[發明專利]測量MOA阻性電流的數字補償法

無效

• 申請號: 201210094417.X
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102608409A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 章叔昌
• 申請（專利權）人: 江西省電力科學研究院
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

技術領域????

????本發明涉及一種測量MOA阻性電流的數字補償法，屬電力系統避雷保護技術領域。

背景技術????

金屬氧化物避雷器（MOA）已經在電力系統中得到廣泛應用，對電力系統的防雷起到至關重要的作用。但MOA在運行中本身也曾出現過不少問題，而且MOA的惡性爆炸事故還時有發生。因此，有必要加強對MOA在運行電壓下的帶電測試，以便及時發現所存在的缺陷。在運行電壓下流過MOA的電流（全電流）包含容性電流（無功分量）和阻性電流（有功分量），其中的阻性電流會導致MOA內部的閥片溫度上升。金屬氧化物閥片具有負溫度特性，即隨著溫度的升高其阻值會減小，阻值減小后流過閥片的阻性電流將增大，阻性電流增大后將使閥片的溫度進一步升高，當其與周圍環境的熱平衡失去穩定后，將會使MOA產生熱擊穿而損壞。因此測量MOA在運行電壓下阻性電流的變化，對反映MOA的運行狀態具有重要意義。

目前測量MOA阻性電流的方法主要有以下兩種：

（1）三次諧波法：三次諧波法基于MOA的電阻片是非線性電阻，其阻性電流中三次諧波的含量較高，通過分析MOA全電流波形中的三次諧波含量來間接地測量MOA的阻性電流，這種方法的缺點是不能得到MOA阻性電流的真實波形，只能間接地反映MOA的阻性電流變化，而且受電網中三次諧波的影響較大，因此測量結果的分散性大、準確性低。該方法的優點是不需要引入參考電壓，現場測量比較方便。

（2）補償法：補償法是基于流過MOA全電流中的容性分量與施加在MOA上的電壓之間在相角上相差+90°的原理，引入一個幅值可調的與施加電壓相角差為-90°的補償源來抵消（補償）MOA全電流中的容性分量，從而獲取流過MOA全電流中的阻性分量波形。該方法在原理上是可行的，但目前采用該方法的測試設備中所引入的補償源都是模擬源，因此其測量準確度不可能做得很高。

發明內容????

本發明的目的是，為了解決采用補償法測量MOA阻性電流存在的問題，本發明采用數字補償法得到包含在MOA全電流之中的阻性電流分量波形，從而達到準確測量MOA阻性電流的目的。

無間隙金屬氧化物避雷器（MOA）在運行電壓下有電流I₀流過（稱為全電流），在全電流I₀中包含有容性電流I_c和阻性電流I_r，MOA的等值電路如圖1所示。

圖2為MOA全電流的相量圖，如果在測量時引入一個與容性電流Ic頻率相同、相位相反且幅值與Ic相等的量來抵消I₀中的Ic分量，則此時測到的I₀即為阻性電流Ir。考慮到全電流中的容性分量Ic與施加在MOA上的電壓U在相位上相差+90°，因此可通過采集與施加在MOA上的電壓同相位、同頻率的數字化波形作為參考電壓，然后根據該數字化參考電壓波形的相位和頻率，由程序生成一個與Ic同相位、同頻率且幅值可調的數字化補償信號，并將該數字化補償信號與采集到的全電流數字化波形相減，當調節該數字化補償信號的幅值，使其與全電流數字化波形相減后所得波形的幅值達最小值時，表明容性電流被完全抵消，此時，相減后的波形即為阻性電流Ir的波形。

本發明的技術方案是，本發明通過電流傳感器采集并保存流過MOA的全電流數字化波形；通過電壓傳感器采集并保存與施加在MOA上的交流電壓同相位、同頻率的數字化參考電壓波形；采用LabVIEW虛擬儀器開發平臺中的單頻模塊獲取該數字化參考電壓波形的頻率和相位，由程序自動生成頻率與參考電壓相同、相位與參考電壓相差+90°，幅值可自動調節的數字化正弦波補償信號；將保存的全電流數字化波形及數字化正弦波補償信號同時送入自動補償程序模塊進行容性電流補償，當補償達到預期的精度（可按要求進行設置）后，顯示阻性電流波形及測試結果。

為了加快程序的運行速度和提高測試精度，在補償程序模塊中可設置對補償過程的粗調和細調，即開始時對補償波幅值調節的幅度比較大，當程序判斷在本步補償后的波形幅值大于上步值（補償過度）時，則返回上一步的補償波幅值，并將原補償波幅值的調節步長減小10倍進行補償過程的細調。圖2為數字補償法測量MOA阻性電流的程序框圖。

本發明與現有技術比較的有益效果是，本發明方法可以很方便地采用虛擬儀器來實現對MOA阻性電流的測試，具有方法簡單、測量精度高、便攜性好、可靠性高等優點。

本發明適用于對MOA阻性電流的測試。

附圖說明????