[發(fā)明專利]特高壓直流輸電線合成場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量裝置及測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310255534.4
• 申請(qǐng)日: 2013-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103308780A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊帆;王曉宇;張莉;劉澤輝;何為
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R29/08
• 分類號(hào): G01R29/08
• 代理公司: 重慶市恒信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種合成場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量裝置及測(cè)量方法，特別涉及一種特高壓直流輸電線合成場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量裝置及測(cè)量方法。

背景技術(shù)

“十二五”期間我國(guó)將加快特高壓電網(wǎng)為骨架的智能電網(wǎng)建設(shè)。特高壓輸電網(wǎng)的建設(shè)也帶來(lái)了新的問(wèn)題，包括特高壓的絕緣材料與技術(shù)、特高壓直流輸電線路的電磁干擾等問(wèn)題。直流輸電線路運(yùn)行后，使空間總的電場(chǎng)強(qiáng)度增加，從而產(chǎn)生更強(qiáng)的電磁干擾，包括對(duì)周圍設(shè)備的電磁干擾以及對(duì)人與生物的影響。隨著公眾的健康意識(shí)和環(huán)保意識(shí)的不斷提高，公眾對(duì)電磁環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越重視，對(duì)政府部門(mén)加強(qiáng)電磁環(huán)境監(jiān)管的要求也越來(lái)也強(qiáng)烈。

與交流輸電線路相比，直流輸電線路與設(shè)備對(duì)周圍設(shè)備的電磁干擾比交流線路更為復(fù)雜，特別是其合成場(chǎng)強(qiáng)還受地電位、運(yùn)行方式（單極或雙極）的影響。現(xiàn)有研究表明，地電位的大小會(huì)影響直流輸電線合成場(chǎng)強(qiáng)的分布。因此，直流輸變電設(shè)備的電磁干擾評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)不同于交流輸變電設(shè)備。很多國(guó)家制定了直流輸電線路的電磁環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)限值。俄羅斯規(guī)定普通人群在線下活動(dòng)的時(shí)間不超過(guò)8小時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度限值為15kV/m；美國(guó)規(guī)定直流輸電線路地面最大電場(chǎng)強(qiáng)度限值為15kV/m，日本環(huán)境理事會(huì)規(guī)定為9kV/m；我國(guó)也展開(kāi)了相關(guān)的研究，出版了電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL436-2005《高壓直流架空送電線路技術(shù)導(dǎo)則》、DL/T?275-2012?《±800kV特高壓直流換流站電磁環(huán)境限值》，分別規(guī)定了直流線路下地面及換流站地面最大合成電場(chǎng)強(qiáng)度不應(yīng)超過(guò)30kV/m。

針對(duì)直流輸變電工程將要面臨的電磁環(huán)境問(wèn)題，本發(fā)明研究特高壓直流輸電線合成場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量裝置及測(cè)量方法，檢測(cè)特高壓直流輸電線周圍合成場(chǎng)強(qiáng)的大小。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種特高壓直流輸電線合成場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量裝置及測(cè)量方法，它能夠在線檢測(cè)，具有很大的實(shí)用價(jià)值。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：特高壓直流輸電線合成場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量裝置，包括微控制器、場(chǎng)磨傳感器、電流信號(hào)變換電壓信號(hào)電路、帶通濾波、可變?cè)鲆娣糯笃鳌/D轉(zhuǎn)換器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、接收器、D/A轉(zhuǎn)換器、通信模塊和存儲(chǔ)模塊；其中，所述場(chǎng)磨傳感器包括由靜片和動(dòng)片組成的葉片、直流電機(jī)、MR編碼器和齒輪箱。

微控制器控制D/A轉(zhuǎn)換器輸出至少兩路相互獨(dú)立的模擬電壓信號(hào)，其中一路模擬電壓信號(hào)輸入電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路功率放大后，控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)，齒輪箱驅(qū)動(dòng)葉片中的動(dòng)片旋轉(zhuǎn)；另一路模擬電壓信號(hào)輸入可變?cè)鲆娣糯笃鳎刂瓶勺冊(cè)鲆娣糯笃鞯姆糯蟊稊?shù)。

MR編碼器測(cè)量直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳送給接收器，接收器通過(guò)RS232接口與微控制器通信。

電流信號(hào)變換電壓信號(hào)電路將葉片中靜片上的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再傳送給帶通濾波；電壓信號(hào)經(jīng)帶通濾波消除干擾信號(hào)后，傳送給可變?cè)鲆娣糯笃鳎幌蓴_信號(hào)的電壓信號(hào)經(jīng)可變?cè)鲆娣糯笃餍盘?hào)放大后，傳送給A/D轉(zhuǎn)換器；A/D轉(zhuǎn)換器采樣電壓信號(hào)，并將采集的數(shù)值傳送給微控制器。

微控制器與存儲(chǔ)模塊連接，微控制器先將采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到微控制器片內(nèi)高速存儲(chǔ)器，再存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊。儲(chǔ)模塊采用SD卡。微控制器與通信模塊連接，便于與外部的其它設(shè)備通信。通信模塊包括RS232模塊、RS485模塊和無(wú)線通信模塊。

A/D轉(zhuǎn)換器采用單獨(dú)的A/D轉(zhuǎn)換芯片或微控制器內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換模塊。

D/A轉(zhuǎn)換器采用單獨(dú)的D/A轉(zhuǎn)換芯片或微控制器內(nèi)部的D/A轉(zhuǎn)換模塊。

利用本發(fā)明的裝置進(jìn)行特高壓直流輸電線合成場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量的測(cè)量方法，包括如下步驟：

（a）設(shè)定直流電機(jī)轉(zhuǎn)速Ｎ和最大轉(zhuǎn)速偏差N₀;

（b）設(shè)定D/A轉(zhuǎn)換器輸出初值；

（c）電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)，直到轉(zhuǎn)速穩(wěn)定；

（d）MR編碼器測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速n；

（e）判斷|n-N|是否小于N₀；若|n-N|大于等于N₀，根據(jù)轉(zhuǎn)速偏差|n-N|調(diào)整D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬電壓，轉(zhuǎn)到步驟（c）；若|n-N|小于N₀，轉(zhuǎn)到步驟（f）；

（f）測(cè)量葉片中靜片上電流信號(hào)，并通過(guò)電流信號(hào)變換電壓信號(hào)電路轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)帶通濾波消除干擾信號(hào)；

（g）根據(jù)電壓信號(hào)的幅值大小改變D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬電壓，進(jìn)而調(diào)整可變?cè)鲆娣糯笃鞣糯蟊稊?shù)；

（h）電壓信號(hào)經(jīng)可變?cè)鲆娣糯笃鞣糯螅珹/D轉(zhuǎn)換器采樣電壓信號(hào)，并將采集的數(shù)據(jù)傳送給微控制器；