一種監(jiān)測交流電網(wǎng)直流電流分布的在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種監(jiān)測交流電網(wǎng)直流電流分布的在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括霍爾電流傳感器（4），直流電流監(jiān)測控制器（6），用于前置處理直流電流監(jiān)測信號的低通濾波器（7）和A/D轉(zhuǎn)換器（8），其特征在于：還包括一個用于同步直流電流信號采樣時刻的GPS同步信號模塊（9），用于將直流電流數(shù)據(jù)和采樣時刻傳輸?shù)街醒敕?wù)器數(shù)據(jù)庫模塊（11）中的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊（10）；霍爾電流傳感器（4）安裝在桿塔（1）上方的避雷線（3）和變壓器（2）中性點處。本實用新型能仿真計算交流電網(wǎng)的直流電流分布情況，且同時監(jiān)測了變壓器中性點處和避雷線中流過的直流電流，故能即經(jīng)濟又全面地反應(yīng)交流電網(wǎng)的直流電流分布情況，準(zhǔn)確地判斷變壓器的直流偏磁水平。
【專利說明】一種監(jiān)測交流電網(wǎng)直流電流分布的在線監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)。尤其是一種監(jiān)測交流電網(wǎng)直流電流分布的在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓直流輸電由于其輸送容量大，損耗低以及電壓穩(wěn)定等特點，已成為現(xiàn)在長距離、大容量輸電的首選。直流輸電系統(tǒng)不可避免會在單極大地或者雙極不平衡方式下運行，此時將會有高達(dá)幾千安培的電流從直流接地極注入大地，引起地中電場的存在，從而在中性點直接接地的變壓器中流過直流電流，產(chǎn)生直流偏磁，危害變壓器和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。監(jiān)測交流電網(wǎng)的直流電流分布情況，可以準(zhǔn)確地判斷變壓器的直流偏磁水平，及時進(jìn)行預(yù)警，從而采取相應(yīng)措施抑制偏磁直流。
[0003]目前，交流電網(wǎng)的直流電流監(jiān)測裝置只是監(jiān)測了變壓器中性點處的直流電流，不能全面地反應(yīng)交流電網(wǎng)的直流電流分布情況。直流輸電入地電流除了通過中性點直接接地變壓器及其相連線路從一個變電站流向另一個變電站外，連接兩變電站輸電線路的架空地線也會與兩變電站的接地網(wǎng)相連。一部分電流會從架空地線流過,這將改變變電站之間的電位差，從而影響流過變壓器繞組的直流電流。因此在分析交流電網(wǎng)直流電流分布時應(yīng)該考慮桿塔-避雷線系統(tǒng)的影響。
[0004]對交流電網(wǎng)中所有位置的直流電流進(jìn)行監(jiān)測在經(jīng)濟上是不可行的。如何通過對電網(wǎng)中部分位置直流電流的監(jiān)測，反應(yīng)交流電網(wǎng)的直流電流分布情況，對研究直流電流分布算法以及直流偏磁抑制措施都具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的就在于克服現(xiàn)有交流電網(wǎng)直流電流監(jiān)測系統(tǒng)存在的缺點和不足，提供一種更優(yōu)的方式監(jiān)測交流電網(wǎng)中的直流電流，即合理選擇霍爾電流傳感器安裝點，同時監(jiān)測變壓器中性點處和避雷線中流過的直流電流，用以既經(jīng)濟又全面地反應(yīng)交流電網(wǎng)的直流電流分布情況。
[0006]本實用新型所述監(jiān)測交流電網(wǎng)直流電流分布的在線監(jiān)測系統(tǒng)包括霍爾電流傳感器，直流電流監(jiān)測控制器，用于前置處理直流電流監(jiān)測信號的低通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器，其特征在于:所述在線監(jiān)測系統(tǒng)還包括一個用于同步直流電流信號采樣時刻的GPS同步信號模塊，用于將直流電流數(shù)據(jù)和采樣時刻傳輸?shù)街醒敕?wù)器數(shù)據(jù)庫模塊中的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊；霍爾電流傳感器安裝在桿塔上方的避雷線和變壓器中性點處，霍爾電流傳感器的輸出端與低通濾波器的輸入端相連，低通濾波器的輸出端經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器與直流電流監(jiān)測控制器的信號輸入端相連，GPS同步信號模塊的輸出端與直流電流監(jiān)測控制器的另一信號輸入端相連，直流電流監(jiān)測控制器的信號輸出端與變電站監(jiān)控后臺相連，直流電流監(jiān)測控制器的信號輸出端又通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊與中央服務(wù)器數(shù)據(jù)庫模塊無線聯(lián)通，中央服務(wù)器數(shù)據(jù)庫模塊的輸出口上連有客戶端PC機和手機用戶。[0007]本實用新型的有益效果:
[0008]1、直流電流監(jiān)測控制器安裝點的選擇更加合理，能既經(jīng)濟又全面地監(jiān)測到變壓器偏磁直流的分布情況；
[0009]2、可同時監(jiān)測變壓器中性點處和避雷線中流過的直流電流，能更全面地反應(yīng)交流電網(wǎng)的直流電流分布情況，可以準(zhǔn)確地判斷變壓器直流偏磁水平，及時給出直流偏磁警
生P=I ;
[0010]3、該在線監(jiān)測系統(tǒng)具有Β/S模式的網(wǎng)絡(luò)訪問方式，客戶端PC機可通過網(wǎng)頁形式遠(yuǎn)程訪問直流電流監(jiān)測數(shù)據(jù)，方便專業(yè)技術(shù)人員實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示和保存分析。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型電路原理框圖。圖中，1.桿塔，2.變壓器，3.避雷線，4.霍爾電流傳感器，5.變電站監(jiān)控后臺，6.直流電流監(jiān)測控制器，7.低通濾波器，8.A/D轉(zhuǎn)換器，
9.GPS同步信號模塊，10.無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，11.中央服務(wù)器數(shù)據(jù)庫模塊，12.客戶端PC機，13.手機。
【具體實施方式】
[0012]結(jié)合圖1，所述監(jiān)測交流電網(wǎng)直流電流分布的在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括霍爾電流傳感器4，直流電流監(jiān)測控制器6，用于前置處理直流電流監(jiān)測信號的低通濾波器7和A/D轉(zhuǎn)換器8，其特征在于:所述在線監(jiān)測系統(tǒng)還包括一個用于同步直流電流信號采樣時刻的GPS同步信號模塊9，用于將直流電流數(shù)據(jù)和采樣時刻傳輸?shù)街醒敕?wù)器數(shù)據(jù)庫模塊11中的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊10 ;霍爾電流傳感器4安裝在桿塔I上方的避雷線3和變壓器2中性點處，霍爾電流傳感器4的輸出端與低通濾波器7的輸入端相連，低通濾波器7的輸出端經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器8與直流電流監(jiān)測控制器6的信號輸入端相連，GPS同步信號模塊9的輸出端與直流電流監(jiān)測控制器6的另一信號輸入端相連，直流電流監(jiān)測控制器6的信號輸出端與變電站監(jiān)控后臺5相連，直流電流監(jiān)測控制器6的信號輸出端又通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊10與中央服務(wù)器數(shù)據(jù)庫模塊11無線聯(lián)通，中央服務(wù)器數(shù)據(jù)庫模塊11的輸出口上連有客戶端PC機12和手機用戶13。
[0013]本實用新型交流電網(wǎng)直流電流在線監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建包括:收集交流電網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息，初步分析交流電網(wǎng)的直流電流分布情況，構(gòu)建并修正仿真計算模型，計算交流電網(wǎng)的直流電流分布情況，確定霍爾電流傳感器安裝點，傳輸和處理直流電流監(jiān)測信號，將直流電流數(shù)據(jù)存儲到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫模塊中，向用戶展示直流電流數(shù)據(jù)，向管理員發(fā)出直流偏磁警告。
[0014]1.霍爾電流傳感器安裝點的選擇
[0015]I)收集交流電網(wǎng)相關(guān)信息，基于直流輸電系統(tǒng)入地電流進(jìn)入交流輸電系統(tǒng)的基本原理，初步分析交流電網(wǎng)的直流電流分布情況；
[0016]2)基于場路耦合模型理論，構(gòu)建并修正仿真計算模型，設(shè)定換流站接地極的入地電流為該直流輸電工程額定電流，計算交流電網(wǎng)的直流電流分布情況；
[0017]3)若變壓器中性點處的直流電流大于20A，避雷線中的直流電流大于3A，則安裝霍爾電流傳感器。
[0018]4)直流電流分布的計算結(jié)果從大到小排列，變壓器中性點處直流電流占前10%的，避雷線中直流電流占前5%的，安裝霍爾電流傳感器；
[0019]5)對于已發(fā)生過直流偏磁問題的變壓器，其中性點處安裝霍爾電流傳感器。
[0020]2.霍爾電流傳感器的安裝
[0021]綜合考慮霍爾電流傳感器安裝點的周圍環(huán)境和安裝條件，在變壓器中性點和避雷線引下線適當(dāng)位置安裝霍爾電流傳感器。
[0022]3.直流電流監(jiān)測信號的后臺處理
[0023]I)安裝好霍爾電流傳感器后，直流電流監(jiān)測信號經(jīng)過濾波處理和A/D轉(zhuǎn)換，并通過GPS同步模塊同步直流電流信號的采樣時刻，然后傳輸?shù)街绷麟娏鞅O(jiān)測控制器；
[0024]2)直流電流監(jiān)測控制器通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，將直流電流數(shù)據(jù)和采樣時刻傳輸?shù)街醒敕?wù)器數(shù)據(jù)庫模塊中；
[0025]3)Web服務(wù)器從中央服務(wù)器數(shù)據(jù)庫模塊中取出直流電流數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)頁形式將數(shù)據(jù)展示給用戶；
[0026]4)若中央服務(wù)器接收到的直流電流數(shù)據(jù)超標(biāo)，則以短信形式告知管理員，發(fā)出直
流偏磁警告。
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)測交流電網(wǎng)直流電流分布的在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括霍爾電流傳感器(4)，直流電流監(jiān)測控制器(6 )，用于前置處理直流電流監(jiān)測信號的低通濾波器(7 )和A/D轉(zhuǎn)換器(8 )，其特征在于:所述在線監(jiān)測系統(tǒng)還包括一個用于同步直流電流信號采樣時刻的GPS同步信號模塊(9 )，用于將直流電流數(shù)據(jù)和采樣時刻傳輸?shù)街醒敕?wù)器數(shù)據(jù)庫模塊(11)中的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊(10);霍爾電流傳感器(4)安裝在桿塔(I)上方的避雷線(3)和變壓器(2)中性點處，霍爾電流傳感器(4)的輸出端與低通濾波器(7)的輸入端相連，低通濾波器(7)的輸出端經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器(8)與直流電流監(jiān)測控制器(6)的信號輸入端相連，GPS同步信號模塊(9)的輸出端與直流電流監(jiān)測控制器(6)的另一信號輸入端相連，直流電流監(jiān)測控制器(6)的信號輸出端與變電站監(jiān)控后臺(5)相連，直流電流監(jiān)測控制器(6)的信號輸出端又通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊(10 )與中央服務(wù)器數(shù)據(jù)庫模塊(11)無線聯(lián)通，中央服務(wù)器數(shù)據(jù)庫模塊(11)的輸出口上連有客戶端PC機(12)和手機用戶(13)。
【文檔編號】G01R19/25GK203688655SQ201420041281
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】汪發(fā)明, 周友斌, 陳科基, 全江濤, 徐菁, 魯海亮, 童歆, 楊旭, 文習(xí)山, 潘卓洪 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)湖北省電力公司宜昌供電公司, 武漢大學(xué)