用于消弧線圈接地系統(tǒng)測量線路對地電容的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及對地電容的測量，特別涉及一種用于消弧線圈接地系統(tǒng)測量線路對地電容的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)中性點與大地之間的電氣連接方式，稱為電力系統(tǒng)中性點接地方式。我國電力系統(tǒng)，根據(jù)主要運行特征，將相應(yīng)的接地系統(tǒng)分為兩大類:小電流接地系統(tǒng)(非有效接地)和大電流接地系統(tǒng)(有效接地)。在配電系統(tǒng)，廣泛采用小電流接地方式，主要有三種:1.中性點不接地方式；2.中性點經(jīng)消弧線圈接地方式；3.中性點經(jīng)高阻接地方式。
[0003]目前，我國的中壓配電網(wǎng)的接地形式主要是小電流接地系統(tǒng)(即中性點經(jīng)消弧線圈接地)。在系統(tǒng)長期運行時，單相接地故障是中壓配網(wǎng)系統(tǒng)中最常見的故障，發(fā)生接地后，小電流接地系統(tǒng)還可繼續(xù)帶故障運行，由于非故障相對地電壓升高1.732倍，若不及時處理，長期運行后，可能會發(fā)展為非故障相絕緣破壞繼發(fā)相間短路的威脅，因此，迅速確定單相接地時的接地線路對供配點系統(tǒng)的安全運行具有十分重要意義。
[0004]實際系統(tǒng)在進(jìn)行單相接地選線之前，需要準(zhǔn)確的測量電容電流，由于電容電流的大小與系統(tǒng)線路有關(guān)，并且電容電流的測量與中性點電壓(這里指正常運行情況下的中性點位移電壓)的影響有關(guān)，因此，進(jìn)行精確的電容測量，具有一定難度，同時，測量系統(tǒng)電容電流也是決定諧振接地系統(tǒng)裝設(shè)消弧線圈與否，以及選擇消弧線圈容量的重要依據(jù)，同時，也是單相故障下，快速投入消弧線圈運行的必要前提條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種用于消弧線圈接地系統(tǒng)中測量線路對地電容的裝置，該裝置能夠準(zhǔn)確、快速的用于消弧線圈接地系統(tǒng)測量線路對地電容。
[0006]實現(xiàn)本實用新型目的采用的技術(shù)方案是一種用于消弧線圈接地系統(tǒng)中測量線路對地電容的裝置，其包括:
[0007]消弧線圈本體，所述消弧線圈本體的A端接到電網(wǎng)中性點，X端接地，A進(jìn)線端接有電流互感器，A、X兩端并聯(lián)有注入電壓互感器和檢測電壓互感器；
[0008]控制屏柜包括PLC，所述PLC連接有變頻器、信號跟隨版、FPGA板；以及
[0009]磁控箱，其內(nèi)設(shè)有晶閘管；所述磁控箱分別與所述消弧線圈本體和控制屏柜連接，通過PLC控制發(fā)送的脈沖，對脈沖進(jìn)行經(jīng)過相應(yīng)整形，觸發(fā)晶閘管的通斷，實現(xiàn)對消弧線圈的電抗控制。
[0010]在上述技術(shù)方案中，所述PLC為西門子S-700PLC，變頻器為西門子MICR0MASTER420通用型變頻器。
[0011 ] 在上述技術(shù)方案中，所述變頻器通過RS485線纜與PLC的PORTO 口連接。
[0012]在上述技術(shù)方案中，所述FPGA板的模擬量輸出口通過線纜與PLC模擬量輸入口 A、B連接，模擬量輸入口通過1.0線纜與PLC模擬量輸出口 V連接，數(shù)字量輸出口通過線纜與PLC數(shù)字量輸入口 10.1連接，數(shù)字量輸入口通過線纜與PLC數(shù)字量輸出口 Q0.2、Q0.6連接。
[0013]在上述技術(shù)方案中，所述信號跟隨版的數(shù)字量輸出口與PLC數(shù)字量輸入口 10.0通過線纜連接，數(shù)字量輸入口與PLC數(shù)字量輸出口 Q0.3、Q0.4、Q0.5通過線纜連接。
[0014]本實用新型能夠準(zhǔn)確、快速的用于消弧線圈接地系統(tǒng)測量線路對地電容，能夠在電網(wǎng)正常運行時自動測量電容電流，以便于當(dāng)某條饋線發(fā)生單相接地故障時能夠?qū)拥仉娏鬟M(jìn)行快速補償。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型用于消弧線圈接地系統(tǒng)中測量線路對地電容的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2為實施例所用PLC和FPGA板的連接關(guān)系示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0018]本實用新型用于消弧線圈接地系統(tǒng)中測量線路對地電容的裝置，包括消弧線圈本體、控制屏柜和磁控箱，其中，
[0019]消弧線圈本體安裝于三相配網(wǎng)的中性點與地之間，如配網(wǎng)是星型接法，則需要通過接地變壓器引出中性點，消弧線圈本體的A端接到電網(wǎng)中性點，X端接地，A進(jìn)線端接有電流互感器CT2，A、X兩端并聯(lián)有注入電壓互感器PTl和檢測電壓互感器PT2。
[0020]控制屏柜是系統(tǒng)主控制單元，包括變頻信號注入，信號采集處理，故障判斷，脈沖發(fā)送等部分，控制屏柜包括PLC，PLC連接有變頻器、信號跟隨版、FPGA板。本實施例所用所述PLC為西門子S-700PLC，變頻器為西門子MICR0MASTER 420通用型變頻器，F(xiàn)PGA板的模擬量輸出口通過線纜與PLC模擬量輸入口 A、B連接，模擬量輸入口通過1.0線纜與PLC模擬量輸出口 V連接，數(shù)字量輸出口通過線纜與PLC數(shù)字量輸入口 10.1連接，數(shù)字量輸入口通過線纜與PLC數(shù)字量輸出口 Q0.2,Q0.6連接。信號跟隨版的數(shù)字量輸出口與PLC數(shù)字量輸入口 10.0通過線纜連接，數(shù)字量輸入口與PLC數(shù)字量輸出口 Q0.3、Q0.4、Q0.5通過線纜連接。PLC與FPGA板之間的連接關(guān)系如圖2所示。PLC作為核心控制單元，主要作用是控制變頻器、產(chǎn)生MCR脈沖信號、實現(xiàn)基于掃頻法的電容電流的測量等功能。變頻器采用V/F線性控制，利用USS協(xié)議與PLC進(jìn)行通信產(chǎn)生可控的變頻電壓信號。FPGA板主要用于信號的采集和處理，采集的信號主要有中性點電壓、經(jīng)過工頻抵消的有用變頻信號和MCR電流。所述變頻器通過RS485線纜與PLC的PORTO 口連接。
[0021]磁控箱分別與所述消弧線圈本體和控制屏柜連接，通過PLC控制發(fā)送的脈沖，對脈沖進(jìn)行經(jīng)過相應(yīng)整形，觸發(fā)晶閘管的通斷，實現(xiàn)對消弧線圈的電抗控制，在故障情況下使電抗器輸出電感電流補償電容電流。
[0022]對于測量系統(tǒng)而言，工頻情況下的電容電壓是一個干擾信號，因此，在測量系統(tǒng)中，需要對電容電壓信號進(jìn)行處理，核心就是濾除工頻，并盡量保證測量信號中只存在所需頻率下的電容電壓信號。
[0023]如圖2所示，由于信號處理部分的輸入信號較少，僅需要中性點電壓及電抗器電流、變頻器電流，使用高速的FPGA板進(jìn)行相應(yīng)計算，解決了 PLC的運算問題。
[0024] 在電網(wǎng)處于正常運行狀態(tài)時，控制系統(tǒng)處于掃頻狀態(tài)，PLC通過USS協(xié)議控制變頻器，使變頻器電壓輸出頻率從1HZ到45HZ區(qū)間變化，變頻電壓經(jīng)過PTl升壓后往消弧線圈輸入和輸出兩端注入幅值恒定、頻率在一定范圍內(nèi)變化的恒流信號線性信號。在消弧線圈另一側(cè)有測量電壓互感器PT2，該PT測量電容電壓，PT2 二次側(cè)連接信號跟隨板，經(jīng)FPGA板處理后接入到PLC的AIWO 口。在掃頻時由于系統(tǒng)中同時存在低頻的掃頻電壓和50HZ工頻電壓，因此在測量實際電容電壓時需濾除低頻電壓，具體通過PLC的AQWO 口將采集的諧振電壓反向輸出到FPGA，在FPGA板里通過對消電路去除諧振電壓得到工頻電壓。當(dāng)PLC的AIffO 口檢測到電容電壓最大時，此時消弧線圈電感與線路對地電容發(fā)生諧振，PLC記下此時頻率。通過已知的消弧線圈電感值與電容電壓、頻率計算得到線路的對地電容值。
【主權(quán)項】
1.一種用于消弧線圈接地系統(tǒng)中測量線路對地電容的裝置，其特征在于，包括: 消弧線圈本體，所述消弧線圈本體的A端接到電網(wǎng)中性點，X端接地，A進(jìn)線端接有電流互感器，A、X兩端并聯(lián)有注入電壓互感器和檢測電壓互感器； 控制屏柜包括PLC，所述PLC連接有變頻器、信號跟隨版、FPGA板；以及 磁控箱，其內(nèi)設(shè)有晶閘管；所述磁控箱分別與所述消弧線圈本體和控制屏柜連接，通過PLC控制發(fā)送的脈沖，對脈沖進(jìn)行經(jīng)過相應(yīng)整形，觸發(fā)晶閘管的通斷，實現(xiàn)對消弧線圈的電抗控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于消弧線圈接地系統(tǒng)中測量線路對地電容的裝置，其特征在于:所述PLC為西門子S-700PLC，變頻器為西門子MICROMASTER 420通用型變頻器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于消弧線圈接地系統(tǒng)中測量線路對地電容的裝置，其特征在于:所述變頻器通過RS485線纜與PLC的PORTO 口連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于消弧線圈接地系統(tǒng)中測量線路對地電容的裝置，其特征在于:所述FPGA板的模擬量輸出口通過線纜與PLC模擬量輸入口 A、B連接，模擬量輸入口通過1.0線纜與PLC模擬量輸出口 V連接，數(shù)字量輸出口通過線纜與PLC數(shù)字量輸入口 10.1連接，數(shù)字量輸入口通過線纜與PLC數(shù)字量輸出口 Q0.2、Q0.6連接。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于消弧線圈接地系統(tǒng)中測量線路對地電容的裝置，其特征在于:所述信號跟隨版的數(shù)字量輸出口與PLC數(shù)字量輸入口 10.0通過線纜連接，數(shù)字量輸入口與PLC數(shù)字量輸出口 Q0.3、Q0.4、Q0.5通過線纜連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于消弧線圈接地系統(tǒng)中測量線路對地電容的裝置，其包括：消弧線圈本體，所述消弧線圈本體的A端接到電網(wǎng)中性點，X端接地，A進(jìn)線端接有電流互感器，A、X兩端并聯(lián)有注入電壓互感器和檢測電壓互感器；控制屏柜包括PLC，所述PLC連接有變頻器、信號跟隨版、FPGA板；以及磁控箱，分別與所述消弧線圈本體和控制屏柜連接，通過PLC控制發(fā)送的脈沖，對脈沖進(jìn)行經(jīng)過相應(yīng)整形，觸發(fā)晶閘管的通斷，實現(xiàn)對消弧線圈的電抗控制。本實用新型能夠準(zhǔn)確、快速的用于消弧線圈接地系統(tǒng)測量線路對地電容，能夠在電網(wǎng)正常運行時自動測量電容電流，以便于當(dāng)某條饋線發(fā)生單相接地故障時能夠?qū)拥仉娏鬟M(jìn)行快速補償。
【IPC分類】G01R19/25, H02H9/08, G01R27/26
【公開號】CN204903656
【申請?zhí)枴緾N201520579745
【發(fā)明人】沈偉偉, 肖龍海, 王偉, 胡偉源, 顧天天, 潘國華, 陳燕萍, 朱小飛, 李秋平, 謝建強, 田翠華, 曾嘉亮, 孫寶金, 鄒亮, 張 杰, 王朋
【申請人】國網(wǎng)浙江桐鄉(xiāng)市供電公司, 武漢海奧電氣有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月4日