[發(fā)明專利]一種基于換流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組交流諧波檢測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010272053.4
• 申請日: 2020-04-09
• 公開（公告）號: CN111398660A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙濤;劉樂康;劉云鵬;李巖;孫海峰;張民;孫建濤;梁寧川
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）;中國電力科學(xué)研究院有限公司;國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/16;G01R31/62
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 李興林

本發(fā)明公開了一種基于換流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組交流諧波檢測系統(tǒng)，包括安裝在網(wǎng)側(cè)套管升高座外部的電流諧波測量用傳感器、套裝在并聯(lián)耦合電容接地線處的電壓諧波測量用傳感器、信號采集模塊、穩(wěn)壓電源和便攜式計(jì)算機(jī)，電流諧波測量用傳感器可獲取換流變壓器繞組電流信號，套裝在耦合電容接地線處的電壓諧波測量用傳感器通過檢測對地電流信號經(jīng)推算可得換流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組電壓信號，信號采集模塊負(fù)責(zé)將上述信號進(jìn)行采集傳輸，計(jì)算軟件對信號進(jìn)行諧波分析。本發(fā)明提供的基于換流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組交流諧波檢測系統(tǒng)，能夠檢測換流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組電壓和電流諧波含量，抗電磁干擾能力強(qiáng)、滿足多路信號同步采集、擁有較好的實(shí)時性和準(zhǔn)確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于換流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組交流諧波檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)的基本要求是能夠保證安全可靠地為電力用戶供電，電能質(zhì)量是否合格對于電力網(wǎng)運(yùn)行至關(guān)重要。在特高壓直流輸電過程中起到交直流變換核心作用的換流變壓器在運(yùn)行過程中承受交直流電壓的共同作用，在負(fù)載電流中含有大量的高次諧波分量，這種高次諧波分量會導(dǎo)致?lián)Q流變壓器出現(xiàn)諧波漏磁場和高次諧波損耗。在高次諧波和基波損耗的共同作用下，換流變壓器的各個構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生極不均勻的諧波損耗，產(chǎn)生的損耗過大且分布不均勻?qū)⒖赡芤鹱儔浩鞯哪骋粎^(qū)域的局部過熱。過高的溫度會加速絕緣材料的老化，降低變壓器的性能及縮短其壽命。因此，對換流變壓器的諧波特性進(jìn)行研究，得到諧波對損耗的影響并對變壓器內(nèi)部溫升進(jìn)行預(yù)測，準(zhǔn)確得到的變壓器內(nèi)部溫度分布情況及各個熱點(diǎn)溫度對于變壓器的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。

目前，在換流站網(wǎng)側(cè)母線上裝設(shè)有電壓互感器，而在3/2接線的串段中接有電流互感器，因此可以根據(jù)互感器二次測量獲得一定的諧波分布情況。但是，無論是PT還是CT的測量都是立足于工頻分量的測量的，對于諧波分量的測量精度及準(zhǔn)確度并未引起足夠的關(guān)注，現(xiàn)有的互感器是否適合寬頻電壓電流的測量無從得知。此外，對于換流變壓器而言，在12脈動的工作條件下，網(wǎng)側(cè)系統(tǒng)的特征諧波為12n±1次，而實(shí)際上6n±1(n為奇數(shù))次諧波是在繞組中自成回路的，這次外回路中無法測量出來，因此對于換流變壓器而言其諧波特性僅僅通過互感器測量無法掌握。此外，目前對于電力系統(tǒng)諧波檢測技術(shù)還存在實(shí)時性差、效率不高、受電磁干擾較大等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于換流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組交流諧波檢測系統(tǒng)，能夠檢測換流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組電壓和電流諧波含量，抗電磁干擾能力強(qiáng)、滿足多路信號同步采集、擁有較好的實(shí)時性和準(zhǔn)確度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種基于換流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組交流諧波檢測系統(tǒng)，包括：電流諧波測量用傳感器、電壓諧波測量用傳感器、信號采集模塊、穩(wěn)壓電源和計(jì)算機(jī)處理單元，所述電流諧波測量用傳感器安裝在網(wǎng)側(cè)套管升高座外部，用于采集換流變壓器繞組電流信號，所述電壓諧波測量用傳感器套裝在并聯(lián)耦合電容接地線處，用于通過電磁感應(yīng)原理檢測并聯(lián)耦合電容接地線上電流信號，經(jīng)式其中，I為接地線電流，Xc為電容容抗值，ω為角頻率，c為電容值，f為交流頻率，計(jì)算獲得換流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組電壓信號；

所述電流諧波測量用傳感器、電壓諧波測量用傳感器分別與所述信號采集模塊相連接，所述信號采集模塊與所述計(jì)算機(jī)處理單元相連接，所述計(jì)算機(jī)處理單元計(jì)算和分析換流變壓器繞組諧波電壓和電流；

所述穩(wěn)壓電源，用于為所述系統(tǒng)提供電源。

可選的，所述信號采集模塊包括信號采集模塊發(fā)送端和信號采集模塊接收端，所述信號采集模塊發(fā)送端與所述電流諧波測量用傳感器、電壓諧波測量用傳感器連接，所述信號采集模塊發(fā)送端將所述電流諧波測量用傳感器、電壓諧波測量用傳感器采集到的信號AD轉(zhuǎn)換并調(diào)制為光數(shù)字信號通過所述光纖傳輸給所述信號采集模塊接收端，所述信號采集模塊接收端將光數(shù)字信號解調(diào)為電數(shù)字信號，通過網(wǎng)線傳輸至計(jì)算機(jī)處理單元。

可選的，所述計(jì)算機(jī)處理單元為便攜式計(jì)算機(jī)。