专利名称：用于监测电气开关设备的操作的方法和装置的制作方法
技术领域：
本申请大体上涉及电气开关设备，并且更具体地说，涉及一种用于监测电气开关设备(SWitchgear)的操作的方法和装置。
背景技术：
在工业配电系统中，由发电公司产生的功率可供给至工业或商业设施以用于分配到工业或商业设施中。至少某些已知的配电系统使用开关设备将功率分到分支电路中，分支电路将功率供给至工业设施的各个部分。通常，在各分支电路中提供了电路断路器以有助于保护分支电路中的设备。另外，各分支电路中的电路断路器可有助于最大程度地减少设备故障，因为可在不影响其它负载的条件下激励或去激励特定负载。至少某些已知的电路断路器使用电子器件来监测流过分支电路的电流，并且如果所监测的电流超过预定值时跳脱断路器。已知的电子电路断路器是可调节的，并且可包括联接至一个或多个电流传感器的保护模块。这样的模块连续地监测数字化的电流值，并将这些值同这样的曲线相比较，该曲线限定了可存在低水平和高水平的过载电流条件的可容许时间范围。例如，如果过载电流条件已经保持得比预定的可容许时间范围更长，则跳脱断路器。然而，在某些情况下，可能不正确地跳脱断路器，因为精确的电流读取可受测量仪表本身影响。例如，电流互感器饱和可产生误差，即使在使用低负荷的静态继电器时。至少某些已知的电路断路器使用保护模块来监测和控制其它类型的故障，例如过电压或欠电压条件和/或失相或不平衡。这样的保护模块常常需要将原始的电信号(例如那些由仪表传感器传送的、被翻译成可被断路器保护模块使用的调节信号)。电气参数的测量的精度有助于确保不超过功率设计限制，同时在瞬变条件期间保持设备在工作。为了有助于改进测量精度，在保护性仪表的构造中可使用高质量并且稳定的构件。然而，这样的构件增加生产成本。用于改进精度的另一技术需要补偿仪表系统的测量能力方面的已知的或估计的误差。一旦误差被量化，那么可引入抵消电路以平衡超出该系统的误差。然而，这种技术常常难以实施，并且可导致增加的误差或者较少可预测误差被引入系统中。

发明内容
在一个实施例中，提供了一种包括电流互感器的仪表互感器，该电流互感器设置为用以联接到负载上并且产生与流过该负载的电流成比例的模拟信号。该仪表互感器还包括保护模块以及联接到电流互感器上的数字化模块。该数字化模块设置为用以接收与模拟信号成比例的输入信号并将输入信号转换成数字信号。该数字化模块包括同步模块和光纤接口模块，该同步模块用于产生至少一个定时信号，该光纤接口模块被联接至保护模块和同步模块以用于将数字信号传送至保护模块。在另一实施例中，提供了一种数字化模块，其设置为用以联接到电流互感器和保护模块上。该数字化模块包括电流至电压转换器模块，其设置为用以接收与由电流互感器所产生的信号成比例的输入信号并将输入信号转换成电压信号。该数字化模块还包括同步模块和光纤接口模块，该同步模块用于产生至少一个定时信号，该光纤接口模块被联接至保护模块和同步模块以用于将电压信号传送至保护模块。在还有另一实施例中，提供了一种组装仪表互感器的方法，其包括将电流互感器联接到负载上，其中，电流互感器设置为用以产生与流过该负载的电流成比例的模拟信号。 数字化模块被联接到电流互感器上，其中，该数字化模块设置为用以接收与模拟信号成比例的输入信号并将输入信号转换成数字信号。该数字化模块包括同步模块和光纤接口模块，该同步模块用于产生至少一个定时信号，该光纤接口模块被联接至同步模块。保护模块通过光纤接口模块联接至数字化模块。


图1是已知的仪表互感器组件的示意图。图2是可用于监测开关设备的示例性仪表互感器组件的示意图。图3是可用于监测开关设备的仪表互感器组件的备选实施例的示意图。图4是可供图2或图3中所示的仪表互感器组件使用的示例性仪表互感器的示意图。项目清单
12母线(busbar)13环形核芯(toroidal core)14电流互感器15电气绕组16电气终端17导体18电气终端19导体40伩表互感器组件42开关设备母线44电流互感器46电气终端48电气终端
权利要求
1.一种仪表互感器(100)，包括电流互感器(44)，所述电流互感器04)设置为用以被联接到负载上，和用以产生与流过所述负载的电流成比例的模拟信号； 保护模块(106)；数字化模块(50)，所述数字化模块(50)被联接到所述电流互感器上，所述数字化模块设置为用以接收与所述模拟信号成比例的输入信号并将所述输入信号转换成数字信号，所述数字化模块包括同步模块(140)，所述同步模块(140)用于产生至少一个定时信号；以及光纤接口模块(136)，所述光纤接口模块(136)被联接到所述保护模块和所述同步模块上以用于将所述数字信号传送至所述保护模块。
2.根据权利要求1所述的仪表互感器(100)，其特征在于，所述保护模块(106)基于所述数字信号而选择性地激励或去激励至少一个继电器。
3.根据权利要求1所述的仪表互感器(100)，其特征在于，所述数字化模块(50)将所述电流互感器G4)与所述保护模块(106)电隔离。
4.根据权利要求1所述的仪表互感器(100)，其特征在于，所述保护模块(106)经由至少一个光纤管路(134)联接到所述光纤接口模块(136)上。
5.根据权利要求1所述的仪表互感器(100)，其特征在于，所述数字化模块(50)还包括联接在所述电流互感器G4)与所述光纤接口模块(136)之间的电流至电压转换器模块 (124)以用于将所述输入信号转换成电压信号。
6.根据权利要求5所述的仪表互感器(100)，其特征在于，所述数字化模块(50)还包括联接到所述电流至电压转换器模块(124)上的模拟至数字转换器模块(128)以用于将所述电压信号转换成数字信号。
7.根据权利要求6所述的仪表互感器(100)，其特征在于，所述数字化模块(50)还包括联接到所述模拟至数字转换器模块(128)和所述光纤接口模块(136)上的滤波器模块 (132)以用于过滤所述数字信号。
8.根据权利要求1所述的仪表互感器(100)，其特征在于，所述光纤接口模块(136)设置为用以使所述数字信号与所述至少一个定时信号相关联；以及将所述相关联的信号传送至所述保护模块(106)。
9.根据权利要求8所述的仪表互感器(100)，其特征在于，所述仪表互感器(100)还包括用户接口模块(108)，所述保护模块(106)将所述相关联的信号传送至所述用户接口模块。
10.一种数字化模块(50)，所述数字化模块(50)设置为用以被联接到电流互感器G4) 和保护模块(106)上，所述数字化模块包括电流至电压转换器模块(IM)，所述电流至电压转换器模块(124)设置为用以 接收与由所述电流互感器产生的信号成比例的输入信号；和将所述输入信号转换成电压信号；同步模块(140)，所述同步模块(140)用于产生至少一个定时信号；以及光纤接口模块(136)，所述光纤接口模块(136)被联接到所述保护模块和所述同步模块上以用于将所述电压信号传送至所述保护模块。
全文摘要
本发明涉及用于监测电气开关设备的操作的方法和装置。具体而言，一种仪表互感器(100)包括电流互感器(44)，其设置为用以联接到负载上并产生与流过该负载的电流成比例的模拟信号。该仪表互感器还包括联接到电流互感器上的保护模块(106)和数字化模块(50)，该数字化模块设置为用以接收与模拟信号成比例的输入信号并将输入信号转换成数字信号。该数字化模块包括同步模块(140)和光纤接口模块(136)，同步模块(140)用于产生至少一个定时信号，光纤接口模块(136)被联接到保护模块和同步模块上以用于将数字信号传送至保护模块。
文档编号G01R19/25GK102347638SQ20111022463
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月29日 优先权日2010年7月30日
发明者P·E·萨瑟兰 申请人:通用电气公司