專利名稱：高壓電能質(zhì)量檢測方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種高壓電能質(zhì)量檢測方法與裝置。
背景技術(shù)：
電能質(zhì)量是指關(guān)系到供電、用電系統(tǒng)及其設(shè)備正常工作(或運(yùn)行)的電壓、電流的 各種指標(biāo)偏離規(guī)定范圍的程度。電能質(zhì)量的檢測對于提高供電質(zhì)量有著十分重要的意義。 現(xiàn)有電能質(zhì)量檢測方法的電壓信號主要取自電壓互感器，電流信號主要取自電流互感器。 目前很多國家在IlOkV及以上等級中，大量使用了電容式電壓互感器，但是電容式電壓互 感器只能測量工頻信號，不能用于諧波檢測。而電流信號如取自測量用電流互感器，則會改 變電流互感器的負(fù)荷，可能影響計量的準(zhǔn)確性；如果取自保護(hù)用電流互感器，則在系統(tǒng)正常 運(yùn)行時，二次信號小，同時電流互感器的準(zhǔn)確度又不高，因此無法保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。電能質(zhì)量包括供電電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變以及諧 波等，要分析電能質(zhì)量，需要全面檢測這些工作量，現(xiàn)有的電能質(zhì)量檢測裝置難以滿足這些 全面檢測的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能準(zhǔn)確測量電壓諧波信號和電流信號，且體 積小，成本低的高壓電能質(zhì)量檢測方法與裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高壓電能質(zhì)量檢測方法，包括采用電容分壓器測量電壓信號，采用低壓電流互感器測量電流信號；將所述電壓信號和電流信號發(fā)送到數(shù)據(jù)采集與處理電路，所述數(shù)據(jù)采集與處理電 路懸浮于高壓側(cè)；所述數(shù)據(jù)采集與處理電路根據(jù)所述電壓信號和電流信號計算分析得到電能質(zhì)量 信息，并發(fā)送到低壓部分的綜合處理單元。進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集與處理電路由取能分壓器供給工作電能。進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集與處理電路通過光纖將所述電能質(zhì)量信息發(fā)送到所述綜 合處理單元。
進(jìn)一步地，對于三相四線電力系統(tǒng)，分別測量各相的電壓信號和電流信號并發(fā)送 到相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集與處理電路；所述數(shù)據(jù)采集與處理電路分別計算分析得到各相的電能質(zhì)量信息，并分別將所述 電能質(zhì)量信息發(fā)送到所述綜合處理單元；所述綜合處理單元根據(jù)得到的各相的電能質(zhì)量信息計算處理獲得三相電壓不平衡信息。進(jìn)一步地，對于三相三線電力系統(tǒng)，分別測量A、C兩相的電流信號及AB相、BC相 的相間電壓，發(fā)送到綜合測量單元；
所述綜合測量單元根據(jù)AB相和BC相的相間電壓計算得到AC相的電壓值，根據(jù)A、 C兩相的電流信號計算得到B相電流值，并進(jìn)一步計算及分析得到電能質(zhì)量信息。本發(fā)明還提供了一種高壓電能質(zhì)量檢測裝置，包括電容分壓器，用于測量電壓信號并輸出；低壓電流互感器，用于測量電流信號并輸出；計算分析單元，用于接收所述電容分壓器輸出的電壓信號和低壓電流互感器輸出 的電流信號，根據(jù)所述電壓信號和所述電流信號計算分析得到電能質(zhì)量信息。進(jìn)一步地，包括三個電容分壓器，分別用于測量三相四線電力系統(tǒng)各相的電壓信號并輸出；三個電流互感器，分別用于測量三相四線電力系統(tǒng)各相的電流信號并輸出；所述計算分析單元包括三個數(shù)據(jù)采集與處理電路和一綜合處理單元，其中，三個數(shù)據(jù)采集與處理電路，懸浮于高壓側(cè)，分別連接一相的電容分壓器及低壓電 流互感器，用于接收相應(yīng)電容分壓器輸出的電壓信號和相應(yīng)低壓電流互感器輸出的電流信 號，根據(jù)所述電壓信號和電流信號計算分析得到各相的電能質(zhì)量信息；綜合處理單元，分別連接三個數(shù)據(jù)采集與處理電路，用于接收各相的電能質(zhì)量信 息，并根據(jù)所述電能質(zhì)量信息計算三相電壓不平衡信息。進(jìn)一步地，包括兩個電容分壓器，分別用于測量三相三線電力系統(tǒng)的AB相和BC相的相間電壓信 號并輸出；兩個低壓電流互感器，分別用于測量三相三線電力系統(tǒng)A、C相的單相電流信號并 輸出；所述計算機(jī)分析單元包括兩個單相測量單元、一個綜合測量單元及一個低壓顯示 終端，其中兩個單相測量單元，分別連接A、C兩相的電容分壓器和低壓電流互感器，用于接 收所述AB相和BC相的相間電壓信號和A、C兩相的單相電流信號，發(fā)送到綜合測量單元；綜合測量單元，分別連接兩個單相測量單元，用于接收所述單相測量單元輸出的 信號，根據(jù)所述信號計算得到AC相的相間電壓和B相電流，并進(jìn)一步計算得到各相的電能質(zhì)量信息；低壓顯示終端，連接所述綜合測量單元，用于接收所述電能質(zhì)量信息并顯示。進(jìn)一步地，還包括取能分壓器，用于為所述計算分析單元提供電源。本發(fā)明的高壓電能質(zhì)量檢測方法與裝置能夠準(zhǔn)確測量電壓諧波信號，解決傳統(tǒng)方 式諧波無法測量的問題，為諧波的監(jiān)控提供有力的數(shù)據(jù)；在二次負(fù)荷很小的情況下能夠準(zhǔn) 確測量電流信號，并擁有較寬的線性工作范圍。采用本發(fā)明的高壓電能質(zhì)量直接測量方法， 將數(shù)據(jù)采集與處理電路懸浮在高壓側(cè)，能夠避免一、二次之間的絕緣，顯著減小裝置的體積 與重量，并節(jié)省大量原材料；小體積與輕質(zhì)量的設(shè)計，能夠在現(xiàn)有線路沒有預(yù)留安裝位置的 情況下，將本發(fā)明的檢測裝置直接裝在各種線路上，方便系統(tǒng)改進(jìn)。


圖1是本發(fā)明的高壓電能質(zhì)量檢測裝置應(yīng)用于三相四線電力系統(tǒng)的應(yīng)用實施例 的原理框圖；圖2是本發(fā)明的高壓電能質(zhì)量檢測裝置應(yīng)用于三相三線電力系統(tǒng)的應(yīng)用實施例 的原理框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以 更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于，采用電容分壓器測量電壓信號，采用低功耗低壓電 流互感器測量電流信號，將測量到的電壓信號與電流信號同時發(fā)送到懸浮在高壓側(cè)的數(shù)據(jù) 采集與處理電路，將相應(yīng)的電能質(zhì)量信息計算分析出來，并通過光纖發(fā)送到低壓部分的綜 合處理單元進(jìn)行保存與顯示。其中高壓側(cè)電路電源由取能分壓器提供。對于三相四線電力系統(tǒng)，采用單相高壓電能質(zhì)量直接檢測的方式。各相分別在高 壓側(cè)完成數(shù)據(jù)采集和計算，完成除不平衡度外的所有電能質(zhì)量計算，并通過光纖將數(shù)據(jù)傳 至低壓部分的綜合處理單元，根據(jù)三相數(shù)據(jù)由綜合處理單元完成不平衡度的計算和測量， 并將結(jié)果顯示、遠(yuǎn)傳和統(tǒng)計。對于三相三線電力系統(tǒng)，采用三相高壓電能質(zhì)量直接檢測方式。其中A、C兩相分 別進(jìn)行單相電能質(zhì)量的檢測，而在B相測量綜合單元中，通過計算得到AC相間電壓與B相 電流，則可以得到所有電能質(zhì)量信息，再由B相綜合測量單元通過光纖將電能質(zhì)量信息傳 送到低壓側(cè)進(jìn)行顯示、遠(yuǎn)傳和統(tǒng)計。本發(fā)明的高壓電能質(zhì)量檢測裝置，包括電容分壓器，用于測量電壓信號并輸出；低壓電流互感器，用于測量電流信號并輸出；計算分析單元，用于接收所述電容分壓器輸出的電壓信號和低壓電流互感器輸出 的電流信號，根據(jù)所述電壓信號和所述電流信號計算分析得到電能質(zhì)量信息。如圖1所示，作為一種應(yīng)用于三相四線電力系統(tǒng)的實施例，本發(fā)明的檢測裝置包 括三個電容分壓器1，分別用于測量三相四線電力系統(tǒng)各相的電壓信號并輸出；三個低壓電流互感器3，分別用于測量三相四線電力系統(tǒng)各相的電流信號并輸 出；計算分析單元包括了三個數(shù)據(jù)采集與處理電路4和一個綜合處理單元6，其中，三個數(shù)據(jù)采集與處理電路4，懸浮于高壓側(cè)，分別連接一相的電容分壓器1及低壓 電流互感器3，用于接收相應(yīng)電容分壓器1輸出的電壓信號和相應(yīng)低壓電流互感器3輸出的 電流信號，根據(jù)所述電壓信號和電流信號計算分析得到各相的電壓偏差、頻率偏差、電壓波 動和閃變以及諧波等電能質(zhì)量信息；綜合處理單元6，分別連接三個數(shù)據(jù)采集與處理電路4，用于接收各相的電能質(zhì)量 信息，并根據(jù)所述電能質(zhì)量信息計算三相電壓不平衡信息，并將結(jié)果顯示、遠(yuǎn)傳與統(tǒng)計。優(yōu) 選地，數(shù)據(jù)采集與處理電路與綜合處理單元6之間是通過光纖5連接的。
另外，每相還包括一個取能分壓器2，連接到該相的數(shù)據(jù)采集與處理電路4，用于 從供電線路獲取電能來為相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集與處理電路4供電。如圖2所示，作為另一種應(yīng)用于三相三線電力系統(tǒng)的實施例，本發(fā)明的檢測裝置 包括在A相高壓側(cè)和C相高壓側(cè)分別具有一電容分壓器7、一低壓電流互感器9及一單 相測量單元10，其中，A相高壓側(cè)的電容分壓器用于測量AB相的相間電壓，而C相高壓側(cè)的 電容分壓器用于測量BC相的相間電壓信號，A相高壓側(cè)和C相高壓側(cè)的低壓電流互感器9 分別用于測量A相和C相的電流信號，電容分壓器7和電流互感器9分別將測得的相間電 壓信號和單相電流信號發(fā)送給相應(yīng)的單相測量單元10 ；單相測量單元10將相應(yīng)的相間電 壓信號和單相電流信號發(fā)送到B相高壓側(cè)的綜合測量單元11 ；B相高壓側(cè)包括一個綜合測量單元11，綜合測量單元11接收各單相測量單元10 輸出的信號，根據(jù)這些信號計算得到AC相的相間電壓信號和B相電流，并進(jìn)一步計算得到 各相的電能質(zhì)量信息，包括供電電壓偏差、頻率偏差、電壓波動和閃變、諧波以及三相電壓 不平衡等。綜合測量單元11可以將計算得到的電能質(zhì)量信息發(fā)送到低壓顯示終端13進(jìn)行顯 示，低壓顯示終端13還可以將電能質(zhì)量信息進(jìn)行遠(yuǎn)傳與統(tǒng)計。在A相高壓側(cè)、B相高壓側(cè)和C相高壓側(cè)分設(shè)有取能分壓器8，分別用于為單相測 量單元10和結(jié)合測量單元11供電。優(yōu)選地，各單相測量單元10與綜合測量單元11之間，以及結(jié)合測量單元11與低 壓顯示終端13之間均通過光纖12連接。本發(fā)明采用電容分壓器能夠準(zhǔn)確測量電壓諧波信號，解決傳統(tǒng)方式諧波無法測量 的問題，為諧波的監(jiān)控提供有力的數(shù)據(jù)；采用低功耗的低壓電流互感器，在二次負(fù)荷很小的 情況下能夠準(zhǔn)確測量電流信號，并擁有較寬的線性工作范圍；采用本發(fā)明的高壓電能質(zhì)量 直接測量方法，將數(shù)據(jù)采集與處理電路懸浮在高壓側(cè)，能夠避免一、二次之間的絕緣，顯著 減小裝置的體積與重量，并節(jié)省大量原材料；小體積與輕質(zhì)量的設(shè)計，能夠在現(xiàn)有線路沒有 預(yù)留安裝位置的情況下，直接裝在各種線路上，方便系統(tǒng)改進(jìn)。以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例，本發(fā)明的保護(hù)范 圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明 的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種高壓電能質(zhì)量檢測方法，其特征在于，包括采用電容分壓器測量電壓信號，采用低壓電流互感器測量電流信號； 將所述電壓信號和電流信號發(fā)送到數(shù)據(jù)采集與處理電路，所述數(shù)據(jù)采集與處理電路懸 浮于高壓側(cè)；所述數(shù)據(jù)采集與處理電路根據(jù)所述電壓信號和電流信號計算分析得到電能質(zhì)量信息， 并發(fā)送到低壓部分的綜合處理單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電能質(zhì)量檢測方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集與處理 電路由取能分壓器供給工作電能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電能質(zhì)量檢測方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集與處理 電路通過光纖將所述電能質(zhì)量信息發(fā)送到所述綜合處理單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電能質(zhì)量檢測方法，其特征在于，對于三相四線電力系統(tǒng)，分別測量各相的電壓信號和電流信號并發(fā)送到相應(yīng)的數(shù)據(jù)采 集與處理電路；所述數(shù)據(jù)采集與處理電路分別計算分析得到各相的電能質(zhì)量信息，并分別將所述電能 質(zhì)量信息發(fā)送到所述綜合處理單元；所述綜合處理單元根據(jù)得到的各相的電能質(zhì)量信息計算處理獲得三相電壓不平衡信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電能質(zhì)量檢測方法，其特征在于，對于三相三線電力系統(tǒng)，分別測量A、C相的電流信號及AB相、BC相的相間電壓，發(fā)送 到綜合測量單元；所述綜合測量單元根據(jù)AB相和BC相的相間電壓計算得到AC相的電壓值，根據(jù)A、C相 電流計算得到B相電流值，并進(jìn)一步計算及分析得到電能質(zhì)量信息。
6.一種高壓電能質(zhì)量檢測裝置，其特征在于，包括 電容分壓器，用于測量電壓信號并輸出；低壓電流互感器，用于測量電流信號并輸出；計算分析單元，用于接收所述電容分壓器輸出的電壓信號和低壓電流互感器輸出的電 流信號，根據(jù)所述電壓信號和所述電流信號計算分析得到電能質(zhì)量信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓電能質(zhì)量檢測裝置，其特征在于，包括 三個電容分壓器，分別用于測量三相四線電力系統(tǒng)各相的電壓信號并輸出； 三個電流互感器，分別用于測量三相四線電力系統(tǒng)各相的電流信號并輸出； 所述計算分析單元包括三個數(shù)據(jù)采集與處理電路和一綜合處理單元，其中，三個數(shù)據(jù)采集與處理電路，懸浮于高壓側(cè)，分別連接一相的電容分壓器及低壓電流互 感器，用于接收相應(yīng)電容分壓器輸出的電壓信號和相應(yīng)低壓電流互感器輸出的電流信號， 根據(jù)所述電壓信號和電流信號計算分析得到各相的電能質(zhì)量信息；綜合處理單元，分別連接三個數(shù)據(jù)采集與處理電路，用于接收各相的電能質(zhì)量信息，并 根據(jù)所述電能質(zhì)量信息計算三相電壓不平衡信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓電能質(zhì)量檢測裝置，其特征在于，包括兩個電容分壓器，分別用于測量三相三線電力系統(tǒng)的AB相和BC相的相間電壓信號并 輸出；兩個低壓電流互感器，分別用于測量三相三線電力系統(tǒng)A、C相的單相電流信號并輸出；所述計算機(jī)分析單元包括兩個單相測量單元、一個綜合測量單元及一個低壓顯示終 端，其中兩個單相測量單元，分別連接A、C兩相的電容分壓器和低壓電流互感器，用于接收所 述AB相和BC相的相間電壓信號和A、C兩相的單相電流信號，發(fā)送到綜合測量單元；綜合測量單元，分別連接兩個單相測量單元，用于接收所述單相測量單元輸出的信號， 根據(jù)所述信號計算得到AC相的相間電壓和B相電流，并進(jìn)一步計算得到各相的電能質(zhì)量信 息；低壓顯示終端，連接所述綜合測量單元，用于接收所述電能質(zhì)量信息并顯示。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓電能質(zhì)量檢測裝置，其特征在于，還包括 取能分壓器，用于為所述計算分析單元提供電源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓電能質(zhì)量檢測方法及裝置。本發(fā)明采用電容分壓器測量電壓信號，采用低功耗低壓電流互感器測量電流信號，將測量到的電壓信號與電流信號同時發(fā)送到懸浮在高壓側(cè)的數(shù)據(jù)采集與處理電路，將相應(yīng)的電能質(zhì)量信息計算分析出來，并通過光纖發(fā)送到低壓部分的綜合處理單元進(jìn)行保存與顯示。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確測量電壓諧波信號，為諧波的監(jiān)控提供有力的數(shù)據(jù)；在二次負(fù)荷很小的情況下能夠準(zhǔn)確測量電流信號，并擁有較寬的線性工作范圍。本發(fā)明將數(shù)據(jù)采集與處理電路懸浮在高壓側(cè)，能夠避免一、二次之間的絕緣，減小裝置的體積與重量，并節(jié)省大量原材料；本發(fā)明能夠在現(xiàn)有線路沒有預(yù)留安裝位置的情況下，將本發(fā)明的檢測裝置直接裝在各種線路上，方便系統(tǒng)改進(jìn)。
文檔編號G01R29/16GK102053203SQ20101053175
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者侯鐵信, 卜正良, 張樂平, 徐芝貴, 李優(yōu)儀, 胡順 申請人:武漢國測恒通智能儀器有限公司