一種電力監(jiān)控裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于電力監(jiān)控領(lǐng)域，涉及一種電力監(jiān)控裝置。該裝置包括：高低壓轉(zhuǎn)換單元，通過電壓傳感器以及電流傳感器對信號檢測源直接輸出的電壓信號以及電流信號進行降壓隔離處理；信號調(diào)理單元，與所述高低壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接后對經(jīng)過高低壓轉(zhuǎn)換后的低電壓、小電流信號進行調(diào)理；數(shù)據(jù)采集單元，與所述信號調(diào)理單元的輸出端連接，包括通道16位A/D同步采集模塊與所述16位A/D同步采集模塊連接的控制傳輸模塊；通過16位A/D同步采集模塊與所述信號調(diào)理單元連接；計算機處理單元，與數(shù)據(jù)采集單元的控制傳輸模塊連接。本實用新型對區(qū)域電網(wǎng)關(guān)鍵觀測點的電壓、電流、頻率進行連續(xù)監(jiān)測和記錄，能夠?qū)υ搮^(qū)域電網(wǎng)運行基本狀態(tài)和負荷情況進行檢測。
【專利說明】
一種電力監(jiān)控裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于電力監(jiān)控制備領(lǐng)域，尤其涉及一種電力監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力工業(yè)的誕生而產(chǎn)生一個傳統(tǒng)問題，那就是電能質(zhì)量。如今經(jīng)濟社會的發(fā)展電能質(zhì)量對人類生產(chǎn)和生活活動影響日益明顯。
[0003]發(fā)電側(cè)，以風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電為代表的新能源發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅猛，資料顯示，至今年9月底，國家電網(wǎng)新能源并網(wǎng)裝機1.4億千瓦，其中風(fēng)電逼近億級關(guān)口，達9997萬千瓦，太陽能發(fā)電裝機則迅速增加到3282萬千瓦；累計消納風(fēng)光發(fā)電1510億千瓦時，同比增長30%。同時預(yù)測，2020年我國風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機將分別達到2.4億、1.5億千瓦。但是風(fēng)電機組發(fā)電的不確定性和不可控性使得大規(guī)模風(fēng)電機組的并網(wǎng)給系統(tǒng)的電壓帶來母線電壓越限、電網(wǎng)電壓波動和閃變等一系列問題。新能源并網(wǎng)對區(qū)域電網(wǎng)電能質(zhì)量影響日益凸顯；用戶側(cè)，電氣化鐵路、冶金工業(yè)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，大量電力電子設(shè)備和非線性設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使的電網(wǎng)中的非線性(諧波)、非對稱(負序)和波動性日趨嚴重，惡化電能質(zhì)量;另一方面，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中大量精密儀器、電能質(zhì)量敏感性設(shè)備的大量使用，對電能質(zhì)量提出較高的要求。目前發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)以及負荷中心變電站均安裝無功功率補償裝置來穩(wěn)定系統(tǒng)電壓、改善系統(tǒng)不平衡、提高負荷功率因數(shù)。負荷中心變電站常采用投切電容性補償裝置來實現(xiàn)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，風(fēng)力發(fā)電場普遍采用靜止型動態(tài)無功補償裝置(static varcompensatory簡稱SVC)來滿足并網(wǎng)電能質(zhì)量要求。投切電容器是滯后性彌補手段，對于解決突發(fā)的嚴重電能質(zhì)量惡化問題效果有待考察，而發(fā)電側(cè)的SVC設(shè)備是借鑒鋼鐵、煤礦行業(yè)的無功功率補償手段，其在新能源發(fā)電領(lǐng)域以及新能源并網(wǎng)巨大的區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的補償效果仍需驗證。
[0004]如今，各種無功功率補償裝置已經(jīng)成為保證用戶設(shè)備經(jīng)濟運行、降低企業(yè)生產(chǎn)成本;保障區(qū)域電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，降低線損、延長輸電設(shè)備使用壽命;提升發(fā)電企業(yè)電能質(zhì)量，使其滿足并網(wǎng)要求的一個重要的手段。市場上的無功補償裝置種類繁多，該類型裝置結(jié)合了電力電子技術(shù)、控制理論和計算機處理技術(shù)，為確保補償效果的最優(yōu)化，需要知道無功功率補償裝置的響應(yīng)特性及其對電能質(zhì)量的改善情況，同時結(jié)合區(qū)域電網(wǎng)特性選擇最合適的無功功率補償裝置以及提出無功功率補償方案。
[0005]調(diào)研監(jiān)測區(qū)域電網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)新能源發(fā)電場升壓變電站和鋼鐵企業(yè)用戶變電站采用靜止無功補償裝置(static var compensator簡稱SVC)來調(diào)節(jié)無功功率來滿足電網(wǎng)企業(yè)和生產(chǎn)設(shè)備對電能質(zhì)量的要求，一般多采用TCR型和MCR型兩種類型；電網(wǎng)負荷中心變電站低電壓側(cè)采用機械投切電容器(MSC)來調(diào)整無功功率;高電壓等級(220kV)PPC(公共連接點)處變電站以及與電氣化鐵路牽引站對接的變電站都安裝有TCR型靜止無功補償裝置，但因投運后發(fā)生保護誤動作而被迫切除停用。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種電力監(jiān)控裝置，對區(qū)域電網(wǎng)關(guān)鍵觀測點的電壓、電流、頻率進行連續(xù)監(jiān)測和記錄，能夠?qū)υ搮^(qū)域電網(wǎng)運行基本狀態(tài)和負荷情況進行檢測。
[0007]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種電力監(jiān)控裝置，該裝置包括:
[0008]高低壓轉(zhuǎn)換單元，通過電壓傳感器以及電流傳感器對信號檢測源直接輸出的電壓信號以及電流信號進行降壓隔離處理；
[0009]信號調(diào)理單元，與所述高低壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接后對經(jīng)過高低壓轉(zhuǎn)換后的低電壓、小電流信號進行調(diào)理；
[0010]數(shù)據(jù)采集單元，與所述信號調(diào)理單元的輸出端連接，包括通道16位A/D同步采集模塊與與所述16位A/D同步采集模塊連接的控制傳輸模塊;通過16位A/D同步采集模塊與所述信號調(diào)理單元連接；
[0011 ]計算機處理單元，與數(shù)據(jù)采集單元的控制傳輸模塊連接。
[0012]進一步地，所述高低壓轉(zhuǎn)換單元包括兩路，一路包括電流傳感器與第一電壓傳感器，與信號檢測源的含電流輸出端連接，用于采集電流信號與電壓信號；另一路包括第二電壓傳感器以及鉗形電流探頭，與信號檢測源的不含電流輸出端連接，同時采集電壓信號與電流信號。
[0013]進一步地，信號調(diào)理單元包括采樣電阻與電流傳感器連接，所述采樣電阻依次電流信號濾波電路、濾除直流分量電路以及多級放大電路后輸出至數(shù)據(jù)采集單元;信號調(diào)理單元還包括電壓信號濾波電路連接至第一電壓傳感器以及第二電壓傳感器，并包括多級放大電路連接至鉗形電流探頭，將鉗形電流探頭的電流直接經(jīng)過放大后輸出。
[0014]進一步地，所述控制傳輸模塊為FPGA+M⑶控制傳輸模塊。
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:
[0016]本實用新型安裝在電網(wǎng)通信網(wǎng)搭建測試點與集控站數(shù)據(jù)傳輸路由，通過對信號檢測源的電壓與電流進行采集并通過信號調(diào)理單元的兩路信號處理對不同的采集通路進行不同的處理，本實用新型對區(qū)域電網(wǎng)關(guān)鍵觀測點的電壓、電流、頻率進行連續(xù)監(jiān)測和記錄，能夠?qū)υ搮^(qū)域電網(wǎng)運行基本狀態(tài)和負荷情況進行檢測。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型實施例提供的裝置模塊框圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0019]參見圖1，一種電力監(jiān)控裝置，該裝置包括:高低壓轉(zhuǎn)換單元，通過電壓傳感器以及電流傳感器對信號檢測源直接輸出的電壓信號以及電流信號進行降壓隔離處理;信號調(diào)理單元，與所述高低壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接后對經(jīng)過高低壓轉(zhuǎn)換后的低電壓、小電流信號進行調(diào)理;數(shù)據(jù)采集單元，與所述信號調(diào)理單元的輸出端連接，包括通道16位A/D同步采集模塊與與所述I6位A/D同步采集模塊連接的控制傳輸模塊;通過16位A/D同步采集模塊與所述信號調(diào)理單元連接;計算機處理單元，與數(shù)據(jù)采集單元的控制傳輸模塊連接。
[0020]而高低壓轉(zhuǎn)換單元包括兩路，一路包括電流傳感器與第一電壓傳感器，與信號檢測源的含電流輸出端連接，用于采集電流信號與電壓信號；另一路包括第二電壓傳感器以及鉗形電流探頭，與信號檢測源的不含電流輸出端連接，同時采集電壓信號與電流信號。
[0021]信號調(diào)理單元包括采樣電阻與電流傳感器連接，所述采樣電阻依次電流信號濾波電路、濾除直流分量電路以及多級放大電路后輸出至數(shù)據(jù)采集單元;信號調(diào)理單元還包括電壓信號濾波電路連接至第一電壓傳感器以及第二電壓傳感器，并包括多級放大電路連接至鉗形電流探頭，將鉗形電流探頭的電流直接經(jīng)過放大后輸出，其主要作用是對被測量的電壓、電流等信號進行濾波、放大、隔直、保護等處理，使得輸出的電壓、電流滿足數(shù)據(jù)采集卡信號的輸入要求，避免損壞數(shù)據(jù)采集卡。
[0022]在一個優(yōu)選的實施例中，控制傳輸模塊為FPGA+MCU控制傳輸模塊。
[0023]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電力監(jiān)控裝置，其特征在于，該裝置包括: 高低壓轉(zhuǎn)換單元，通過電壓傳感器以及電流傳感器對信號檢測源直接輸出的電壓信號以及電流信號進行降壓隔離處理； 信號調(diào)理單元，與所述高低壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接后對經(jīng)過高低壓轉(zhuǎn)換后的低電壓、小電流信號進行調(diào)理； 數(shù)據(jù)采集單元，與所述信號調(diào)理單元的輸出端連接，包括通道16位A/D同步采集模塊與與所述16位A/D同步采集模塊連接的控制傳輸模塊;通過16位A/D同步采集模塊與所述信號調(diào)理單元連接； 計算機處理單元，與數(shù)據(jù)采集單元的控制傳輸模塊連接。2.如權(quán)利要求1所述的電力監(jiān)控裝置，其特征在于，所述高低壓轉(zhuǎn)換單元包括兩路，一路包括電流傳感器與第一電壓傳感器，與信號檢測源的含電流輸出端連接，用于采集電流信號與電壓信號；另一路包括第二電壓傳感器以及鉗形電流探頭，與信號檢測源的不含電流輸出端連接，同時采集電壓信號與電流信號。3.如權(quán)利要求2所述的電力監(jiān)控裝置，其特征在于，信號調(diào)理單元包括采樣電阻與電流傳感器連接，所述采樣電阻依次電流信號濾波電路、濾除直流分量電路以及多級放大電路后輸出至數(shù)據(jù)采集單元;信號調(diào)理單元還包括電壓信號濾波電路連接至第一電壓傳感器以及第二電壓傳感器，并包括多級放大電路連接至鉗形電流探頭，將鉗形電流探頭的電流直接經(jīng)過放大后輸出。4.如權(quán)利要求1所述的電力監(jiān)控裝置，其特征在于，所述控制傳輸模塊為FPGA+MCU控制傳輸模塊。
【文檔編號】G01R23/02GK205622323SQ201620383112
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】張秉仁, 馬杰, 栗曉光, 胡晶霞, 王雁濤
【申請人】吉林大學(xué)