電網(wǎng)諧波在線檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)諧波信號檢測裝置，用于配電系統(tǒng)的電網(wǎng)諧波信號在線檢測。所述電網(wǎng)諧波在線檢測裝置，包括諧波信號采集電路、諧波檢測分析集成電路、單片機系統(tǒng)電路，所述諧波信號采集電路輸出諧波信號連接到諧波檢測分析單元；所述諧波檢測分析單元采用AD轉換集成電路將采樣到的電壓、電流諧波信號進行分壓、整形，然后輸入到單片機系統(tǒng)電路；所述單片機系統(tǒng)電路對經(jīng)整形后的電壓、電流諧波信號進行計算，得出過電流、欠電流電參數(shù)并輸出到遠傳單元。本發(fā)明能夠較為經(jīng)濟、理想的實現(xiàn)配電系統(tǒng)電網(wǎng)諧波在線檢測和上傳，其對于實現(xiàn)配電系統(tǒng)自動化控制將會起到配電系統(tǒng)電網(wǎng)諧波在線檢測部分功能的輔助作用。
【專利說明】電網(wǎng)諧波在線檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)諧波信號檢測裝置，特別是涉及一種用于配電系統(tǒng)的電網(wǎng)諧波信號在線檢測裝置。
【背景技術】
[0002]隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，智能化電網(wǎng)新課題的提出，以及配電系統(tǒng)自動化控制技術的進一步研究，勢必加速配電系統(tǒng)自動化控制的進程。而異常電網(wǎng)諧波信號會影響到配電網(wǎng)的正常運行。
[0003]諧波產(chǎn)生的原因多種多樣。比較常見的有兩類:第一類是由于非線性負荷而產(chǎn)生諧波，例如可控硅(晶閘管)整流器、開關電源等，這一類負荷產(chǎn)生的諧波頻率均為工頻頻率的整數(shù)倍。例如三相六脈波整流器所產(chǎn)生的主要是5次和7次諧波，而三相12脈波整流器所產(chǎn)生的主要是11次和13次諧波。第二類是由于逆變負荷而產(chǎn)生諧波，例如中頻爐、變頻器，這一類負荷不僅產(chǎn)生整數(shù)次諧波，還產(chǎn)生頻率為逆變頻率2倍的分數(shù)諧波。例如:使用三相六脈波整流器而工作頻率為820Hz的中頻爐則不僅產(chǎn)生5次和7次諧波，還產(chǎn)生頻率為1640Hz的分數(shù)諧波。
[0004]諧波在電網(wǎng)誕生的同時就是存在的，因為發(fā)電機和變壓器都會產(chǎn)生少量的諧波?，F(xiàn)在由于產(chǎn)生大量諧波的用電設備不斷增加，并且電網(wǎng)中大量使用的并聯(lián)電容器對諧波非常敏感甚至會產(chǎn)生諧波放大，當電網(wǎng)中的諧波電流較大，以至于電壓波形也產(chǎn)生畸變時，就會造成嚴重的電網(wǎng)污染。
[0005]在電網(wǎng)被污染的情況下，所有電網(wǎng)中的設備與負荷均會受到影響。諧波與無功電流不同。無功電流只影響電網(wǎng)的電壓，并增加供電系統(tǒng)的銅損，通常不會影響用戶，也不會影響計量精度。無功電流在沒有補償?shù)那闆r下會一直傳送到發(fā)電機，而諧波電流通常全部被電網(wǎng)中的設備與負荷吸收掉。
諧波的影響可以說“無孔不入”。諧波造成的危害大致如下:
1，由于諧波的頻率較高，使導線的趨膚效應加重，因此銅損急劇增加。同時變壓器鐵心由于不能適應急劇變化的磁通而導致鐵損急劇增加。
2，諧波會影響表計的計量精度。從原理上進行分析:諧波源將其吸收的一部分電網(wǎng)電能轉變?yōu)橹C波發(fā)送到電網(wǎng)中去，因此電能表會將諧波能量當作發(fā)電來進行計算，從而導致計量誤差。對于機械式電能表還會由于高頻率諧波所產(chǎn)生的高頻渦流阻力而變慢。在高次諧波嚴重的情況下(例如中頻爐)會嚴重影響電能表的計量精度，導致莫名其妙的掉電現(xiàn)象。
3，精密電子設備(包括電子式電能表)會被嚴重干擾，導致不能正常工作，甚至燒毀。4，所有接于電網(wǎng)中的設備的損耗都會增加，溫升增加。含有電容器的設備受影響最為嚴重，甚至可能導致設備損壞以及電容器爆炸等事故。
5，電機類負荷由于諧波的逆序作用而導致輸出扭矩下降。
6，繼電保護機構可能會由于諧波而產(chǎn)生誤動或拒動故障。 當電網(wǎng)的諧波污染程度小于國家標準的規(guī)定時，通常不會對系統(tǒng)造成影響。隨著污染程度的增加，諧波的影響就逐漸顯現(xiàn)出來。在諧波嚴重超標的情況下，如果不進行諧波治理，往往會產(chǎn)生很嚴重的后果。
[0006]通常，這種故障現(xiàn)象往往是發(fā)生了事故后，才知道是諧波對配電網(wǎng)污染造成的危害。這樣的配電網(wǎng)運行狀態(tài)，勢必會造成供電質量差，設備損壞率高。因此，如何做到防患于未然，實現(xiàn)諧波分量的實時在線檢測，已經(jīng)成為從事電力工作者必須思考的問題。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明針對【背景技術】提出的問題，提出一種電網(wǎng)諧波在線檢測裝置。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:
一種電網(wǎng)諧波在線檢測裝置，包括諧波信號采集電路、諧波檢測分析集成電路、單片機系統(tǒng)電路，所述諧波信號采集電路包括電壓信號采集電路和電流信號采集電路，電壓信號采集電路和電流信號采集電路的輸出信號連接到諧波檢測分析單元電路；所述諧波檢測分析單元電路采用AD轉換集成電路芯片，將采樣到的電壓、電流諧波信號進行分壓、整形，然后輸入到單片機系統(tǒng)電路；
所述單片機系統(tǒng)電路包括中央處理器和外圍電路，對經(jīng)整形后的電壓、電流諧波信號進行計算，得出過電流、欠電流電參數(shù)并輸出到遠傳單元。
[0009]所述的電網(wǎng)諧波在線檢測裝置，所述諧波信號采集電路包括電壓互感器(PTl)和電流互感器(CT1)，電壓互感器(PTl)和電流互感器(CTl)耦合輸出信號分別經(jīng)電阻(Rl?R9)分壓、電容(Cl?C4)濾波整形后輸出諧波信號。
[0010]所述的電網(wǎng)諧波在線檢測裝置，單片機系統(tǒng)電路包括雙向收發(fā)無線通訊模塊，單片機通過串行通訊端口和雙向收發(fā)無線通訊模塊連接，單片機系統(tǒng)電路完成諧波量的檢測與分析后通過無線通訊模塊發(fā)出相應的指令或預警信號。
[0011]發(fā)明的有益積極效果:
1、本發(fā)明電網(wǎng)諧波在線檢測裝置，能夠較為經(jīng)濟、理想的實現(xiàn)配電系統(tǒng)電網(wǎng)諧波在線檢測和上傳，其對于實現(xiàn)配電系統(tǒng)自動化控制將會起到配電系統(tǒng)電網(wǎng)諧波在線檢測部分功能的輔助作用，有助于提高供電可靠性。
[0012]2、本發(fā)明電網(wǎng)諧波在線檢測裝置，設計科學合理，信號采集電路簡單，成本低，采集信號準確、穩(wěn)定，實現(xiàn)了電網(wǎng)諧波信號在線檢測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明所述諧波信號采集電路示意圖；
圖2是本發(fā)明所述諧波信號檢測分析集成芯片電路示意圖；
圖3是本發(fā)明所述單片機系統(tǒng)芯片電路示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面通過【具體實施方式】，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
[0015]實施例1
如圖1、2、3所示，本發(fā)明電網(wǎng)諧波信號在線檢測裝置，包括:諧波信號采集電路、諧波檢測分析集成電路、單片機系統(tǒng)電路。
[0016]所述諧波信號采集電路包括電壓信號采集電路和電流信號采集電路，電壓信號和電流信號分別經(jīng)電壓互感器PTl和電流互感器CTl耦合、電阻Rl?R9分壓、電容Cl?C4濾波整形后，輸出諧波信號連接到諧波檢測分析單元電路；所述諧波檢測分析單元電路采用AD轉換集成電路芯片，用于將采樣到的電壓、電流諧波信號進行分壓、整形，然后輸入到單片機系統(tǒng)電路；所述單片機系統(tǒng)電路包括中央處理器和外圍電路，對經(jīng)整形后的電壓、電流諧波信號進行計算，完成諧波量的檢測與分析，得出過電流、欠電流電參數(shù)并輸出到遠傳單元發(fā)出相應的指令或預警。
[0017]所述的電網(wǎng)諧波在線檢測裝置，單片機系統(tǒng)電路包括雙向收發(fā)無線通訊模塊，單片機通過串行通訊端口和雙向收發(fā)無線通訊模塊連接，單片機系統(tǒng)電路完成諧波量的檢測與分析后通過無線通訊模塊發(fā)出相應的指令或預警信號，雙向收發(fā)無線通訊模塊可采用自組網(wǎng)無線通訊模塊或手機通訊模塊，用于實現(xiàn)和無線通訊基站通訊。
【權利要求】
1.一種電網(wǎng)諧波在線檢測裝置，包括諧波信號采集電路、諧波檢測分析集成電路、單片機系統(tǒng)電路，其特征在于: 所述諧波信號采集電路包括電壓信號采集電路和電流信號采集電路，電壓信號采集電路和電流信號采集電路的輸出信號連接到諧波檢測分析單元電路；所述諧波檢測分析單元電路采用AD轉換集成電路芯片，將采樣到的電壓、電流諧波信號進行分壓、整形，然后輸入到單片機系統(tǒng)電路； 所述單片機系統(tǒng)電路包括中央處理器和外圍電路，對經(jīng)整形后的電壓、電流諧波信號進行計算，得出過電流、欠電流電參數(shù)并輸出到遠傳單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的電網(wǎng)諧波在線檢測裝置，其特征在于:所述諧波信號采集電路包括電壓互感器(PTl)和電流互感器(CTl)，電壓互感器(PTl)和電流互感器(CTl)耦合輸出信號分別經(jīng)電阻(Rl?R9)分壓、電容(Cl?C4)濾波整形后輸出諧波信號。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電網(wǎng)諧波在線檢測裝置，其特征在于:單片機系統(tǒng)電路包括雙向收發(fā)無線通訊模塊，單片機通過串行通訊端口和雙向收發(fā)無線通訊模塊連接，單片機系統(tǒng)電路完成諧波量的檢測與分析后通過無線通訊模塊發(fā)出相應的指令或預警信號。
【文檔編號】G01R31/08GK103499740SQ201310454470
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權日:2013年9月30日
【發(fā)明者】陳世忠, 徐耀峰, 陳會玲 申請人:河南開啟電力實業(yè)有限公司