[發明專利]城軌牽引供電系統與城市電力主變直流偏磁同步監測系統

有效

• 申請號: 201811197601.0
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN109387680B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 李小鵬;林圣;梁曉斌;張純;張鵬
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R15/20
• 分類號: G01R15/20;G01R19/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 楊琪

本發明公開了一種城軌牽引供電系統與城市電力主變直流偏磁同步監測系統，監測由城軌雜散電流引起的城市電力主變直流偏磁問題，其系統組成是：整個同步監測系統分為城軌排流網電流監測子系統、電力主變中性點電流監測子系統、綜合分析子系統三個子系統；所述的城軌排流網電流監測子系統硬件由霍爾傳感器、信號調理板、數據采集卡、GPRS無線傳輸模塊、工控機依次構成；所述的電力主變中性點電流監測子系統硬件由霍爾電流傳感器、信號調理板、數據采集卡、工控機依次構成。

技術領域

本發明涉及設備在線監測領域，具體為一種城軌牽引供電系統與城市電力主變直流偏磁同步監測系統。

背景技術

近年來，城市軌道交通在我國取得了迅猛的發展，截止2016年底，中國大陸地區已有30個城市開通運營共計133條城市軌道交通線路，運營線路總長度達4152.8公里。城市軌道牽引供電系統一般采用直流供電方式，地鐵列車從接觸網（或第三軌）進行取流并通過鋼軌實現回流。然而，由于地鐵鋼軌很難做到與大地完全絕緣，導致一部分電流泄露到地中形成地中雜散電流，隨著城軌列車大規模、高密度運行、地中雜散電流呈現網絡化、疊加增大化的特點，導致地電位畸變，足以對城市電力主變產生影響并通過直流偏磁現象表現出來。

以往認知中，變壓器的直流偏磁現象主要是由高壓直流輸電系統或地磁感應電流導致，城軌雜散電流引起的電力主變直流偏磁現象是近幾年才被發現并得到重視的，目前尚無監測裝置對此展開監測，因此需要一種城軌牽引供電系統與城市電力主變直流偏磁同步監測系統，對城軌雜散電流引起的電力主變直流偏磁現象展開監測分析。

發明內容

本發明的目的就是提供一種城軌牽引供電系統與城市電力主變直流偏磁同步監測系統，該系統的實現成本低，獲得信息準確、可靠，系統部分實現無線傳輸數據，便于監測系統的安放與回收，不會影響城市電網與城市軌道交通的正常運行。

整個同步監測系統分為城軌排流網電流監測子系統、電力主變中性點電流監測子系統、綜合分析子系統三個子系統；所述的城軌排流網電流監測子系統硬件由霍爾傳感器、信號調理板、數據采集卡、GPRS無線傳輸模塊、工控機依次構成；所述的電力主變中性點電流監測子系統硬件由霍爾電流傳感器、信號調理板、數據采集卡、工控機依次構成；所述的同步綜合分析子系統硬件由后臺服務器構成。電力主變中性點電流監測子系統和城軌排流網電流監測子系統中的工控機都加裝GPS授時模塊，利用GPS系統為全系統采集各路信號提供統一時鐘信號。

本發明為實現其第二個目的所采用的技術方案是，一種城軌牽引供電系統與城市電力主變直流偏磁同步監測系統的功能應用如下。

1）城軌排流網電流信號的采集與處理：在城市軌道交通線路中排流網的連接電纜處加裝開合式霍爾電流傳感器。開合式霍爾傳感器的安裝不需要停電操作，不影響城市軌道交通的正常運營。將開合式霍爾傳感器采集到的多路城軌排流網電流模擬信號輸入到信號調理板，經等比例放大處理后變為可用模擬信號，該模擬信號輸入到數據采集卡經過低通濾波電路、溫度零漂修正電路、模數轉換電路處理變為去除交流干擾信號的排流網電流數字信號，該數字信號利用GPRS無線傳輸和接收模塊進行無線信號傳輸，最終多路排流網電流數字信號匯入工控機，利用工控機內置硬盤將多路排流網電流數字信號存儲以備后期與電力主變中性點直流電流分量數字信號同步分析，利用工控機VGA視頻輸出接口外接顯示屏實現城軌排流網電流信號就地可視化輸出。

在工控機配置GPS授時模塊對各路信號進行同步授時，保證各路排流網電流數字信號時間同步。 多個監測節點的布置需要綜合考慮牽引變壓器區間位置與距離，確定布置原則如下：找到離出現直流偏磁現象電力主變地理位置最近的城軌線路位置，以該城軌線路位置為基準點，從基準點開始雙向布置城軌排流網電流監測節點，從基準點開始各監測節點間距位置依次為500m、1000m，形成3000m范圍的城軌排流網電流監測區段。若出現直流偏磁現象電力主變附近存在多條城軌線路，則多條城軌線路按同樣原則布置監測節點。