[發明專利]一種基于掃頻法的配電網電容電流檢測裝置

在審

• 申請號: 201711020496.9
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107894529A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 李衛國;吉雅坤;王雨濛;張暖;陳艷
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R19/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電力系統領域，特別涉及一種基于掃頻法的配電網電容電流檢測裝置。

背景技術

配電網對地電容電流是影響配電網規劃設計和運行安全的重要參數。電容電流的大小不僅決定了是否需要裝設消弧線圈以及消弧線圈的補償容量，而且對于分析和抑制配電網鐵磁諧振過電壓等問題都具有重要意義。

傳統的電容電流測量方法可以分為直接法和間接法。直接法主要指單相金屬接地法，就是將配電網線路人為地進行單相接地試驗，然后通過電流互感器直接測量對地的電容電流。這種方法操作繁雜、危險性高，并且容易引發事故，現在幾乎不再采用。間接法主要包括中性點外加電容法、中性點外加電壓法和中性點位移電壓法等。間接法雖然比直接法簡便，但仍然存在如下缺點：測量時涉及一次側，人員與設備安全無保障；操作繁瑣、準備工作耗時長、測量工作效率低，同時存在誤操作危險。

掃頻法是基于諧振原理的一種電容電流測量新方法，它是信號注入法的一種改進方法。這里介紹了掃頻法測量對地電容電流的原理，基于該原理研制了一套對地電容電流的測量裝置。

發明內容

為了解決配電網傳統電流檢測方法操作繁雜、危險性高，并且容易引發事故、操作繁瑣、準備工作耗時長、測量工作效率低，同時存在誤操作危險等一系列問題，本發明目的是提供一種基于掃頻法的配電網電容電流檢測裝置，達到了解決上述問題的目的。

為實現上述目的，本發明采取如下技術方案：

本發明提供一種基于掃頻法的配電網電容電流檢測裝置，所述裝置主要包括控制芯片，電壓、電流采樣信號模塊、信號調理模塊、IGBT控制信號模塊、掃頻信號源模塊、LCD顯示模塊以及按鍵輸入。所述控制芯片實現IGBT控制信號的發出、電壓電流信號的相位比較、對地電容電流計算，所述電壓、電流采樣信號模塊將采集到的數據傳遞到信號調理模塊中，所述信號調理模塊對輸入信號進行濾波和電平轉換，所述IGBT控制信號模塊實現控制芯片發出的 IGBT控制信號傳輸到掃頻信號源模塊，所述掃頻信號源模塊實現向消弧線圈TV二次側注入變頻方波電壓信號，對地電容電流的計算結果通過LCD顯示模塊顯示出來，所述按鍵輸入實現對控制芯片啟停的控制。

所述的控制芯片采用完全集成的混合信號片上系統級MCU芯片C 8051F 020作為控制芯片，該芯片采用CIP- 51內核，可以與MCS- 51內核及指令集完全兼容。

所述的電壓、電流采樣信號模塊用于采集消弧線圈TV二次側的電壓、電流信號，并將其傳遞到信號調理模塊。

所述的信號調理模塊用于對輸入信號進行濾波和電平轉換，增強了電路的抗干擾能力并滿足單片機對輸入信號的要求。

所述的IGBT控制信號模塊實現控制芯片發出的IGBT控制信號傳輸到掃頻信號源模塊。

所述的掃頻信號源模塊實現向消弧線圈TV二次側注入一個變頻的方波電壓信號。

所述的LCD顯示模塊采用LCD12864，用來顯示測量計算結果。

所述的按鍵輸入模塊包括復位按鍵和啟停按鍵，用于復位控制以及測量計算的啟?？刂?。

軟件部分：實用C語言編制相應的計算程序和控制程序。主要包括初始化、設置參數、測量、顯示計算結果幾個部分。

軟件程序主要是完成IGBT控制信號的發出、電壓和電流同相位判斷、電容電流的計算與存儲及其相關功能的軟件實現。程序采用模塊化的設計思路，即主程序調用模塊子程序實現所需要的功能。主程序流程如圖2所示，子程序主要包括：測量子程序、初始化子程序、顯示與存儲子程序、通信子程序等。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

（1）不受系統運行方式改變的影響, 不影響系統的正常運行。

（2）對于配有多個消弧線圈的配電網, 只需選定一個消弧線圈利用掃頻法進行測量, 即可實現對整個配電網電容電流的測量。

附圖說明

圖1是本發明電容電流檢測裝置功能框圖。

圖2是本發明電容電流檢測裝置軟件程序流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。