[發(fā)明專(zhuān)利]一種配電變壓器動(dòng)態(tài)負(fù)載諧波監(jiān)測(cè)方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410644503.2
• 申請(qǐng)日: 2014-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104316762A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉勇;冉龍明;劉釗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司江津供電分公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R23/16
• 分類(lèi)號(hào): G01R23/16;G01R21/06
• 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)明涉及諧波監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種配電變壓器動(dòng)態(tài)負(fù)載諧波監(jiān)測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)

變壓器諧波監(jiān)測(cè)的研究發(fā)展同配電自動(dòng)化的發(fā)展息息相關(guān)，起步于80年代末。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，一些新算法和集成IC的問(wèn)世，配電自動(dòng)化監(jiān)測(cè)終端也得到了較大的發(fā)展與突破，F(xiàn)FT（Fast?Fourier?Transform）算法提高了計(jì)算電網(wǎng)諧波的效率和精度，增強(qiáng)了電網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)功能，提高了電力系統(tǒng)的調(diào)控能力。近幾年來(lái)，集成電路的迅猛發(fā)展，使其具備了高性能、低功耗和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)以及工業(yè)控制等各種控制場(chǎng)合。針對(duì)我國(guó)配電自動(dòng)化起步較晚，基礎(chǔ)薄弱的現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)許多公司和研究機(jī)構(gòu)投入大量的人力和財(cái)力，研究開(kāi)發(fā)配電自動(dòng)化設(shè)備，特別是變壓器監(jiān)測(cè)終端，它已經(jīng)從早期的功能單一逐漸走向智能、便攜、多功能的多元化方向發(fā)展。

由于變壓器諧波所引起的附加損耗并不是一個(gè)固定值，而是隨負(fù)載大小而動(dòng)態(tài)變化的，并且相同型號(hào)的配電變壓器，由于接入負(fù)載的類(lèi)型和大小不同，其諧波附加損耗也不同，電網(wǎng)中非線性負(fù)載引起的電力諧波會(huì)加劇配電變壓器損耗，造成電能的巨大浪費(fèi)。傳統(tǒng)離線試驗(yàn)方法不能完全反映變壓器運(yùn)行條件下的諧波所引起的附加損耗狀態(tài)，因而并不能確保其工作的高效性，電能浪費(fèi)仍有可能發(fā)生。所以只有通過(guò)在線監(jiān)測(cè)才能真實(shí)反映出由負(fù)載引起的配電變壓器諧波附加損耗大小。

針對(duì)現(xiàn)實(shí)中存在的上述問(wèn)題，需要一種低功耗、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量配電變壓器動(dòng)態(tài)負(fù)載諧波監(jiān)測(cè)的方法及裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種配電變壓器動(dòng)態(tài)負(fù)載諧波監(jiān)測(cè)的方法及裝置。針對(duì)配電變壓器負(fù)載的動(dòng)態(tài)性所導(dǎo)致的諧波的離線試驗(yàn)方法不足以確保其工作的高效性問(wèn)題，提出了結(jié)合歸算到二次側(cè)的變壓器“Γ”型等效電路模型、集膚效應(yīng)理論、電路疊加定理和電氣測(cè)量技術(shù)等相關(guān)理論，并將各次諧波等效為一系列獨(dú)立電源同時(shí)作用，隨后分別進(jìn)行附加損耗計(jì)算的系統(tǒng)、全面的諧波附加損耗計(jì)算方法。同時(shí)，研制了配電變壓器帶動(dòng)態(tài)負(fù)載的諧波實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)裝置，利用裝設(shè)在配電變壓器二次側(cè)的電流傳感器測(cè)量配電變壓器的電流信號(hào)，將采集到的信號(hào)濾波后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，以實(shí)現(xiàn)通過(guò)變壓器二次側(cè)諧波電流來(lái)計(jì)算諧波損耗的功能。諧波損耗反映了相關(guān)諧波造成的影響，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)配電變壓器動(dòng)態(tài)負(fù)載諧波監(jiān)測(cè)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種配電變壓器動(dòng)態(tài)負(fù)載諧波監(jiān)測(cè)裝置，包括數(shù)據(jù)采集模塊、濾波模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、通信模塊、核心處理模塊和顯示模塊；其中所述數(shù)據(jù)采集模塊采集配電變壓器二次側(cè)的電壓、電流信號(hào)；然后濾波模塊對(duì)所述電壓、電流信號(hào)進(jìn)行濾波，得到各次諧波的模擬信號(hào)；所述模擬信號(hào)由模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并傳輸?shù)胶诵奶幚砟K；核心處理模塊根據(jù)獲取的數(shù)字信號(hào)計(jì)算相應(yīng)次數(shù)諧波所引起的諧波附加損耗，并判斷諧波附加損耗是否超過(guò)預(yù)設(shè)值，若超過(guò)則發(fā)出預(yù)警信號(hào)；然后將預(yù)警信號(hào)和諧波附加損耗發(fā)送到顯示模塊顯示；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和核心處理模塊還分別將各自獲得的信號(hào)和數(shù)據(jù)發(fā)送到通信模塊，由通信模塊向外發(fā)送。

還提供一種采用本發(fā)明裝置進(jìn)行配電變壓器動(dòng)態(tài)負(fù)載諧波監(jiān)測(cè)的方法，包括如下步驟：

a）通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊采集配電變壓器二次側(cè)的電流信號(hào)；

b）電流信號(hào)經(jīng)濾波模塊濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入核心處理模塊；

c）核心處理模塊對(duì)接收到的數(shù)據(jù)用傅里葉算法進(jìn)行頻譜分析，得到各次諧波電流的大小，進(jìn)一步獲得諧波附加損耗????????????????????????????????????????????????；

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式中，為變壓器二次側(cè)a相第h次諧波電流有效值；為變壓器二次側(cè)b相第h次諧波電流有效值；為變壓器二次側(cè)c相第h次諧波電流有效值；h為諧波次數(shù)；為第h次諧波作用下變壓器二次側(cè)繞組電阻；為第h次諧波作用下變壓器一次側(cè)歸算到二次側(cè)的繞組電阻；為變壓器渦流損耗系數(shù);

d）判斷諧波附加損耗是否超過(guò)預(yù)設(shè)值，若超過(guò)則向顯示模塊發(fā)出預(yù)警信號(hào)，若沒(méi)超過(guò)則返回步驟a）。