一、引言 生产过程监视和控制要用到多种自动化仪表、计算机及相应执行机构。过程中的信号既有微弱到毫伏级的小信号,又有数十伏的大信号，蓝冠甚至还有高达数千伏、数百安培的信号要处理。从频率上讲，有直流低频范围的，也有高频/脉冲尖峰。设备仪表间的互相干扰就成为系统调试中必须要解决的问题。除了电磁屏蔽之外，解决各种设备仪表的“地”，即信号参考点的电位差，将成为重要课题。因为不同设备、仪表的信号要互传互送，那就存在信号参考点问题。换句话说，要使信号完整传送，理想化的情况是所有设备仪表的信号有一个共同的参考点，即所有设备仪表信号的参考点之间电位差为“零”。但是在实际环境中，这一点几乎是不可能的，这里面除了各个设备仪表“地”之间的连线电阻产生的电压降之外，尚有各种设备仪表在不同环境受到的干扰不同，以及导线接点经受风吹雨淋导致接点质量下降等诸多因素，致使各个“地”之间有差别。 工业现场仪表在工业生产过程控制系统中，既需要监视前端传感器传递的电信号，同时也需要将处理后的信号传递给控制中心主机，为了信号传输的可靠与稳定，必须要考虑各信号端口的隔离处理，以消除仪表接入系统后的地电位差问题。 二、工业现场仪表的一般构成。 工业现场仪表应用于工业生产过程控制系统中，蓝冠平台官网其作用是，采样现场传感器信号，根据预设定的算法，计算采样值获得实际现场被监视物理量的值，并将实际现场物理状况通过通信总线或者4~20mA电流信号输出到主控制中心。其一般的系统构成图如下图所示。

摘 要:详细介绍了关于电子式互感器的定义、蓝冠注册分类及原理,分析了有源式和无源式电子式互感器的类型、原理及其存在的主要问题,并就其技术特征进行对比,讨论了电子式互感器是如何在智能变电站中起到关键的作用以及未来电子式互感器的发展趋势。 为保证电力系统的安全、蓝冠网址经济运行,需要对电力系统及其电力设备的相关系数进行测量,以便对其进行必要的计量、监控和保护。互感器的作用便是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压或标准小电流,供给测量仪器、仪表和继电保护控制装置。传统的互感器多为电磁式互感器,其由于自身存在绝缘性能差,动态范围小,易发生磁饱和等缺陷, 而电子式互感器已然成为解决这些问题的“钥匙”。近年来,智能电网已逐步成为电力行业的发展趋势, 其核心便是智能变电站。相比于常规变电站,智能变电站是数字化变电站的升级, 而数字化变电站的特点是以电子式互感器取代传统的互感器, 以数字信号取代传统的模拟电量采集,通过光纤、通信线组成数字化网络,实现精确地电压电流数据测量,以便于智能电网的控制、监控与保护。因此, 电子式互感器在智能变电站中的应用将在未来智能电网建设中起到不可估量的作用。 1 电子式互感器的定义及分类 1 . 1 电子式互感器的定义 电子式互感器是具有模拟量电压输出或数字量输出,供频率15～100Hz的电气测量仪器和继电保护装置使用的电流/ 电压互感器。 顾名思义, 电子式互感器分为电子式电流互感器和电子式电压互感器两种,其通用框图如:图1所示。 图1 电子式互感器通用框图 在图1中,一次传感器产生与一次端子通过电流或者电压相对应的信号, 经过一次转换器传送给二次转换器, 然后二次转换器将传输系统传来的信号转换为供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置的量。 1 . 2 电子式互感器的分类

摘要：国家电网公司已提出全面建设坚强智能电网的发展目标，状态检测技术为提高智能电网安全稳定水平和电网设备管理效益提供了有力的技术支撑。未来智能电网状态检测技术将远远超出传统状态检测的范畴，不仅局限于电网装备的状态检修，而是延伸出更多的复合型高级应用。探讨了智能电网状态检修关键技术，包括输电线路设备管理、状态检修和全寿命周期管理、智能变电站相关技术等方面，提出了需要研究的问题和方向。 0 引言 电网是经济社会发展的重要基础产业，蓝冠注册是国家能源产业链的重要环节，为保障我国未来能源和经济社会可持续发展，国家电网公司提出了符合我国能源战略和电网企业需求的智能电网发展模式。智能电网是指电网的智能化，是建立在集成的、高速的双向通信网络的基础之上。通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法，以及先进决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。根据IBM中国公司高级电力专家Martin Hauske的解释，智能电网有3 个层面的含义[1]：首先是利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控;然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合;最后通过对数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行的优化管理。2009年5月21日 举行的 “2009 特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司总经理刘振亚表示，积极发展智能电网已成为世界电力发展的新趋势，到2020年，中国将全面建成统一的坚强智能电网。我国国家电网结合基本国情和特高压实践，确立了加快建设坚强智能电网的发展目标，即加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网。 为了提高智能电网安全稳定水平和电网设备管理效益，需要加强和提升电网设施的监控能力，针对输变电设备状态检测的有效方法和先进技术、传感技术、状态评估技术、信息技术以及通信支撑技术开展技术研究和工程应用。国家电网公司已于2009年7月决定自2010年起全面推广实施状态检修，全面提升设备智能化水平，推广应用智能设备和技术，蓝冠网址实现电网安全在线预警和设备智能化监控。 1 智能电网与传统电网在状态检测方面的差异 1.1 传统电网状态检测技术现状 状态检修是以设备当前的实际工作状况为依据，通过先进的状态监测手段、可靠性评价手段以及寿命预测手段，判断设备状态，识别故障的早期征兆，对故障部位及其严重程度、故障发展趋势作出判断，并根据分析诊断结果在设备性能下降到一定程度或故障将发生之前进行维修[2]。状态检修的高效开展，需要大量的设备状态信息，为设备状态评价以及状态检修策略的制定提供基础数据。设备状态信息包括巡检、运行工况、带电检测、停电例行试验、停电诊断试验数据等。 随着状态检测技术的发展，人们越来越清晰地认识到“带电检测、在线监测、停电检修试验”三位一体的检测模式代表着未来输变电设备状态检测技术的发展方向。 带电检测一般采用便携式检测设备，在运行状态下对设备状态量进行现场检测，其检测方式为带电短时间内检测，有别于长期连续的在线监测[3]。在带电检测技术方面，国内外目前采用的主要带电检测技术包括：油色谱分析、红外测温、局放检测、铁心电流带电检测、紫外成像检测、容性设备绝缘带电检测、气体泄漏带电检测，其中最常用、最有效的是局放带电检测、油色谱分析及红外测温技术。尤其是局放带电检测技术，它是目前发展最为迅速、对电气设备绝缘缺陷检测最为有效的一种带电检测技术。 在在线监测技术方面，目前应用较多的主要集中在变电设备，而输电线路和电缆也逐步出现一些应用。对于变电设备，变压器和电抗器采用的在线监测技术主要包括：油色谱、局放、铁心接地电流、套管绝缘、顶层油温和绕组热点温度;CT、CVT、耦合电容等容性设备主要是对其电容量和介损进行监测;避雷器主要监测其泄漏电流;而断路器、GIS等开关设备主要在线监测技术包括开关机械特性、GIS局放、SF6气体泄漏及SF6微水、密度。其中应用比较成熟有效的：变压器油色谱在线监测、容性设备和避雷器在线监测。对于输电线路，目前主要应用的在线监测方法主要有雷电监测、绝缘子污秽度、杆塔倾斜、导线弧垂等监测技术，但是比较成熟的主要是雷电监测和绝缘子污秽监测。对于电力电缆，主要在线检测方法是温度和局放，相对成熟的是分布式光纤测温。 在停电检修试验方面，国内外都形成了一套成熟的预防性试验方法和规程。 我国状态检测和评估工作还处于起步阶段，状态检测技术应用及推广上存在的问题主要有：(1)状态检测技术应用范围不广，与电网设备总量相比，状态监测技术应用的设备覆盖面还处于较低水平;(2)状态检测装置可靠性不高，存在误报现象，并且装置的故障率高，运维的工作量较大;(3)缺乏统一的标准和规范指导，各厂家装置的工作原理、性能指标和运行可靠性等差异较大，同时各类装置的校验方法、输出数据规范以及监测平台都各不相同;(4)缺乏深入有效的综合状态评估方法;(5)在线监测技术需要深化研究，现行的在线监测技术在设备缺陷检测方面还存在盲区，状态参量还不够丰富，对突发性故障预警作用不够明显;(6)缺少统一的考核、评估和指导方面的行业管理机构。 1.2 智能电网与传统电网在状态检测方面的差异 智能电网对状态信息的获取范围将与传统电网发生很大的变化。未来智能电网的状态信息不仅包括电网装备的状态信息，如：发电及输变电设备的健康状态、经济运行曲线等;还应有电网运行的实时信息，如：机组运行工况、电网运行工况、潮流信息等;还应有自然物理信息，如：地理信息、气息信息等[4]。 传统电网的信息获取及利用水平较低，且难以构成系统级的综合业务应用。智能电网将通信技术、计算机技术、传感测量技术、控制技术等诸多先进技术和原有的电网设施进行高度融合与集成，与传统电网相比，智能电网进一步拓展了对电网的全景实时信息的获取能力，通过安全、可靠、通常的通信通道，可以实现生产全过程中系统各种实时信息的获取、整合、分析、重组和共享。通过加强对电网实时、动态状态信息的分析、诊断和优化，可以为电网运行和管理人员提供更为全面、精细的电网运行状态展现，并给出相应的控制方案、备用预案及辅助决策策略，最大程度的实现电网运行的安全可靠、经济、环保。智能电网状态检修将不仅仅局限于电网装备的状态检修，势必延伸出更多的复合型高级应用。 2 智能电网状态检测关键技术 智能电网状态检测的应用范围将不再局限于状态检修、全寿命周期管理等狭隘的范畴，而是扩大至对安全运行、优化调度、经济运营、优质服务、环保经营等领域。智能电网状态检测技术应涵盖以下方面：电网系统级的全景实时状态检测;真正意义的电网装备全寿命周期管理;电网最优运行方式;及时可靠的电网运行预警;实时在线快速仿真及辅助决策支持;促进发电侧经济、环保、高效运行等[4]。本文主要探讨了输电线路设备管理、状态检修及全寿命周期管理、智能变电站相关技术等研究方向需要研究和解决的问题及预期达到的目标。

为了解决一般数字电压表自动转换量程、被测电压极性判断、幅度变换、超量程显示及报警信号等智能化问题，采用数字电路芯片，通过数字逻辑控制关系实现电压表使用功能的智能化。阐明了电路设计原理，介绍了电路系统的组成、各部分电路的功能及特点、电路元件的选择、信号处理的过程等内容。通过实物验证，实现了设计功能，并由此设计得到了一台自制数字式智能电压表。 0 引言 在现在市场上广泛使用的一般数字电量测量电表都没有解决量程自动转换问题，测量操作时仍然靠人工拔动开关转换量程，测量电表的智能化设计是一个难点。在现有的智能电表中，智能化功能大多采用单片机控制电路或双向移位寄存器来实现，其缺点是电路系统、量程控制信号的产生比较复杂，调试与制作难度大，可靠性较差等。实际上，蓝冠网址电路系统完全可以用常用数字集成电路组成，通过组合逻辑功能来实现多个量程之间的自动转换等功能。 1 电路系统的方框结构 电路系统由被测输入电压极性检测与变换电路、电压幅度变换电路、量程自动控制转换信号产生电路、多路模拟开关切换电路、量程控制放大电路、A/D转换电路和显示电路等组成，如图1所示。 图1中各部分电路的功能分别是： (1)电压极性显示信号产生电路：由电压比较器根据被测电压极性产生“+”或“-”极性显示信号。 (2)电压通道选择与极性转换电路：有2个通道，对于正极性电压由通道1通过，若为负极性电压由通道2通过，再变换为正极性后输出。 (3)量程自动控制信号产生电路：根据被测电压的高低确定各段的测量范围(量程)，产生量程自动转换控制信号、超量程显示与报警信号，蓝冠客服并控制各量程小数点的位置。 (4)程控放大器与模拟开关切换电路：在量程自动转换控制信号的作用下选择不同的通道，将某个量程的输入电压放大或衰减一定比例后送入A/D转换器。 (5)A/D转换电路：将模拟电压信号转换为数字信号。 (6)译码与显示电路：将数字信号译码后，由数码管显示出测量结果。 2 电路原理图简介 根据图1构建的数字式智能电压表电路原理如图2所示。图中主要元器件的作用如下： U2(SGM522)为二通道模拟开关IC，实现正、负极性的被测电压分通道传输，以便对负极性信号实施反相处理; U3(C4066)为四通道模拟开关IC，在量程自动控制信号的作用下，实现让不同量程的电压分通道传输，以便配合U1-3/4电压进行幅度变换; U4(LM339)、U5(74LS05)、U6与U7(74LS21)组成自动量程控制信号产生电路。其中，U4为四比较器IC，用于确定各量程的测量范围，U5为四反相器，对高或低电平实施反相变换，U6、U7均为四输入双与门IC，通过逻辑运算获得自动量程控制信号; U8(C14433)为双积分式A/D转换器(又称双斜式A/D转换器)，转换输出结果与输入信号的平均值成正比，对叠加在输入信号上的交流干扰有良好的抑制作用，具有零漂补偿的3位半(BCD码)单片双积分式A/D转换功能，转换速率为3～10Hz，转换精度为±1LSB，模拟输入电压范围0～±1.999V或0～±199.9mV，输入阻抗大于100MΩ。MC14433转换结果以BCD码形式，分别按千、百、十、个位由Q0～Q3端输出，相应的位选通信号由DS1～DS4提供; U9(MC14511B)为译码集成电路，将BCD码译码成十进制信号，控制数码管的位显示; U10(MC1413)为7路反相缓冲集成电路，用于实现高低电平间的转换，增强对数码显示管的驱动能力。