專(zhuān)利名稱(chēng)：一種智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置及測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓輸變電工程電磁兼容技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置及測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
智能變電站的最終目標(biāo)是使智能組件和高壓設(shè)備形成一體化集成布置，實(shí)現(xiàn)“兩層一網(wǎng)”的優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)；這樣就使大量安裝在保護(hù)小室內(nèi)的智能組件(保護(hù)、控制、測(cè)量、計(jì)量和狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元)前移至高壓開(kāi)關(guān)場(chǎng)中，這些由微電子器件組成的智能組件能否在開(kāi)關(guān)場(chǎng)極其惡劣電磁環(huán)境下正常工作，已引起了電力系統(tǒng)運(yùn)行部門(mén)和設(shè)備生產(chǎn)商的廣泛關(guān)注。為此迫切需要測(cè)量開(kāi)關(guān)場(chǎng)內(nèi)連接到二次設(shè)備上的暫態(tài)騷擾電壓，掌握變電站二次暫態(tài)騷擾電壓幅值、頻率和波形等特性參數(shù)，以便據(jù)此制定智能變電站二次設(shè)備的暫態(tài)電壓抗擾度標(biāo)準(zhǔn)，保證變電站安全可靠運(yùn)行。由于變電站二次暫態(tài)電壓頻率高、幅值高，難以精確測(cè)量，目前在還沒(méi)有科學(xué)、規(guī)范的變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要提供一種智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置及測(cè)量方法，該裝置和方法能準(zhǔn)確測(cè)量智能變電站內(nèi)的二次暫態(tài)電壓。為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置，其特征在于:它包括電壓互感器、電壓測(cè)量探頭、示波器、光纖收發(fā)器和電腦，其中，所述電壓互感器的一次線圈接高壓線路，電壓互感器的二次線圈通過(guò)電壓測(cè)量探頭連接示波器，所述示波器通過(guò)光纖收發(fā)器連接電腦。上述技術(shù)方案中，它還包括第一屏蔽箱和第二屏蔽箱，所述電壓測(cè)量探頭位于第一屏蔽箱內(nèi)，不波器位于第二屏蔽箱內(nèi)。所述電壓測(cè)量探頭和示波器之間通過(guò)電纜連接，所述電壓測(cè)量探頭與電壓互感器的二次線圈之間也通過(guò)電纜連接。所述示波器與光纖收發(fā)器之間通過(guò)光纖連接。所述電壓測(cè)量探頭的帶寬為50MHz，電壓測(cè)量探頭的電壓測(cè)量范圍在(T30kV。所述示波器的帶寬為500MHz，示波器的存儲(chǔ)深度為125MB。所述第一屏蔽箱和第二屏蔽箱的屏蔽效果在50dB以上。一種利用上述智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置的變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量方法，其特征在于，它包括如下步驟:步驟1:當(dāng)變電站開(kāi)關(guān)投切時(shí)在電壓互感器二次線圈側(cè)產(chǎn)生暫態(tài)騷擾電壓；步驟2:電壓測(cè)量探頭感應(yīng)到電壓互感器二次線圈的二次暫態(tài)騷擾電壓信號(hào)；步驟3:電腦向示波器發(fā)出指令，控制示波器接收電壓測(cè)量探頭感應(yīng)到的二次暫態(tài)騷擾電壓信號(hào)；步驟4:所述示波器表征出二次暫態(tài)騷擾電壓信號(hào)的波形，并將該波形信號(hào)通過(guò)光纖收發(fā)器傳輸給電腦；步驟5:電腦對(duì)接收到得波形信號(hào)進(jìn)行分析，得出二次暫態(tài)騷擾電壓波形、幅值和頻率的特性參數(shù)。所述電壓測(cè)量探頭和示波器之間通過(guò)電纜連接，所述電壓測(cè)量探頭與電壓互感器的二次線圈之間也通過(guò)電纜連接，所述電纜均包裹有錫箔紙。所述電壓測(cè)量探頭和示波器之間的電纜長(zhǎng)度范圍為0.5 2m，所述電壓測(cè)量探頭與電壓互感器的二次線圈之間的電纜長(zhǎng)度為0.5 lm，所述光纖收發(fā)器和示波器之間通過(guò)光纖連接，所述光纖收發(fā)器和示波器之間連接光纖的距離為15(T250m。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置電壓互感器、電壓測(cè)量探頭、示波器、光纖收發(fā)器和電腦，使得該裝置能準(zhǔn)確測(cè)量智能變電站內(nèi)的二次暫態(tài)電壓，并進(jìn)行可視化顯示，為制定智能變電站二次設(shè)備的暫態(tài)電壓抗擾度標(biāo)準(zhǔn)提供參考數(shù)據(jù)。另外，使用本發(fā)明能保證變電站安全可靠運(yùn)行。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明中示波器測(cè)量的時(shí)域波形；圖3為本發(fā)明中電腦對(duì)接收到得波形信號(hào)進(jìn)行分析后得到的波形；其中，I一電壓互感器、2—電壓測(cè)量探頭、3—示波器、4一光纖收發(fā)器、5 —電腦、6—第一屏蔽箱、7—第二屏蔽箱。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:圖中I所示的智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置，它包括電壓互感器1、電壓測(cè)量探頭2、示波器3、光纖收發(fā)器4和電腦5，其中，電壓互感器I的一次線圈接高壓線路，電壓互感器I的二次線圈通過(guò)電壓測(cè)量探頭2連接示波器3，示波器3通過(guò)光纖收發(fā)器4連接電腦5。上述技術(shù)方案中，它還包括第一屏蔽箱6和第二屏蔽箱7，電壓測(cè)量探頭2位于第一屏蔽箱6內(nèi)，不波器3位于第二屏蔽箱7內(nèi)。上述技術(shù)方案中，電壓測(cè)量探頭2和示波器3之間通過(guò)電纜連接，電壓測(cè)量探頭2與電壓互感器I的二次線圈之間也通過(guò)電纜連接。上述技術(shù)方案中，示波器3與光纖收發(fā)器4之間通過(guò)光纖連接。上述光纖收發(fā)器4選擇HTB-1100S 25KM單模光纖收發(fā)器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)線信號(hào)，將電腦5與示波器3相連。上述技術(shù)方案中，電壓測(cè)量探頭2的帶寬為50MHz，電壓測(cè)量探頭2的電壓測(cè)量范圍在(T30kV。上述電壓測(cè)量探頭2選擇泰克P6015A高壓探頭，其帶寬75MHz，衰減比1000X，負(fù)載100M Ω/3pF。利用探頭本身的連接電纜與被測(cè)件相連，保證連接電纜盡可能短，一般不超過(guò)lm，并用錫箔紙將連接電纜包裹，同時(shí)將電壓測(cè)量探頭2置于第一屏蔽箱6內(nèi)，第一屏蔽箱6體積以剛好容納測(cè)量探頭為宜。上述技術(shù)方案中，示波器3的帶寬為500MHz，示波器3的存儲(chǔ)深度為125MB。上述示波器3選擇橫河2104型，其帶寬500MHz，采樣率2.5GS/s，存儲(chǔ)深度125MB。利用兩端為BNC型接頭的連接電纜將電壓測(cè)量探頭2與示波器3相連，連接電纜盡可能短，一般不超過(guò)Im0并用錫箔紙將連接電纜包裹，同時(shí)將示波器3置于第二屏蔽箱7內(nèi)，示波器3采用蓄電池加逆變器的供電方法，蓄電池與逆變器也置于第二屏蔽箱7內(nèi)，第二屏蔽箱7的體積以剛好容納示波器3、蓄電池和逆變器為宜。也可將電壓測(cè)量探頭2、示波器、蓄電池和逆變器置于一個(gè)體積適當(dāng)?shù)钠帘蜗渲?，連接方式不變。上述技術(shù)方案中，第一屏蔽箱6和第二屏蔽箱7的屏蔽效果在50dB以上。本發(fā)明安裝時(shí):電壓測(cè)量探頭2和示波器3安裝在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的屏蔽箱內(nèi)，光纖收發(fā)器4和電腦5放置在遠(yuǎn)方的測(cè)量區(qū)。一種智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量方法，它包括如下步驟:步驟1:當(dāng)變電站開(kāi)關(guān)投切時(shí)在電壓互感器I 二次線圈側(cè)產(chǎn)生暫態(tài)騷擾電壓；步驟2:電壓測(cè)量探頭2感應(yīng)到電壓互感器I 二次線圈的二次暫態(tài)騷擾電壓信號(hào)；步驟3:電腦5向示波器3發(fā)出指令，控制示波器3接收電壓測(cè)量探頭2感應(yīng)到的二次暫態(tài)騷擾電壓信號(hào)；步驟4:示波器3表征出二次暫態(tài)騷擾電壓信號(hào)的波形(如圖2所示)，并將該波形信號(hào)通過(guò)光纖收發(fā)器4傳輸給電腦5 ；步驟5:電腦5對(duì)接收到得波形信號(hào)進(jìn)行分析，得出二次暫態(tài)騷擾電壓波形、幅值和頻率的特性參數(shù)(如圖3所示)。上述技術(shù)方案中，電壓測(cè)量探頭2和示波器3之間通過(guò)電纜連接，電壓測(cè)量探頭2與電壓互感器I的二次線圈之間也通過(guò)電纜連接，電纜均包裹有錫箔紙。錫箔紙能保證上述電連接的封閉性。上述技術(shù)方案中，電壓測(cè)量探頭2和示波器3之間的電纜長(zhǎng)度范圍為0.5^2m,電壓測(cè)量探頭2與電壓互感器I的二次線圈之間的電纜長(zhǎng)度為0.5 lm，光纖收發(fā)器4和示波器3之間通過(guò)光纖連接，所述光纖收發(fā)器4和示波器3之間連接光纖的距離為15(T250m。本發(fā)明工作時(shí):當(dāng)變電站開(kāi)關(guān)投切時(shí)在電壓互感器I 二次線圈側(cè)產(chǎn)生暫態(tài)騷擾電壓，電壓測(cè)量探頭2感應(yīng)電壓互感器1二次線圈的二次暫態(tài)騷擾電壓信號(hào)，該信號(hào)被送往示波器3，示波器3表征出二次暫態(tài)騷擾電壓信號(hào)的波形，該波形信號(hào)通過(guò)光纖收發(fā)器4傳送給電腦5顯示，供技術(shù)人員制定智能變電站二次設(shè)備的暫態(tài)電壓抗擾度標(biāo)準(zhǔn)。本說(shuō)明書(shū)未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置，其特征在于:它包括電壓互感器(I)、電壓測(cè)量探頭(2)、示波器(3)、光纖收發(fā)器(4)和電腦(5)，其中，所述電壓互感器(I)的一次線圈接高壓線路，電壓互感器(I)的二次線圈通過(guò)電壓測(cè)量探頭(2)連接示波器(3)，所述示波器(3)通過(guò)光纖收發(fā)器(4)連接電腦(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置，其特征在于:它還包括第一屏蔽箱(6)和第二屏蔽箱(7)，所述電壓測(cè)量探頭(2)位于第一屏蔽箱(6)內(nèi)，示波器(3)位于第二屏蔽箱(7)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置，其特征在于:所述電壓測(cè)量探頭(2 )和示波器(3 )之間通過(guò)電纜連接，所述電壓測(cè)量探頭(2 )與電壓互感器(I)的二次線圈之間也通過(guò)電纜連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置，其特征在于:所述示波器(3)與光纖收發(fā)器(4)之間通過(guò)光纖連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置，其特征在于:所述電壓測(cè)量探頭(2)的帶寬為50MHz，電壓測(cè)量探頭(2)的電壓測(cè)量范圍在(T30kV。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置，其特征在于:所述示波器(3)的帶寬為500MHz，示波器(3)的存儲(chǔ)深度為125MB。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置，其特征在于:所述第一屏蔽箱(6)和第二屏蔽箱(7)的屏蔽效果在50dB以上。
8.一種利用權(quán)利要求1所述智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置的變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量方法，其特征在于，它包括如下步驟: 步驟1:當(dāng)變電站開(kāi)關(guān)投切時(shí)在電壓互感器(I) 二次線圈側(cè)產(chǎn)生暫態(tài)騷擾電壓； 步驟2:電壓測(cè)量探頭(2)感應(yīng)到電壓互感器(I) 二次線圈的二次暫態(tài)騷擾電壓信號(hào)； 步驟3:電腦(5)向示波器(3)發(fā)出指令，控制示波器(3)接收電壓測(cè)量探頭(2)感應(yīng)到的二次暫態(tài)騷擾電壓信號(hào)； 步驟4:所述示波器(3 )表征出二次暫態(tài)騷擾電壓信號(hào)的波形，并將該波形信號(hào)通過(guò)光纖收發(fā)器(4)傳輸給電腦(5)； 步驟5:電腦(5)對(duì)接收到得波形信號(hào)進(jìn)行分析，得出二次暫態(tài)騷擾電壓波形、幅值和頻率的特性參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量方法，其特征在于:所述電壓測(cè)量探頭(2 )和示波器(3 )之間通過(guò)電纜連接，所述電壓測(cè)量探頭(2 )與電壓互感器(I)的二次線圈之間也通過(guò)電纜連接，所述電纜均包裹有錫箔紙。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量方法，其特征在于:所述電壓測(cè)量探頭(2)和示波器(3)之間的電纜長(zhǎng)度范圍為0.5 2m，所述電壓測(cè)量探頭(2)與電壓互感器(I)的二次線圈之間的電纜長(zhǎng)度為0.5 lm，所述光纖收發(fā)器(4)和示波器(3)之間通過(guò)光纖連接，所述光纖收發(fā)器(4)和示波器(3)之間連接光纖的距離為15(T250m。
全文摘要
本發(fā)明所設(shè)計(jì)的智能變電站二次暫態(tài)電壓測(cè)量裝置，其特征在于它包括電壓互感器、電壓測(cè)量探頭、示波器、光纖收發(fā)器和電腦，其中，所述電壓互感器的二次線圈通過(guò)電壓測(cè)量探頭連接示波器，所述示波器通過(guò)光纖收發(fā)器連接電腦。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置電壓互感器、電壓測(cè)量探頭、示波器、光纖收發(fā)器和電腦，使得該裝置能準(zhǔn)確測(cè)量智能變電站內(nèi)的二次暫態(tài)電壓，并進(jìn)行可視化顯示。使用本發(fā)明能保證變電站安全可靠運(yùn)行。
文檔編號(hào)G01R29/02GK103091541SQ20121054584
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者張建功, 倪園, 萬(wàn)保權(quán), 李妮, 周兵, 陳豫朝, 裴春明, 路遙, 劉震寰 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司