上包裹有鋁箔層。
[0019]優(yōu)選的，所述的屏蔽雙絞線的鋁箔層上包裹有屏蔽層。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果在于，提出的一種合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)，采用差分傳輸，因此只用控制基準(zhǔn)電壓，就能夠很容易地識(shí)別小信號(hào)，對(duì)輸入合并單元中的模擬量，可以抑制模擬量中的工頻干擾和噪聲，同時(shí)屏蔽外界的電磁干擾，得到純凈的信號(hào)源，提高合并單元的采樣準(zhǔn)確率。
[0021]為讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下?！緦＠綀D】
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)中屏蔽雙絞線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]附圖標(biāo)記:
[0026]互感器100
[0027]第一接線柱200
[0028]反相器300
[0029]第二接線柱400
[0030]接地接線柱500`[0031]屏蔽雙絞線600
[0032]合并單元700
[0033]導(dǎo)線601
[0034]鋁箔層602
[0035]屏蔽層603
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0037]為了詳細(xì)介紹本實(shí)用新型的具體內(nèi)容，下面先簡(jiǎn)述本實(shí)用新型涉及的縮略語(yǔ)與關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)。
[0038]合并單兀(MergingUnit, MU)
[0039]用以對(duì)來(lái)自二次轉(zhuǎn)換器的電流和(或)電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間相關(guān)組合的物理單元。合并單元可以是互感器的一個(gè)組成件，也可以是一個(gè)分立單元。
[0040]互感器(instrument transformer)
[0041]是按比例變換電壓或電流的設(shè)備。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓(100V)或標(biāo)準(zhǔn)小電流(5A或IOA均指額定值)，以便實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)x表、保護(hù)設(shè)備及自動(dòng)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。同時(shí)互感器還可以用來(lái)隔開(kāi)高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備的安全。
[0042]電子式互感器
[0043]包括電子式電流互感器(Electronic Current Transformer, ECT)、電子式電壓互感器(Electronic Voltage Transformer, EVT),是一種裝置，由連接到傳輸系統(tǒng)和二次轉(zhuǎn)換的一個(gè)或多個(gè)電流或電壓傳感器組成，用以傳輸正比于被測(cè)量的量，供給測(cè)量?jī)x器、儀表和繼電保護(hù)或控制裝置。在數(shù)字接口的情況下，由一組電子式互感器共用一臺(tái)合并單元完成此功能。
[0044]智能電子設(shè)備即Intelligent Electronic Device, IED。
[0045]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖1可知，本實(shí)用新型中的合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)具體包括:
[0046]互感器100,用于輸出模擬量輸入信號(hào)。在具體的實(shí)施方式中，諸如50mV?5V模擬量輸入信號(hào)。
[0047]第一接線柱200，與所述的互感器100相連接，用于接收所述的模擬量輸入信號(hào)，并將所述的模擬量輸入信號(hào)發(fā)送至屏蔽雙絞線600 ；
[0048]反相器300，與所述的互感器100相連接，用于將所述模擬量輸入信號(hào)的相位取反，得到反相信號(hào)，并將所述的反向信號(hào)發(fā)送至第二接線柱400 ；
[0049]所述的第二接線柱400，與所述的反相器300相連接，用于接收所述的反相信號(hào)，并將所述的反相信號(hào)發(fā)送至屏蔽雙絞線600。
[0050]也即，第一接線柱200輸出的模擬量輸入信號(hào)與第二接線柱400輸出的反向信號(hào)的振幅相等，但是相位相反，兩路信號(hào)均發(fā)送至屏蔽雙絞線，也即屏蔽雙絞線接收到的信號(hào)是模擬量輸入信號(hào)與反向信號(hào)組成的差分信號(hào)。
[0051]接地接線柱500,與所述的屏蔽雙絞線的招箔層602相連接,該接地接線柱是接地端。在具體的實(shí)施方式中，可設(shè)置所述的接地接線柱500與所述的第一接線柱200形成60 °夾角，所述的接地接線柱500與所述的第二接線柱400形成60°夾角。也即第一接線柱、第二接線柱與接地接線柱三者構(gòu)成一個(gè)等邊三角形。
[0052]所述的屏蔽雙絞線600，與合并單元700相連接，用于將所述的模擬量輸入信號(hào)、所述的反相信號(hào)傳輸至所述的合并單元700 ；
[0053]所述的合并單元700，與所述的屏蔽雙絞線600相連接，用于接收所述的模擬量輸入信號(hào)、所述的反相信號(hào)。
[0054]也即本實(shí)用新型中的模擬量輸入信號(hào)分兩路分別接入接線柱I和接線柱2，然后通過(guò)屏蔽雙絞線傳輸至合并單元。同時(shí)有一接地接線柱連接招箔層，該接地接線柱與接線柱1、接線柱2形成60°夾角，從而形成差分信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)。
[0055]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)中屏蔽雙絞線的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖2可知，本實(shí)用新型中的屏蔽雙絞線包括兩根互相絕緣、互相纏繞的導(dǎo)線601，所述的導(dǎo)線601上包裹有鋁箔層602，所述的鋁箔層上包裹有屏蔽層603。
[0056]本實(shí)用新型將輸入合并單元的50mV?5V模擬信號(hào)，通過(guò)屏蔽雙絞線傳輸。屏蔽雙絞線(Twisted Pair)由兩根互相絕緣的導(dǎo)線按照一定的規(guī)格互相纏繞在一起而制成,采用這種方式，不僅可以抵御一部分來(lái)自外界的電磁波干擾，而且可以降低自身信號(hào)的對(duì)外干擾。同時(shí)在雙絞線的外層、護(hù)套內(nèi)由鋁箔包裹，與外部電磁場(chǎng)隔離，以減小輻射，屏蔽電磁干擾。在鋁箔層的導(dǎo)電面上鋪設(shè)了一根接地導(dǎo)線，與接地接線柱連接。為了不留下電磁波可以侵入的縫隙，鋁箔層被最大限度展開(kāi)，與屏蔽雙絞線的屏蔽層之間形成360度的全方位接觸。[0057]綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)，對(duì)輸入合并單元中的模擬量，通過(guò)本實(shí)用新型的連接系統(tǒng)后，可以抑制模擬量中的工頻干擾和噪聲，同時(shí)屏蔽外界的電磁干擾，得到純凈的信號(hào)源，提高合并單元的采樣準(zhǔn)確率。
[0058]本實(shí)用新型的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果主要是:
[0059]( I)、采用差分傳輸，只用控制基準(zhǔn)電壓，就能夠很容易地識(shí)別小信號(hào)；
[0060](2)、由于一個(gè)干擾源幾乎相同程度的影響差分信號(hào)對(duì)的每一端，而電壓差異決定信號(hào)值，這樣可以忽略在兩個(gè)導(dǎo)體上出現(xiàn)的任何同樣干擾，因此這種方式可以有效屏蔽外部電磁干擾；
[0061](3)、對(duì)于差分信號(hào)，不需要虛地，因此在處理和傳播雙極性信號(hào)時(shí)有一個(gè)高真度，無(wú)需依賴虛地的準(zhǔn)確性。
[0062]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例系統(tǒng)中的全部或部分流程，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一般計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各系統(tǒng)的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(Random AccessMemory, RAM)等。
[0063]本實(shí)用新型中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)，其特征是，所述合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)具體包括: 互感器，用于輸出模擬量輸入信號(hào)； 第一接線柱，與所述的互感器相連接，用于接收所述的模擬量輸入信號(hào)，并將所述的模擬量輸入信號(hào)發(fā)送至屏蔽雙絞線； 反相器，與所述的互感器相連接，用于將所述模擬量輸入信號(hào)的相位取反，得到反相信號(hào)，并將所述的反向信號(hào)發(fā)送至第二接線柱； 所述的第二接線柱，與所述的反相器相連接，用于接收所述的反相信號(hào)，并將所述的反相信號(hào)發(fā)送至屏蔽雙絞線； 接地接線柱，與所述的屏蔽雙絞線的鋁箔層相連接； 所述的屏蔽雙絞線，與合并單元相連接，用于將所述的模擬量輸入信號(hào)、所述的反相信號(hào)傳輸至所述的合并單元； 所述的合并單元，與所述的屏蔽雙絞線相連接，用于接收所述的模擬量輸入信號(hào)、所述的反相信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)，其特征是，所述的接地接線柱與所述的第一接線柱形成60°夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)，其特征是，所述的接地接線柱與所述的第二接線柱形成60°夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)，其特征是，所述的屏蔽雙絞線包括兩根互相絕緣、互相纏繞的導(dǎo)線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)，其特征是，所述的屏蔽雙絞線的導(dǎo)線上包裹有鋁箔層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的合并單元模擬量輸入的連接系統(tǒng)，其特征是，所述的屏蔽雙絞線的鋁箔層上包裹有屏蔽層。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203444328SQ201320599247
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】王長(zhǎng)瑞, 周新華, 張?chǎng)? 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司