電子式互感器中數(shù)字同步和數(shù)字通信技術(shù)分析

姜茳

【摘要】 隨著社會(huì)科技的進(jìn)一步發(fā)展，在數(shù)字化變電中國(guó)中，電子式互感器的應(yīng)用越來(lái)越普及。在電子式互感器的應(yīng)用過(guò)程中，數(shù)字信息技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)逐漸與之結(jié)合，數(shù)字通信技術(shù)和數(shù)字同步技術(shù)成為了電子式互感器新的技術(shù)難關(guān)。電子式互感器與之前廣泛使用的電磁式互感器不同，具有許多的優(yōu)點(diǎn)，比如小巧輕便、頻帶卷，并且絕緣性質(zhì)比較突出。本文通過(guò)對(duì)電子式傳感器的概念和特點(diǎn)進(jìn)行解讀，分別對(duì)電子書(shū)互感器與數(shù)字同步和數(shù)字通信技術(shù)的關(guān)系交易探討。

【關(guān)鍵詞】 電子式互感器 數(shù)字同步 數(shù)字通信

前言：最近這些年，電子式互感器越來(lái)越多的應(yīng)用于各地的數(shù)字化變電站。電子式互感器能夠大面積普及，主要要感謝今年嵌入式技術(shù)和以太網(wǎng)的通信技術(shù)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。電子式互感器與傳統(tǒng)的電磁式互感器相比，具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，今后取代電磁式互感器的地位已屬必然。電子式互感器在功能上分為數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)字通訊兩大部分。由于電氣量采集方式的改變，數(shù)字同步問(wèn)題逐漸凸顯，成為了一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，另一方面數(shù)字通信問(wèn)題也不可忽視。本文將重點(diǎn)研究數(shù)字同步和數(shù)字通信問(wèn)題，為當(dāng)前電子式互感器的發(fā)展提供解決方案。

一、電子式互感器的概念和特點(diǎn)

1、電子式互感器的概念。電子式互感器分為兩個(gè)大類，一種是光學(xué)無(wú)源式，另一種是非光學(xué)有源式。這兩類的共同特點(diǎn)是都要通過(guò)采集器來(lái)采集模擬電信號(hào)，然后進(jìn)行將采集來(lái)的電信號(hào)下傳的功能。光學(xué)無(wú)源電子式互感器和非光學(xué)有源電子式互感器的主要區(qū)別在于傳感原理和外部接口。非光學(xué)有源電子式互感器又有一個(gè)別名，叫做羅氏有源電子式互感器，因?yàn)樵谶@種電子式互感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，需要使用羅氏線圈來(lái)將電信號(hào)下傳，擁有廣闊的應(yīng)用前景和強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。而光學(xué)無(wú)源電子式互感器則是利用光學(xué)原理來(lái)進(jìn)行傳輸信號(hào)的工作，在信號(hào)變換上有自身的優(yōu)勢(shì)[1]。

2、電子式互感器的特點(diǎn)。電子式互感器之所以能夠快速普及，是因?yàn)樗鉀Q了過(guò)去的電磁式傳感器存在的一些固有問(wèn)題。首先電子式互感器在精度上有了較大的飛躍，而且它的精度比較不容易受到外界因素的影響，相對(duì)穩(wěn)定。其次，由于電子式互感器卓越的絕緣性質(zhì)，使它在使用時(shí)的安全系數(shù)大大提高了。第三，電子式互感器的動(dòng)態(tài)范圍大，規(guī)避了其他互感器開(kāi)路或者短路的意外風(fēng)險(xiǎn)。第四是電子式互感器沒(méi)有鐵芯，不必?fù)?dān)心鐵磁諧振。第五是電子式互感器靈活、輕便，適合于移動(dòng)工作[2]。

二、電子式互感器與數(shù)字同步

數(shù)字同步技術(shù)對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)有著特殊的重要意義，由于電力設(shè)備類型的不同，不同的電力設(shè)備產(chǎn)生的電壓信號(hào)和電流信號(hào)都必須通過(guò)數(shù)字同步技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。在目前的技術(shù)水平限制下，PPS碼和B碼是使用最為廣泛的兩種同步方式。這兩種同步方式的共同點(diǎn)是能夠以秒為單位來(lái)實(shí)現(xiàn)同步，其同步頻率較高，能夠?qū)?shù)字偏差進(jìn)行實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)[3]。在電力系統(tǒng)中，各種不同種類的設(shè)備從產(chǎn)生電壓和電流信號(hào)到數(shù)字同步處理完成的整個(gè)過(guò)程當(dāng)中，最嚴(yán)重的問(wèn)題就是告誡FIR濾波器導(dǎo)致的群延遲，這是導(dǎo)致數(shù)據(jù)同步出現(xiàn)延時(shí)的一個(gè)主要問(wèn)題[4]。解決這個(gè)問(wèn)題，光是靠從前所謂的插值運(yùn)算是無(wú)法解決的。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的插值運(yùn)算方法在采集到處理的整個(gè)過(guò)程中無(wú)法對(duì)電流和電壓信號(hào)進(jìn)行有效的操作和控制。要解決這個(gè)問(wèn)題，必須換一個(gè)思路，嘗試用一種新的方式，即兩極同步的方式來(lái)進(jìn)行處理。兩極同步的方式的優(yōu)勢(shì)主要有：首先兩極同步可以用數(shù)字移相器將滯后的數(shù)字信號(hào)前移；其次，可以在使用差值計(jì)算的同時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行精確處理。但是這個(gè)方式仍然有一些問(wèn)題，在實(shí)際運(yùn)用中要特別注意。

三、電子式互感器與數(shù)字通信

在討論電子式互感器與數(shù)字通信技術(shù)的關(guān)系時(shí)，需要先了解使用IECE標(biāo)準(zhǔn)的MU服務(wù)器的基本結(jié)構(gòu)。如果我們熟悉MU服務(wù)器的基本結(jié)構(gòu)，我們就應(yīng)當(dāng)能夠發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際工作過(guò)程中，服務(wù)器所采集的十幾路數(shù)字信號(hào)最后被分配到了兩路數(shù)據(jù)集當(dāng)中。在現(xiàn)有的技術(shù)水平限制下，測(cè)量值和保護(hù)值在發(fā)送時(shí)需要考慮到多種因素，為了在實(shí)際上保證數(shù)字通信的順利進(jìn)行，需要在發(fā)送時(shí)把握好時(shí)間差。這是因?yàn)椴蓸又敌枰蛯?duì)應(yīng)的電壓和電流信號(hào)一起發(fā)送。

結(jié)論：在現(xiàn)代社會(huì)中，電是所有行業(yè)的生命線，維護(hù)電力系統(tǒng)的高效與穩(wěn)定是每個(gè)電力人的夙愿和追求。由于不同的電子設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)配置千差萬(wàn)別，電壓和電流信號(hào)并不相同，就需要在數(shù)字化變電所中實(shí)現(xiàn)互感。新的電子式互感器解決了以往電磁式互感器的問(wèn)題，逐步普及，進(jìn)而取代了電磁式互感器的地位。本文首先婆媳了電子式互感器的概念和特點(diǎn)，介紹了電子式互感器之所以能夠快速普及的原因，進(jìn)而深入討論了電子式互感器與識(shí)字同步技術(shù)和識(shí)字通信技術(shù)的關(guān)聯(lián)和應(yīng)用以及相關(guān)的局限。本文在討論解決技術(shù)相關(guān)問(wèn)題局限上提出了自己基于實(shí)際研究工作的觀點(diǎn)和看法，為電子式互感器的應(yīng)用做出了微薄的貢獻(xiàn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]羅彥.IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在智能變電站過(guò)程層中的應(yīng)用研究[D].大連理工大學(xué)，2012.

[2]張志.電子式電流互感器在線校驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)理論研究[D].華中科技大學(xué)，2013.

[3]宋峰.數(shù)字通信技術(shù)和數(shù)字同步技術(shù)在電子式互感器中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用，2013，17：289+291.

[4]程銳.基于數(shù)字通信技術(shù)聯(lián)合同步技術(shù)在電子式互感器中的應(yīng)用研究[J].信息通信，2014，01：198.