[實用新型]一種分段式配網電容電流測量電路

有效

• 申請號: 201820522618.8
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN208125854U
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 王迅
• 申請（專利權）人: 蘇州工業園區海沃科技有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R19/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本實用新型公開了一種分段式配網電容電流測量電路，其包括中央處理器；信號發生器；開口三角電壓測量電路；過零點檢測電路；運算放大電路模塊；以及直流偏置電路。本實用新型基于分段式測量原理的配網電容電流測量電路核心為PGA縮放和DAC動態調節，從而充分利用ADC的動態范圍，并配合改進型硬件過零檢測電路，從而擴大電容電流測量量程，滿足大電容電流測量需求；此外測量電路還增加硬件過壓保護電路，實時判斷配電網系統電壓異常，從而在故障時及時切斷、保護測量電路。

【技術領域】

本實用新型涉及電力系統測量技術領域，特別是涉及一種分段式配網電容電流測量電路。

【背景技術】

早期采用的容性電流測量方法一般為單相金屬接地法，通過將配電網線路人為地進行單相接地試驗，從而直接測量流入大地的容性電流。由于這種方法需要在操作前實施繁雜的安全措施，而且操作復雜，還有可能危及非接地相絕緣薄弱處的絕緣，從而造成兩相異地短路，因此該方法安全性低。整個試驗過程對操作人員以及電網的安全均構成威脅，試驗的危險性大。因此，采用間接測量方法測量容性電流既可避免直接法的缺點，又便于測量。目前工程中常用的容性電流間接測量方法主要有下幾種：

(1)偏置電容法：原理是在系統的三相中分別添加偏置電容，然后通過分別測得的數據解方程組，從而得出系統的容性電流值，是在實際測量中比較常用的一種方法。

(2)人工中性點法：同樣是在線路的每一相接入對地電容，并制造一個人工中性點進行測量。它測量精度較高且接入的對地電容較小，對系統沖擊小因此被廣泛采用。此方法的缺點主要是當選擇接入的對地電容數值不合適時會產生較大的測量誤差，并有可能出現負數開根號的情況，使得測量工作無法實施。

(3)諧振法：是利用串聯諧振原理測得中性點電壓曲線從而計算電網的對地電容值。它的優點是簡單易實現。但是該方法使用的前提必須是在電網不對稱度較小或者消弧線圈串并聯電阻的情況下。當消弧線圈和系統對地電容發生諧振時，電網中性點電壓就會發生較大的位移，從而對電網和設備造成損壞，更嚴重的可能造成系統的短路事故。

(4)節點方程法是通過改變消弧線圈的電感值，引起消弧線圈兩端電壓發生變化，進而使得消弧線圈中的電流發生變化。通過檢測電壓、電流值以及其所對應的相角差，通過解方程組，計算出系統對地容性電流。該方法的缺點是在使用時，電網必須具有一定的不平衡度。

(5)阻抗三角形法：與節點方程法類似，通過改變消弧線圈的電感值來計算系統的容抗。通常用在帶有載開關調匝式消弧線圈的自動跟蹤補償裝置中。此方法的測量精度會受到分接頭設置以及電網波動的影響。同時，還要考慮到消弧線圈在端電壓較小時的非線性失真的問題，且此方法只適用于消弧線圈串聯電阻接地系統。

(6)綜合信息法：是通過連續的調節消弧線圈電感量使中性點電壓達到最大值，由諧振原理可知，此時消弧線圈的感抗就等于電網的對地總容抗，進而可直接計算出系統對地容性電流。該方法的缺點是只能在電網有一定不平衡度的情況下才能使用。

近幾年隨著微機技術和測控技術的發展，注入信號法在中性點不接地電網容性電流測量中得到廣泛的應用及迅速的發展。這種方法的基本思路是從母線電壓互感器二次開口三角形或者消弧線圈二次側加裝信號源，通過向系統注入特定頻率的信號，并通過分析反饋信號從而計算出配電網中容性電流值。

(7)變頻法：變頻的電流信號注入到PT二次側開口三角形側用傅立葉算法對中性點不接地系統的容性電流進行測量，該法可以測量較大的容性電流。但此法需要精確的注入信號的頻率，此信號用來測量系統的諧振頻率的范圍。在此系統中通常只取某兩個頻率點來測量容性電流。如果頻率點選擇不當將會給測量結果帶來較大誤差，因此該方法在實際使用中有較大的局限性。