电子式互感器的数字同步与数字通信技术

电子式互感器的数字同步与数字通信技术

摘要:针对社会科技水平的发展,在数字化的变革中,电子式互感的应用越来越成为人们普及的焦点。在目前电子式互感器的应用过程中,数字同步和数字通信技术逐渐的与之融合并发展成为其过程中必不可少的一部分,但是,这样的结合也不是十全十美的,就产生了一系列让人费解的问题。但是问题的产生就注定了这样的结合体需要更加完整的技术来使它们之间的问题解决。解决问题的关键在于对于问题的分析,所以本文对电子式互感器数字同步与数字通信技术做以探究分析。

关键词:电子式互感器;数字同步;数字通信

近年来,电子互感器越来越多的被应用到各个领域的数字化方面,电子式互感器的普及主要得益于数字同步和数字信息化的需要,目前网络通信技术正在以其迅猛的势头发展,这就对电子互感器的作用起了极大的推动作用。在现实操作过程中,数字同步与数字通信技术是其中不可或缺的部分,从正面影响着电子式互感器的性能。在应用了数字同步与数字通信技术之后,就能够使现有的信息成效转化成准确、可靠的生产力投入此电力系统中,这样就能够明显降低电力系统运营本钱,促进电力行业的持续化发展。以电子式互感器为研究背景,探究其数字同步和数字通信技术的具体应用,不断促进其高效性、完善性的发展。

一、电子互感器的概念和特点

(一)概念

现有的电子式互感器具有两种输出形式:模拟量电压输出和数字量输出,供频率在15-100Hz之间的电气测量的仪器和继电保护装置使用的电流或者电压互感器。电子式互感器主要形式有两种:电子式电流互感器和电子式电压互感器。若一次的转换器是原有的部件,这就要一次电源供电来供给,那么就称这类电子式互感器是源电子式互感器;如果一次传感器的原理是光学原理,光纤传输系统就能直接将光测量的信号发出,就不需要一次转换器了,当然也就不需要一次电源了,那么就根据其传输形式称这类电子式互感器为无源电子式互感器。电子式互感器主要包括模拟信号、数字信号等类型,其所测量的数字信号输出电流及电压分别是2D41H,电流保护值为0.1CFH。

(二)电子式互感器的优势

(1)绝缘性能好.(2)抗干扰能力强。(3)频带宽。(4)动态范围大,可测交流\直流。(5)体积小,重量轻。(6)使用成本低。(7)无磁饱、无铁磁谐振、无磁滞和剩磁。

(三)电子式互感器的类别

(1)有源电子式互感器:这种通过远端的模块把模拟的信号化为数字信号后经过通信光纤传输。这类互感器传感头部分有电源和电路,所以就要解决供电的问题。(2)无源电子式互感器:无源电子式互感器则是利用一种叫做Faraday的磁光效应来感应信号,又或者利用另一种叫Pockels电光效应来感应信号,之后光纤传输传感信号。这类传感互感器头部没有电子电路,所以就不要考虑供电问题[1]。

二、数字同步和电子式互感器

在整个电力系统中最具特殊意义的无非就是数字同步,因为由于电力设备种类的不同,不相同的电力设备就会产生不一样的电压电流信号,这些都必须经过数字同步这一技术来实现统一。PPS和B码是目前技术水平下的使用最为广泛的两种同步方式。它们都是用秒做单位实现同步的,它们在数字偏差方面的高调节率,能够使它们有较高的同步频率。在目前电力系统之中,各种各样不同类型的机器在产生电压电流信号再到数字同步完成的过程之中,问题最严重的就是FIR的群延迟,这个问题最终导致数据同步出现延时。想到这个问题,就容易想到光以往所谓的插值运算是不能应用到这个方面的。由于传统的插值运算方式是通过采集到处理的过程不能进行有效的操作和控制。关于这个问题,应该换一个思路,这样的思路通过两极同步就能进行处理。两极同步有两个明显的优势:首先一是两极同步能够用数字移相的器材使滞后的信号前移;再次,它可以在使用差值计算并且能够对信号进行精确的处理。但是这个方式并不是十全十美的,在实际运用中应该特别注意,避免因其产生的失误[2]。

(一)数字移相器和相位均衡

模拟移相能够移相的范围如果是在0-180°这个范围之内,那么相位就会超前,为了使FPGA能够应用数字移相运算的方式,就需要改变模拟移相器的移相函数,由原来连续系统复频域变化为能够适用的数字离散系统复频域。利用二阶全通类型滤波器来校正系统的非线性相位,就能够得到现在需要的相频特性,与此同时还能保证不改变系统的幅频特性。

(二)重采样和应用抽取滤波器

为了使信号带宽能够大限度的拓展,以此来降低混叠产生的误差,简化原来那种模拟抗混叠滤波器的设计,这样过采样技术就可以应用在高压采集板中。为了使这样采样速率和数据发送速率达到一致,抽取滤波器在MU中的设计,就是用来恢复采样频率的。

三、数字通信技术的应用

在讨论电子式互感器与数字通信技术的关系方面,IECE标准的使用和MU服务器的基本结构我们务必要牢记。在熟悉了这个标准的使用和服务器基本结构之后就不难会发现,在实际使用运转过程中,服务器采集的多路数字信号最终都会被分配到两路主要数据集。由于技术水平限制,在发送测量值和保护值时需要时刻考虑各方因素,因为只有这样的严谨性才能保证数字通信的顺利运转,因为采样值和对应的电压电流信号需要一起被发送,所以要把握好发送时间差。在一般的情况下,高压数值传感的模拟量是非常小的,所以为了减少传输的损耗,就要采用离散数字集合进行传输。光纤通信在实施即操作过程中,需要将输入其中的电子信号转化成为光信号然后经过光纤传输才能够最终实现传输,这种传输通讯效果极佳,现在已经被广泛地采取应用。数字通信在其具体的操作过程中是将数据的编程代码经电路信号的助理进行调剂,然后才可转化为能够经过光纤传输的光信号,这样才能在光电转换的过程中能够让光信号转化为数字信号,且最终完成传输。电子式互感器传输的距离较短而且受能量供应的影响,以往的代码传输在目前来看比较的困难,不容易实现…,为了保证其精密度,选择二异步串行传输、V\F-F\V等数字传输方法,也可以选择双门电路来实现信号传输,这样就能保证一系列的传输过程顺利的进行。

(一)采样值控制块分布式控制

采样值报文件传输和采样值控制块读写完全是不一样的两种类型的服务。因采样值报文件传输能够直接映射,这样的方式就造就了实现简单、实时性要求高的特点。但是采样值控制块读写则不同于前者,它属于MMS,这样不同于前者的过程可以使它映射全部的A协议集以及T协议集,它的复杂程度是最高一级的,是前者无法媲美的,主要体现就是其独特的在线检测和远程控制,因此这种方式对数字通信的实时性要求并不高。

(二)定制通信协议

客户端可以定制两种通信协议:ARS和EPGA两种。客户端通过MMS来设置采样值控制块的数据属性,其中的write服务功不可没,这样就会达到控制发送的目的。采样值控制块分布的实现能够使用户的设置只能改变对象属性。所以必须要建立至少2个系统内部之间的通信联系才能够保证采样值控制快分布的实现,这也为了保证客户能够将两个控制包都能发送。

四、存在问题及发展方向

虽然国内电子式互感器研究、发展与应用开始已有很长时间了,且电子式互感器的国家标准也早已在全国,但是目前存在的难点和现场运行方面的问题都有待提高。以目前现实的运行经验来看,电子式互感器投放和使用之前就已经通过了专业机构的所有检验,但是在现场运行当中却仍是事故频发。目前这类现象能够表明:国内的电子式互感器制造技术仍然没有达到最终可以万无一失的地步;另一方面,电子式互感器的性能评价体系不完善,尤其是针对现场运行工况的试验项目不完善,所以导致其不能够正常的在任何情况下顺畅运行。即便国内许多厂家研发的光学电流互感器各主要技术指标满足检验要求,满足现场运行要求。但近期在国内高电压计量站对某一厂家研发的全光纤电流互感器测试表明了它的频率特性是并不能够被应用到实际使用中,因为其传变频率分量的暂态电流不能正确传变。我们应该从两个方面入手去解决电子式互感器存在的问题。一是研究电子式互感器传感原理,二是针对现场实际运行工况。[3]。

五、结束语

综上所述,目前国内的电子式互感器发展还没有达到完全成熟的地步,所以在数字同步和数字信息技术方面的成就还不够显著,但是经过长期的研究分析,已经有了大量的借鉴经验,这就使得在电子式互感器与数字同步和数字信息技术方面的研究更加容易下手,做起研究来也能够得心应手,所以要想解决好这一实际性的问题,还要继续加强研究,提高技术。目前,新的方法及新的技术正在创新中不断地涌现,显现出来的发展态势也是良好的,它们之间正在不断地完善、发展与进步。要将数字同步和数字信息技术与电子式互感器完美的结合,成功继续往前冲,失败总结继续闯,为社会主义现代化建设贡献力量。

【参考文献】

[1]苏子玲.电子式互感器中数字同步和数字通信技术[J].数字通信世界,2018(10):54.

[2]梁维,陈鸿键.浅谈电子式互感器中数字同步和数字通信技术[J].信息技术与信息化,2017(06):88-90.

[3]宋坚.电子式互感器中数字同步和数字通信技术[J].信息通信,2017(01):163-164.

作者:陈强 单位:江西现代职业技术学院