專利名稱：電網(wǎng)過電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種電網(wǎng)過電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著電網(wǎng)的迅速建設(shè)與發(fā)展，過電壓對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響越來(lái)越受到人們的重視，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明:由于系統(tǒng)過電壓的影響，電網(wǎng)電氣設(shè)備絕緣事故時(shí)有發(fā)生，給電網(wǎng)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的損失。電力系統(tǒng)過電壓包括內(nèi)部(含操作和穩(wěn)態(tài))過電壓和外部(直擊雷和感應(yīng)雷)過電壓兩種。雷電過電壓的波頭較陡，需要較高的采樣頻率和頻率響應(yīng)，而操作和穩(wěn)態(tài)過電壓頻譜很寬，通常幾十到幾千赫茲，要在較高的頻率下完整采集一個(gè)周期，要求監(jiān)測(cè)裝置有較大的存儲(chǔ)深度，對(duì)硬件和軟件有很高的要求。而電力系統(tǒng)現(xiàn)有的故障錄波裝置是從電壓互感器獲取過電壓信號(hào)，測(cè)量精度和頻率響應(yīng)差，對(duì)很多過電壓不能監(jiān)測(cè)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)過電壓在線監(jiān)測(cè)裝置的研究主要集中在內(nèi)部過電壓的監(jiān)測(cè)上，也有為數(shù)不多的科研單位對(duì)外部過電壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了探索，但是效果不甚理想，且設(shè)備價(jià)格昂貴，功能單一，不利于推廣應(yīng)用。能同時(shí)兼顧外過電壓和內(nèi)過電壓的在線監(jiān)測(cè)裝置還較少。因此，本實(shí)用新型根據(jù)電力企業(yè)的迫切需求，利用現(xiàn)代傳感器、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)內(nèi)外過電壓在線監(jiān)測(cè)的技術(shù)，解決上述技術(shù)難題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述電網(wǎng)過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中不能兼顧外過電壓和內(nèi)過電壓在線監(jiān)測(cè)的缺陷，提供一種電網(wǎng)過電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)內(nèi)外過電壓的在線監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:—種電網(wǎng)過電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括依次相連的分壓器、模擬信號(hào)傳輸模塊、前置處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、工控機(jī)，分壓器安裝在高壓母線上。所述分壓器，包括高壓臂和低壓臂，高壓臂一端接高壓母線，另一端通過螺紋和低壓臂相連，并串聯(lián)阻尼電阻，低壓臂通過電纜接頭將二次電壓引出到模擬信號(hào)傳輸模塊。所述數(shù)據(jù)采集模塊包括模擬信號(hào)輸入通道、信號(hào)調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、存儲(chǔ)單元、可編程邏輯控件單元、內(nèi)部時(shí)鐘、外觸發(fā)信號(hào)輸入通道，可編程邏輯控件單元包括觸發(fā)控制邏輯、時(shí)鐘/時(shí)序控制、存儲(chǔ)器接口、總線接口 ；經(jīng)前置處理模塊處理后三相模擬信號(hào)分別通過模擬信號(hào)輸入通道中三個(gè)結(jié)構(gòu)相同、功能獨(dú)立的輸入通道依次輸入到信號(hào)調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、存儲(chǔ)單元中三個(gè)結(jié)構(gòu)相同、功能獨(dú)立的模塊，存儲(chǔ)單元中三個(gè)結(jié)構(gòu)相同、功能獨(dú)立的模塊與可編程邏輯控件單元中的存儲(chǔ)器接口相連，總線接口與工控機(jī)的計(jì)算機(jī)總線相連，外觸發(fā)信號(hào)輸入通道與觸發(fā)控制邏輯相連，觸發(fā)控制邏輯與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊中三個(gè)結(jié)構(gòu)相同、功能獨(dú)立的模塊分別相連，時(shí)鐘/時(shí)序控制與內(nèi)部時(shí)鐘相連。所述高壓臂采用串聯(lián)組裝的分布式純電容組件，所述純電容組件中的電容器為聚苯乙烯電容器。所述低壓臂采用多個(gè)聚苯乙烯電容器同軸并聯(lián)并用金屬圓盤屏蔽。所述高壓臂外殼采用硅橡膠絕緣。實(shí)施本實(shí)用新型的電網(wǎng)過電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有以下有益效果:實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)內(nèi)部過電壓、外部過電壓以及各種過電壓波形的在線監(jiān)測(cè)，并能長(zhǎng)期、穩(wěn)定掛網(wǎng)運(yùn)行，具有良好在線監(jiān)測(cè)靈敏度，監(jiān)測(cè)結(jié)果具有可靠性和準(zhǔn)確性。

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中:圖1是電網(wǎng)過電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是數(shù)據(jù)采集模塊原理圖。
具體實(shí)施方式
為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1所示，電網(wǎng)過電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括依次相連的傳感器模塊102、模擬信號(hào)傳輸模塊103、前置處理模塊104、數(shù)據(jù)采集模塊105、工控機(jī)106 ;分壓器102安裝在高壓母線101上。分壓器102，包括高壓臂和低壓臂，高壓臂一端接高壓母線，另一端通過螺紋和低壓臂相連，并串聯(lián)阻尼電阻，低壓臂通過電纜接頭將二次電壓引出到模擬信號(hào)傳輸模塊；高壓臂采用串聯(lián)組裝的分布式純電容組件，所述純電容組件中的電容器為聚苯乙烯電容器；低壓臂采用多個(gè)聚苯乙烯電容器同軸并聯(lián)并用金屬圓盤屏蔽；高壓臂外殼采用硅橡膠絕緣。本實(shí)用新型中的分壓器為了對(duì)過電壓信號(hào)的采集不遺漏，在使用時(shí)可將分壓器安裝在IOkV開關(guān)室的母線上，和三個(gè)氧化鋅避雷器并聯(lián)運(yùn)行，從而能夠直接反應(yīng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的過電壓。不僅可實(shí)現(xiàn)把頻譜范圍寬的內(nèi)過電壓信號(hào)進(jìn)行變換，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外過電壓的變換。整個(gè)分壓器的體積和氧化鋅避雷器相同，安裝在PT柜中。如圖2所示，數(shù)據(jù)采集模塊包括模擬信號(hào)輸入通道201、信號(hào)調(diào)理模塊202、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊203、存儲(chǔ)單元204、可編程邏輯控件單元205、內(nèi)部時(shí)鐘206、外觸發(fā)信號(hào)輸入通道211，可編程邏輯控件單元205包括觸發(fā)控制邏輯207、時(shí)鐘/時(shí)序控制208、存儲(chǔ)器接口209、總線接口 210。經(jīng)前置處理模塊104處理后三相模擬信號(hào)分別通過模擬信號(hào)輸入通道201中三個(gè)結(jié)構(gòu)相同、功能獨(dú)立的輸入通道依次輸入到信號(hào)調(diào)理模塊202、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊203、存儲(chǔ)單元204中三個(gè)結(jié)構(gòu)相同、功能獨(dú)立的模塊。存儲(chǔ)單元204中三個(gè)結(jié)構(gòu)相同、功能獨(dú)立的模塊與可編程邏輯控件單元205中的存儲(chǔ)器接口 209相連?？偩€接口 210與工控機(jī)的計(jì)算機(jī)總線相連。觸發(fā)信號(hào)是經(jīng)前置處理模塊104對(duì)三相信號(hào)進(jìn)行電壓比較，當(dāng)任何一相高于正常電壓，就發(fā)出觸發(fā)信號(hào)。觸發(fā)信號(hào)經(jīng)外觸發(fā)信號(hào)輸入通道211，控制觸發(fā)控制邏輯207。[0026]信號(hào)調(diào)理模塊202將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊要求的輸入信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊203對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，存儲(chǔ)單元204用來(lái)保存采集的數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型，針對(duì)雷電過壓等效頻率高，持續(xù)時(shí)間短，而內(nèi)部過電壓等效頻率低，持續(xù)周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)采集模塊采用變頻采樣原理，采樣頻率為f 50MHz，程控可調(diào)，存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)深度48Mbits，輸入阻抗為50Ω或高阻抗可選。數(shù)據(jù)采集模塊的驅(qū)動(dòng)，采用WinDriver編寫底層驅(qū)動(dòng)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)有數(shù)據(jù)來(lái)就自動(dòng)采集保存，然后又等待下一次觸發(fā)信號(hào)，如此循環(huán)采集。數(shù)據(jù)采集模塊105的工作流程為:觸發(fā)控制邏輯沒有接收到觸發(fā)信號(hào)時(shí)，經(jīng)前置處理模塊104處理后三相模擬信號(hào)分別通過模擬信號(hào)輸入通道201中三個(gè)結(jié)構(gòu)相同、功能獨(dú)立的輸入通道依次輸入到信號(hào)調(diào)理模塊202、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊203、存儲(chǔ)單元204中三個(gè)結(jié)構(gòu)相同、功能獨(dú)立的模塊，按照設(shè)定的高頻采樣頻率進(jìn)行循環(huán)數(shù)據(jù)采樣和存儲(chǔ)。觸發(fā)控制邏輯接收到外觸發(fā)信號(hào)后，提供采樣時(shí)鐘，啟動(dòng)變頻預(yù)觸發(fā)采樣。采樣的數(shù)據(jù)通過存儲(chǔ)器接口 209和總線接口 210傳輸?shù)焦た貦C(jī)進(jìn)行信號(hào)的處理分析。本實(shí)用新型系統(tǒng)的工作過程為:分壓器把母線中的電壓轉(zhuǎn)換成后續(xù)監(jiān)測(cè)裝置可以承受的電壓范圍；然后通過模擬信號(hào)傳輸模塊，將電壓信號(hào)輸入前置處理模塊，對(duì)信號(hào)進(jìn)行緩沖、放大、衰減、濾波、隔離等操作；前置處理模塊處理好的信號(hào)再輸入數(shù)據(jù)采集模塊，進(jìn)行采樣、存儲(chǔ)，并將數(shù)據(jù)傳輸至工控機(jī)完成對(duì)數(shù)字信息的保存、顯示和分析。上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電網(wǎng)過電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),包括依次相連的分壓器(102)、模擬信號(hào)傳輸模塊(103)、前置處理模塊(104)、數(shù)據(jù)采集模塊(105)、工控機(jī)(106)，分壓器(102)安裝在高壓母線(101)上，其特征在于: 所述分壓器(102)，包括高壓臂和低壓臂，高壓臂一端接高壓母線，另一端通過螺紋和低壓臂相連，并串聯(lián)阻尼電阻，低壓臂通過電纜接頭將二次電壓引出到模擬信號(hào)傳輸模塊(103)； 所述數(shù)據(jù)采集模塊(105)包括模擬信號(hào)輸入通道(201)、信號(hào)調(diào)理模塊(202)、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(203)、存儲(chǔ)單元(204)、可編程邏輯控件單元(205)、內(nèi)部時(shí)鐘(206)、外觸發(fā)信號(hào)輸入通道(211)，可編程邏輯控件單元(205)包括觸發(fā)控制邏輯(207)、時(shí)鐘/時(shí)序控制(208)、存儲(chǔ)器接口(209)、總線接口(210);經(jīng)前置處理模塊(104)處理后三相模擬信號(hào)分別通過模擬信號(hào)輸入通道(201)中三個(gè)結(jié)構(gòu)相同、功能獨(dú)立的輸入通道依次輸入到信號(hào)調(diào)理模塊(202 )、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(203 )、存儲(chǔ)單元(204)中三個(gè)結(jié)構(gòu)相同、功能獨(dú)立的模塊，存儲(chǔ)單元(204)中三個(gè)結(jié)構(gòu)相同、功能獨(dú)立的模塊與可編程邏輯控件單元(205)中的存儲(chǔ)器接口(209)相連，總線接口(210)與工控機(jī)的計(jì)算機(jī)總線相連，外觸發(fā)信號(hào)輸入通道(211)與觸發(fā)控制邏輯(207)相連，觸發(fā)控制邏輯(207)與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(203)中三個(gè)結(jié)構(gòu)相同、功能獨(dú)立的模塊分別相連，時(shí)鐘/時(shí)序控制(208)與內(nèi)部時(shí)鐘(206)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)過電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓臂采用串聯(lián)組裝的分布式純電容組件，所述純電容組件中的電容器為聚苯乙烯電容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)過電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述低壓臂采用多個(gè)聚苯乙烯電容器同軸并聯(lián)并用金屬圓盤屏蔽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)過電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓臂外殼采用硅橡膠絕緣。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電網(wǎng)過電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括依次相連的分壓器(102)、模擬信號(hào)傳輸模塊(103)、前置處理模塊(104)、數(shù)據(jù)采集模塊(105)、工控機(jī)(106)，分壓器(102)安裝在高壓母線(101)上。實(shí)施本實(shí)用新型的有益效果是，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)內(nèi)部過電壓、外部過電壓以及各種過電壓波形的在線監(jiān)測(cè)，并能長(zhǎng)期、穩(wěn)定掛網(wǎng)運(yùn)行，具有良好在線監(jiān)測(cè)靈敏度，監(jiān)測(cè)結(jié)果具有可靠性和準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01R19/165GK202929094SQ20122054508
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者黃興倉(cāng), 周丹, 馬慶龍, 段軍鵬, 董俊賢, 胥均, 錢志文, 王柳青, 劉麗琴 申請(qǐng)人:云南電網(wǎng)公司楚雄供電局, 昆明盛潤(rùn)泰電子技術(shù)有限公司