[發(fā)明專利]一種電力系統(tǒng)電壓在線監(jiān)測裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310149093.X
• 申請(qǐng)日: 2013-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN103235174A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧雨榮;黃志都;黃維;王樂;俸波;田樹軍;朱時(shí)陽;李明貴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01R19/25
• 分類號(hào): G01R19/25;G01R31/08
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 45104
• 代理人: 黃永校

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)在線監(jiān)測領(lǐng)域，具體是一種基于PCI-1714UL高速數(shù)據(jù)采集卡的電力系統(tǒng)電壓在線監(jiān)測裝置，用于監(jiān)測、記錄和分析電力系統(tǒng)各類電磁暫態(tài)故障。

背景技術(shù)

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在10kV電力系統(tǒng)中，各類電壓包括內(nèi)部過電壓和雷電過電壓，事故率較高，且各種過電壓的持續(xù)時(shí)間、幅值、波形、產(chǎn)生原因及對(duì)絕緣的作用也各不相同。盡管在實(shí)際中安裝了大量的避雷器等過電壓保護(hù)裝置，但系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓事故時(shí)，由于沒有監(jiān)測裝置，難以確定事故的原因是由于過電壓幅值或陡度超過設(shè)備的承受力，還是設(shè)備的絕緣水平降低或者保護(hù)裝置有問題，也難以確定是由于電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓造成的故障，還是由于外部過電壓造成的損壞。

另外，隨著計(jì)算機(jī)和各類基于微處理器的敏感性負(fù)荷廣泛得到應(yīng)用，電壓暫降日益引起人們的重視。事實(shí)上，由于短路故障和大機(jī)電起動(dòng)的頻繁發(fā)生，電壓暫降是對(duì)配電網(wǎng)終端的電力用戶影響最大的電能質(zhì)量問題。在IEEE和IEC標(biāo)準(zhǔn)中，電壓暫降常用暫降幅值和持續(xù)時(shí)間兩個(gè)指標(biāo)來評(píng)價(jià)。

在線監(jiān)測技術(shù)是近年來發(fā)展十分迅速的新興技術(shù)，已在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，但目前國內(nèi)外所研制的各類電壓在線監(jiān)測裝置，一般都只能監(jiān)測電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓，或者監(jiān)測采樣率達(dá)不到每通道7.5MS/s如此高，而且現(xiàn)有裝置功能單一，不齊全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有電壓在線監(jiān)測裝置的不足，提供一種電力系統(tǒng)電壓在線監(jiān)測裝置，實(shí)現(xiàn)提高采樣率，同時(shí)在線檢測、記錄和分析電力系統(tǒng)各類過電壓、電壓暫降和諧波引起的故障，并能定時(shí)采集系統(tǒng)電壓信號(hào)進(jìn)行諧波分析。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種電力系統(tǒng)電壓在線監(jiān)測裝置，包括高壓電容分壓器、二次阻容分壓器、高速數(shù)據(jù)采集卡和工控機(jī)，高壓電容分壓器連接在母線上掛網(wǎng)運(yùn)行，將母線上的電壓進(jìn)行第一次分壓，通過第一同軸電纜將低壓臂信號(hào)傳輸給二次阻容分壓器，二次阻容分壓器對(duì)低壓臂信號(hào)進(jìn)行二次分壓，并通過第二同軸電纜將低壓側(cè)的電壓信號(hào)送入高速數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再將得到的數(shù)字信號(hào)傳輸給工控機(jī)進(jìn)行判斷、儲(chǔ)存和分析；高壓電容分壓器、二次阻容分壓器、高速數(shù)據(jù)采集卡和工控機(jī)分別接地。

所述的二次阻容分壓器包括第一電阻、第二電阻、第一電容和第二電容，第一電阻和第二電阻串聯(lián)后與信號(hào)輸入端連接，第一電容與第一電阻并聯(lián)，第二電容與第二電阻并聯(lián)，第二電容的兩端與信號(hào)輸出端連接。

所述的高速數(shù)據(jù)采集卡為PCI-1714UL高速數(shù)據(jù)采集卡。

所述的電力系統(tǒng)電壓在線監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法，包括以下步驟：

（1）高壓電容分壓器將母線上的電壓進(jìn)行第一次分壓，通過第一同軸電纜將低壓臂信號(hào)傳輸給二次阻容分壓器；

（2）二次阻容分壓器對(duì)低壓臂信號(hào)進(jìn)行二次分壓，并通過第二同軸電纜將低壓側(cè)的電壓信號(hào)送入高速數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將數(shù)據(jù)存入緩存區(qū)；

（3）工控機(jī)從緩存區(qū)讀取數(shù)據(jù)與基值比較，判斷是否有過電壓、電壓暫降或諧波命令，當(dāng)有過電壓、電壓暫降或諧波命令時(shí)，自動(dòng)將緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)存入指定文件夾內(nèi)；

（4）工控機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)分析單元將存入指定文件夾內(nèi)的過電壓和電壓暫降數(shù)據(jù)調(diào)出，并對(duì)其進(jìn)行波形顯示；調(diào)出指定文件夾中的諧波命令，并對(duì)其進(jìn)行相位分析和諧波分析。

所述的步驟（2）中的緩存區(qū)包括上半緩存區(qū)和下半緩存區(qū)，數(shù)據(jù)存入時(shí)，先存入上半緩存區(qū)，上半緩存區(qū)存滿后再開始存入下半緩存區(qū)，同時(shí)將上半緩存區(qū)的數(shù)據(jù)調(diào)走；當(dāng)下半緩存區(qū)存滿后又存入上半緩存區(qū)，同時(shí)將下半緩存區(qū)的數(shù)據(jù)調(diào)走。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

（1）功能齊全，能夠在線監(jiān)測電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓、雷電過電壓和系統(tǒng)電壓暫降，還能夠定時(shí)采集系統(tǒng)電壓進(jìn)行諧波分析；通過PCI-1714UL采集卡的三個(gè)通道同時(shí)采集數(shù)據(jù)，采樣率達(dá)到每通道7.5MS/s，能夠選擇性稀釋存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)完成以后，能夠進(jìn)行波形顯示、分析以及傳輸和打印。

（2）能夠長期掛網(wǎng)運(yùn)行，功率損耗小，維護(hù)方便，能夠在線追蹤記錄電網(wǎng)各類過電壓和電壓暫降波形，并具有各種分析及波形處理功能，能為系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行提供科學(xué)依據(jù)。

（3）通過工控機(jī)數(shù)據(jù)分析單元調(diào)出數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)行波形顯示，對(duì)過電壓數(shù)據(jù)放大，能夠觀察過電壓波頭時(shí)間、幅值以及持續(xù)時(shí)間；調(diào)出諧波數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行諧波分析，最高諧波到達(dá)50次。