電子式互感器的數字同步與數字通信技術

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電子式互感器的數字同步與數字通信技術

摘要:針對社會科技水平的發展,在數字化的變革中,電子式互感的應用越來越成為人們普及的焦點。在目前電子式互感器的應用過程中,數字同步數字通信技術逐漸的與之融合并發展成為其過程中必不可少的一部分,但是,這樣的結合也不是十全十美的,就產生了一系列讓人費解的問題。但是問題的產生就注定了這樣的結合體需要更加完整的技術來使它們之間的問題解決。解決問題的關鍵在于對于問題的分析,所以本文對電子式互感器數字同步與數字通信技術做以探究分析。

關鍵詞:電子式互感器;數字同步;數字通信

近年來,電子互感器越來越多的被應用到各個領域的數字化方面,電子式互感器的普及主要得益于數字同步和數字信息化的需要,目前網絡通信技術正在以其迅猛的勢頭發展,這就對電子互感器的作用起了極大的推動作用。在現實操作過程中,數字同步與數字通信技術是其中不可或缺的部分,從正面影響著電子式互感器的性能。在應用了數字同步與數字通信技術之后,就能夠使現有的信息成效轉化成準確、可靠的生產力投入此電力系統中,這樣就能夠明顯降低電力系統運營本錢,促進電力行業的持續化發展。以電子式互感器為研究背景,探究其數字同步和數字通信技術的具體應用,不斷促進其高效性、完善性的發展。

一、電子互感器的概念和特點

(一)概念

現有的電子式互感器具有兩種輸出形式:模擬量電壓輸出和數字量輸出,供頻率在15-100Hz之間的電氣測量的儀器和繼電保護裝置使用的電流或者電壓互感器。電子式互感器主要形式有兩種:電子式電流互感器和電子式電壓互感器。若一次的轉換器是原有的部件,這就要一次電源供電來供給,那么就稱這類電子式互感器是源電子式互感器;如果一次傳感器的原理是光學原理,光纖傳輸系統就能直接將光測量的信號發出,就不需要一次轉換器了,當然也就不需要一次電源了,那么就根據其傳輸形式稱這類電子式互感器為無源電子式互感器。電子式互感器主要包括模擬信號、數字信號等類型,其所測量的數字信號輸出電流及電壓分別是2D41H,電流保護值為0.1CFH。

(二)電子式互感器的優勢

(1)絕緣性能好.(2)抗干擾能力強。(3)頻帶寬。(4)動態范圍大,可測交流\直流。(5)體積小,重量輕。(6)使用成本低。(7)無磁飽、無鐵磁諧振、無磁滯和剩磁。

(三)電子式互感器的類別

(1)有源電子式互感器:這種通過遠端的模塊把模擬的信號化為數字信號后經過通信光纖傳輸。這類互感器傳感頭部分有電源和電路,所以就要解決供電的問題。(2)無源電子式互感器:無源電子式互感器則是利用一種叫做Faraday的磁光效應來感應信號,又或者利用另一種叫Pockels電光效應來感應信號,之后光纖傳輸傳感信號。這類傳感互感器頭部沒有電子電路,所以就不要考慮供電問題[1]。

二、數字同步和電子式互感器

在整個電力系統中最具特殊意義的無非就是數字同步,因為由于電力設備種類的不同,不相同的電力設備就會產生不一樣的電壓電流信號,這些都必須經過數字同步這一技術來實現統一。PPS和B碼是目前技術水平下的使用最為廣泛的兩種同步方式。它們都是用秒做單位實現同步的,它們在數字偏差方面的高調節率,能夠使它們有較高的同步頻率。在目前電力系統之中,各種各樣不同類型的機器在產生電壓電流信號再到數字同步完成的過程之中,問題最嚴重的就是FIR的群延遲,這個問題最終導致數據同步出現延時。想到這個問題,就容易想到光以往所謂的插值運算是不能應用到這個方面的。由于傳統的插值運算方式是通過采集到處理的過程不能進行有效的操作和控制。關于這個問題,應該換一個思路,這樣的思路通過兩極同步就能進行處理。兩極同步有兩個明顯的優勢:首先一是兩極同步能夠用數字移相的器材使滯后的信號前移;再次,它可以在使用差值計算并且能夠對信號進行精確的處理。但是這個方式并不是十全十美的,在實際運用中應該特別注意,避免因其產生的失誤[2]。

(一)數字移相器和相位均衡

模擬移相能夠移相的范圍如果是在0-180°這個范圍之內,那么相位就會超前,為了使FPGA能夠應用數字移相運算的方式,就需要改變模擬移相器的移相函數,由原來連續系統復頻域變化為能夠適用的數字離散系統復頻域。利用二階全通類型濾波器來校正系統的非線性相位,就能夠得到現在需要的相頻特性,與此同時還能保證不改變系統的幅頻特性。

(二)重采樣和應用抽取濾波器

為了使信號帶寬能夠大限度的拓展,以此來降低混疊產生的誤差,簡化原來那種模擬抗混疊濾波器的設計,這樣過采樣技術就可以應用在高壓采集板中。為了使這樣采樣速率和數據發送速率達到一致,抽取濾波器在MU中的設計,就是用來恢復采樣頻率的。

三、數字通信技術的應用

在討論電子式互感器與數字通信技術的關系方面,IECE標準的使用和MU服務器的基本結構我們務必要牢記。在熟悉了這個標準的使用和服務器基本結構之后就不難會發現,在實際使用運轉過程中,服務器采集的多路數字信號最終都會被分配到兩路主要數據集。由于技術水平限制,在發送測量值和保護值時需要時刻考慮各方因素,因為只有這樣的嚴謹性才能保證數字通信的順利運轉,因為采樣值和對應的電壓電流信號需要一起被發送,所以要把握好發送時間差。在一般的情況下,高壓數值傳感的模擬量是非常小的,所以為了減少傳輸的損耗,就要采用離散數字集合進行傳輸。光纖通信在實施即操作過程中,需要將輸入其中的電子信號轉化成為光信號然后經過光纖傳輸才能夠最終實現傳輸,這種傳輸通訊效果極佳,現在已經被廣泛地采取應用。數字通信在其具體的操作過程中是將數據的編程代碼經電路信號的助理進行調劑,然后才可轉化為能夠經過光纖傳輸的光信號,這樣才能在光電轉換的過程中能夠讓光信號轉化為數字信號,且最終完成傳輸。電子式互感器傳輸的距離較短而且受能量供應的影響,以往的代碼傳輸在目前來看比較的困難,不容易實現…,為了保證其精密度,選擇二異步串行傳輸、V\F-F\V等數字傳輸方法,也可以選擇雙門電路來實現信號傳輸,這樣就能保證一系列的傳輸過程順利的進行。

(一)采樣值控制塊分布式控制

采樣值報文件傳輸和采樣值控制塊讀寫完全是不一樣的兩種類型的服務。因采樣值報文件傳輸能夠直接映射,這樣的方式就造就了實現簡單、實時性要求高的特點。但是采樣值控制塊讀寫則不同于前者,它屬于MMS,這樣不同于前者的過程可以使它映射全部的A協議集以及T協議集,它的復雜程度是最高一級的,是前者無法媲美的,主要體現就是其獨特的在線檢測和遠程控制,因此這種方式對數字通信的實時性要求并不高。

(二)定制通信協議

客戶端可以定制兩種通信協議:ARS和EPGA兩種??蛻舳送ㄟ^MMS來設置采樣值控制塊的數據屬性,其中的write服務功不可沒,這樣就會達到控制發送的目的。采樣值控制塊分布的實現能夠使用戶的設置只能改變對象屬性。所以必須要建立至少2個系統內部之間的通信聯系才能夠保證采樣值控制快分布的實現,這也為了保證客戶能夠將兩個控制包都能發送。

四、存在問題及發展方向

雖然國內電子式互感器研究、發展與應用開始已有很長時間了,且電子式互感器的國家標準也早已在全國,但是目前存在的難點和現場運行方面的問題都有待提高。以目前現實的運行經驗來看,電子式互感器投放和使用之前就已經通過了專業機構的所有檢驗,但是在現場運行當中卻仍是事故頻發。目前這類現象能夠表明:國內的電子式互感器制造技術仍然沒有達到最終可以萬無一失的地步;另一方面,電子式互感器的性能評價體系不完善,尤其是針對現場運行工況的試驗項目不完善,所以導致其不能夠正常的在任何情況下順暢運行。即便國內許多廠家研發的光學電流互感器各主要技術指標滿足檢驗要求,滿足現場運行要求。但近期在國內高電壓計量站對某一廠家研發的全光纖電流互感器測試表明了它的頻率特性是并不能夠被應用到實際使用中,因為其傳變頻率分量的暫態電流不能正確傳變。我們應該從兩個方面入手去解決電子式互感器存在的問題。一是研究電子式互感器傳感原理,二是針對現場實際運行工況。[3]。

五、結束語

綜上所述,目前國內的電子式互感器發展還沒有達到完全成熟的地步,所以在數字同步和數字信息技術方面的成就還不夠顯著,但是經過長期的研究分析,已經有了大量的借鑒經驗,這就使得在電子式互感器與數字同步和數字信息技術方面的研究更加容易下手,做起研究來也能夠得心應手,所以要想解決好這一實際性的問題,還要繼續加強研究,提高技術。目前,新的方法及新的技術正在創新中不斷地涌現,顯現出來的發展態勢也是良好的,它們之間正在不斷地完善、發展與進步。要將數字同步和數字信息技術與電子式互感器完美的結合,成功繼續往前沖,失敗總結繼續闖,為社會主義現代化建設貢獻力量。

【參考文獻】

[1]蘇子玲.電子式互感器中數字同步和數字通信技術[J].數字通信世界,2018(10):54.

[2]梁維,陳鴻鍵.淺談電子式互感器中數字同步和數字通信技術[J].信息技術與信息化,2017(06):88-90.

[3]宋堅.電子式互感器中數字同步和數字通信技術[J].信息通信,2017(01):163-164.

作者:陳強 單位:江西現代職業技術學院

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