[發(fā)明專利]一種基于寬頻大量程CT的電網(wǎng)電壓全頻域監(jiān)測(cè)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711071028.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107884613A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭宏;周志松;楊虎;葉琚英;鮑美軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州柯林電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G01R19/00
• 分類號(hào): G01R19/00;G01R15/18
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)哲力專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)44288
• 代理人: 胡擁軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓電網(wǎng)的電壓監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于寬頻大量程CT的電網(wǎng)電壓全頻域監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

高壓電網(wǎng)中有大量的電抗器、電容器以及電力電纜，這些設(shè)備具有感性或容性儲(chǔ)能特性，感性設(shè)備投切時(shí)易出現(xiàn)截流、電弧復(fù)燃等現(xiàn)象，容性設(shè)備投切易產(chǎn)生涌流和重燃過(guò)電壓。這些設(shè)備在投切時(shí)產(chǎn)生頻率幾十KHz的操作過(guò)電壓，有時(shí)電網(wǎng)還會(huì)遭受頻率高達(dá)1MHz的雷擊過(guò)電壓。這些過(guò)電壓疊加到電網(wǎng)母線工頻電壓上，會(huì)造成電網(wǎng)母線電壓幅值突變，引起高壓設(shè)備絕緣擊穿、局部放電甚至損毀等故障。過(guò)電壓的頻率集中在幾十KHz～1MHz高頻區(qū)域且持續(xù)時(shí)間短，以往的常規(guī)的電壓電流測(cè)量方式難以監(jiān)測(cè)從低頻到高頻的電網(wǎng)電壓變化過(guò)程。因此有必要對(duì)電網(wǎng)的從50Hz～1MHz電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為設(shè)備的故障診斷與過(guò)電壓治理提供科學(xué)的技術(shù)支撐。

目前過(guò)高壓電網(wǎng)電壓的監(jiān)測(cè)主要技術(shù)手段主要有三種：一是采用電壓分壓器安裝到高壓母線下分壓出小信號(hào)電壓進(jìn)行測(cè)量；二是直接在壓變、套管等容性設(shè)備的末屏接地回路串聯(lián)安裝檢流電阻，原理相當(dāng)于分壓檢測(cè)方式；三是采用從工頻到高頻不同量程的多個(gè)CT組合安裝到容性設(shè)備末屏接地回路，工頻CT負(fù)責(zé)測(cè)量mA級(jí)泄漏電流，高頻CT負(fù)責(zé)測(cè)量過(guò)電壓時(shí)的瞬態(tài)浪涌沖擊電流。

以上方法均不能完全實(shí)現(xiàn)可靠的電網(wǎng)電壓全頻域監(jiān)測(cè)。高壓試驗(yàn)中常用分壓器來(lái)獲取過(guò)高壓電壓信號(hào)，一般采用精度高頻帶寬的標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器并聯(lián)運(yùn)行測(cè)取電。但采用分壓器的監(jiān)測(cè)方式，只在電網(wǎng)停電時(shí)臨時(shí)并聯(lián)到母線下，分壓器不是掛網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備，加上電壓分壓器有損耗會(huì)發(fā)熱、安全性差需要阻抗匹配等問(wèn)題，所以只適合現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)試驗(yàn)用不適合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。以上的組合測(cè)量方式，需容性傳感器、高頻電流傳感器、工頻或低頻電流傳感器等多個(gè)分段式傳感器部件，并需配合積分電路、放大電路、信號(hào)調(diào)理等復(fù)雜電路實(shí)現(xiàn)工頻與過(guò)電壓沖擊波形的重構(gòu)，系統(tǒng)復(fù)雜成本高，且會(huì)因非全頻段大量程電流信號(hào)監(jiān)測(cè)，易導(dǎo)致計(jì)算推導(dǎo)的電壓信息失真，更不能精確計(jì)算過(guò)電壓產(chǎn)生的相位與疊加幅值。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于寬頻大量程CT的電網(wǎng)電壓全頻域監(jiān)測(cè)裝置及方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)需要分壓器或多個(gè)CT組合才能覆蓋寬頻域大量程范圍信號(hào)監(jiān)測(cè)的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于寬頻大量程CT的電網(wǎng)電壓全頻域監(jiān)測(cè)裝置，包括高壓母線、倒置式電流互感器、寬頻大量程CT和DSP寬頻信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置；其中，

倒置式電流互感器并聯(lián)安裝在高壓母線下，倒置式電流互感器和寬頻大量程CT連接，寬頻大量程CT和DSP寬頻信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置連接；

高壓母線用于傳輸電網(wǎng)電壓；

倒置式電流互感器用于提供與母線電壓呈線性關(guān)系的末屏接地二次回路電流；

寬頻大量程CT用于測(cè)量倒置式電流互感器的末屏接地二次回路電流，并將測(cè)量到的電量信號(hào)發(fā)送到DSP寬頻信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置；

DSP寬頻信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置用于采集和處理電量信號(hào)獲取DSP數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)DSP數(shù)據(jù)信息計(jì)算電網(wǎng)電壓。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述寬頻大量程CT的中間設(shè)置有被測(cè)導(dǎo)線穿心孔，該CT以一次穿心方式非接觸式測(cè)量50Hz～1MHz范圍內(nèi)1mA～100A的寬頻域電流，CT的二次側(cè)輸出電量信號(hào)。

在上述任意實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述DSP寬頻信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置包括電量信號(hào)同步采集調(diào)理電路、ADC信號(hào)采集器件和DSP核心器件。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述ADC信號(hào)采集器件為多路100M高速ADC信號(hào)采集器件。

或者，進(jìn)一步地，所述DSP核心器件為BF707DSP核心器件。

在上述任意實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述DSP寬頻信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置還用于根據(jù)DSP數(shù)據(jù)信息計(jì)算倒置式電流互感器的絕緣狀態(tài)參數(shù)。

一種基于寬頻大量程CT的電網(wǎng)電壓全頻域監(jiān)測(cè)方法，包括：

電壓傳輸步驟，高壓母線傳輸電網(wǎng)電壓；

電流互感步驟，倒置式電流互感器與高壓母線并聯(lián)，提供與母線電壓呈線性關(guān)系的末屏接地二次回路電流；

CT測(cè)量步驟，寬頻大量程CT測(cè)量倒置式電流互感器的末屏接地二次回路電流，并將測(cè)量到的電量信號(hào)發(fā)送到DSP寬頻信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置；

信號(hào)處理步驟，DSP寬頻信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置采集和處理電量信號(hào)獲取DSP數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)DSP數(shù)據(jù)信息計(jì)算電網(wǎng)電壓。