專利名稱：便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)高壓線路諧波狀況的便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，屬于高壓檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子裝置帶來的諧波問題對(duì)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行構(gòu)成潛在威脅，給周圍電氣環(huán)境帶來了極大影響，諧波被認(rèn)為是電網(wǎng)的一大公害，同時(shí)也阻礙了電力電子技術(shù)的發(fā)展，因此，對(duì)電力系統(tǒng)諧波問題的研究已被人們逐漸重視。電力電子裝置等非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波會(huì)引起負(fù)載和輸電設(shè)備的過載、失控和增加損耗，甚至嚴(yán)重危害電網(wǎng)和用電設(shè)備的安全。隨著電力電子技術(shù)在家庭、工業(yè)、交通、國(guó)防日益廣泛的應(yīng)用，電力電子裝置本身功率容量和功率密度的不斷增大，電網(wǎng)遭受諧波污染也日益嚴(yán)重，諧波危害可以歸結(jié)為:
1)消耗無功與增加線路損耗；
2)引起設(shè)備過載、降低設(shè)備絕緣等級(jí)、加速絕緣老化甚至引起火災(zāi)等；
3)降低負(fù)載工作性能(如使電機(jī)產(chǎn)生附加力矩等)；
4)影響計(jì)量準(zhǔn)確度，影響繼電保護(hù)等裝置可靠運(yùn)行；
5)對(duì)通信系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生電磁干擾(EMI)等；
6)引起系統(tǒng)不穩(wěn)定，危害電網(wǎng)安全運(yùn)行。電網(wǎng)諧波已成為許多電子設(shè)備與系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)可靠運(yùn)行的主要障礙之一，諧波污染的問題還嚴(yán)重阻礙了諸如變頻調(diào)速等大批高效、節(jié)能電力電子技術(shù)的推廣應(yīng)用。諧波檢測(cè)作為諧波問題中的一個(gè)重要分支，可以準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)檢測(cè)出電網(wǎng)中的畸變電流、電壓，對(duì)抑制諧波有著重要的指導(dǎo)作用。諧波檢測(cè)是各項(xiàng)工作的基礎(chǔ)和主要依據(jù)，對(duì)電網(wǎng)諧波的檢測(cè)一方面便于鑒定實(shí)際電力系統(tǒng)以及諧波源用戶的諧波水平是否符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，包括對(duì)所有諧波源用戶的設(shè)備投運(yùn)時(shí)的測(cè)量；另一方面在電氣設(shè)備調(diào)試、投運(yùn)時(shí)的諧波測(cè)量中，以確保設(shè)備投運(yùn)后電力系統(tǒng)和設(shè)備的安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。通過對(duì)電網(wǎng)諧波的檢測(cè)有助于排除諧波故障或其他異常原因，有助于諧波專題測(cè)試，如諧波阻抗、諧波潮流、諧波諧振和放大等。因此，國(guó)內(nèi)外都在加緊研究諧波污染的治理方法。但是目前還無法直接對(duì)高壓電網(wǎng)線路諧波情況直接測(cè)量，只有采用間接的方法，電壓等級(jí)越高越難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種場(chǎng)強(qiáng)式檢測(cè)高壓線路諧波狀況的便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，利用電容式傳感器來獲得高壓輸電線路的諧波狀況。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，包括諧波數(shù)據(jù)發(fā)射器和諧波數(shù)據(jù)接收器；所述諧波數(shù)據(jù)發(fā)射器和諧波數(shù)據(jù)接收器之間通過無線射頻傳送信息，完全實(shí)現(xiàn)電氣隔離；所述諧波數(shù)據(jù)發(fā)射器和諧波數(shù)據(jù)接收器之間無線傳輸距離大于20米。
前述的諧波數(shù)據(jù)發(fā)射器包括電極、絕緣桿和諧波數(shù)據(jù)采集器；所述電極與諧波數(shù)據(jù)采集器相連接，諧波數(shù)據(jù)采集器與絕緣桿相連接；測(cè)量時(shí)用絕緣桿將電極與高壓輸電線路接觸或靠近，電極與輸電線路之間構(gòu)成電容。前述的諧波數(shù)據(jù)采集器，包括數(shù)據(jù)采集微處理器和
電容分壓電路，用于將電場(chǎng)耦合獲得的電壓信號(hào)進(jìn)行分壓，傳送給專用電能質(zhì)量90E36芯片進(jìn)行處理；
專用電能質(zhì)量90E36芯片，將電容分壓電路所傳送電壓的各次諧波含量信號(hào)及總諧波含量信號(hào)送到數(shù)據(jù)采集微處理器；
無線發(fā)射電路，將電壓的各次諧波含量信號(hào)及總諧波含量信號(hào)傳送到諧波數(shù)據(jù)接收器
(2)的無線接收電路；
采集端電源電路，用于給數(shù)據(jù)采集微處理器提供電力支持；
開關(guān)電路，用于控制電源的開斷；
聲音電路，用于報(bào)警指示；
指示電路，用于電源指示、發(fā)送狀態(tài)是否正常指示、耦合電壓信號(hào)超限指示；
所述電容分壓電路的輸入端與電極(1-1)連接，輸出端與專用電能質(zhì)量90E36芯片相連；所述專用電能質(zhì)量90E36芯片的輸出端與數(shù)據(jù)采集微處理器相連；所述數(shù)據(jù)采集微處理器的輸出端連接指示電路，聲音電路和無線發(fā)射電路；所述開關(guān)電路的輸出端與采集端電源電路的輸入端相連；所述采集端電源電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集微處理器相連接。前述的諧波數(shù)據(jù)接收器包括微處理器和
無線接收電路，用于接收來自諧波數(shù)據(jù)采集器(1-3)的無線發(fā)射電路的電壓的各次諧波含量信號(hào)及總諧波含量信號(hào)，并將其傳送到微處理；
時(shí)鐘電路，用于顯示測(cè)量時(shí)間；
鍵盤電路，用于設(shè)定諧波數(shù)據(jù)接收器(2)的工作狀態(tài)和對(duì)諧波數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，包括自檢、背光設(shè)定、時(shí)間校準(zhǔn)、諧波數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、諧波歷史數(shù)據(jù)查詢、柱狀圖顯示；
顯示電路，用于顯示諧波數(shù)值、諧波含量柱狀圖及測(cè)量時(shí)間，以及通信是否正常；
接收端電源電路，為微處理器提供電力支持；
開關(guān)電路，用于控制電源的開斷；
存儲(chǔ)電路，用于存儲(chǔ)諧波數(shù)據(jù)信息；
所述無線接收電路，時(shí)鐘電路，存儲(chǔ)電路和鍵盤電路的輸出端與微處理器相連接；所述開關(guān)電路的輸出端與接收端電源電路相連接，接收端電源電路的輸出端與微處理器相連接；所述微處理器的輸出端與顯示電路和存儲(chǔ)電路相連接。前述的諧波數(shù)據(jù)接收器接收的諧波次數(shù)為3-31次。前述的存儲(chǔ)電路最大存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量為99條。前述的采集端電源電路和接收端電源電路均采用9V堿性電池供電。前述的絕緣桿由多節(jié)環(huán)氧樹脂令克棒構(gòu)成。本發(fā)明具有積極的效果:(I)本發(fā)明的便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，利用電容式傳感器非接觸方式可以直接獲得高壓輸電線路諧波信號(hào)。(2)本發(fā)明的便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，諧波數(shù)據(jù)發(fā)射器和諧波數(shù)據(jù)接收器之間通過無線傳送信息諧波數(shù)據(jù)，發(fā)射器和諧波數(shù)據(jù)接收器完全實(shí)現(xiàn)電氣隔離。(3)本發(fā)明的便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，具有測(cè)量3-31次諧波及總諧波含量功能。(4)本發(fā)明的便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，具有通信自檢功能，可以在非高壓輸電線路測(cè)試狀態(tài)，進(jìn)行通信檢測(cè)，判斷采集器與接收器之間無線通信是否正常。(5)本發(fā)明的便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，具有柱狀圖顯示和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和歷史數(shù)據(jù)查詢功能。


圖1為本發(fā)明便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明諧波數(shù)據(jù)采集器的電路框 圖3為本發(fā)明諧波數(shù)據(jù)接收器的電路框圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本實(shí)施例的便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，包括諧波數(shù)據(jù)發(fā)射器I和諧波數(shù)據(jù)接收器2 ;諧波數(shù)據(jù)發(fā)射器I和諧波數(shù)據(jù)接收器2之間通過無線射頻傳送信息，完全實(shí)現(xiàn)電氣隔離，諧波數(shù)據(jù)發(fā)射器I和諧波數(shù)據(jù)接收器2之間無線傳輸距離大于20米。諧波數(shù)據(jù)發(fā)射器I包括電極1-1、絕緣桿1-2和諧波數(shù)據(jù)采集器1-3，電極1_1與諧波數(shù)據(jù)采集器1-3相連接，諧波數(shù)據(jù)采集器1-3與絕緣桿1-2相連接，絕緣桿1-2由多節(jié)環(huán)氧樹脂令克棒構(gòu)成。如圖2所示，諧波數(shù)據(jù)采集器1-3包括電容分壓電路、專用電能質(zhì)量90E36芯片、數(shù)據(jù)采集微處理器、無線發(fā)射電路、采集端電源電路、開關(guān)電路、聲音電路和指示電路；電容分壓電路的輸入端與電極連接，輸出端與專用電能質(zhì)量90E36芯片相連，電容分壓電路主要將電場(chǎng)耦合獲得的比較大的電壓信號(hào)進(jìn)行分壓，送給專用電能質(zhì)量90E36芯片進(jìn)行處理；專用電能質(zhì)量90E36芯片的輸出端與數(shù)據(jù)采集微處理器相連，用于將電容分壓電路的電壓的各次諧波含量信號(hào)及總諧波含量信號(hào)送到數(shù)據(jù)采集微處理器；數(shù)據(jù)采集微處理器的輸出端連接指示電路，聲音電路和無線發(fā)射電路，無線發(fā)射電路主要將電壓的各次諧波含量信號(hào)及總諧波含量信號(hào)無線傳送到諧波數(shù)據(jù)接收器2的無線接收電路，聲音電路用于報(bào)警指示，當(dāng)電極1-1耦合電壓信號(hào)過大時(shí)聲音電路會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)提示電極1-1應(yīng)遠(yuǎn)離被測(cè)輸電線路，指示電路主要用于電源指示、發(fā)送狀態(tài)是否正常指示、耦合電壓信號(hào)超限指示，上述指示采用不同顏色的指示燈表示；開關(guān)電路的輸出端與采集端電源電路的輸入端相連，用于控制電源的開斷；采集端電源電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集微處理器相連接，采用9V堿性電池給數(shù)據(jù)采集微處理器提供電力支持。如圖3所示，諧波數(shù)據(jù)接收器2包括無線接收電路、微處理器、時(shí)鐘電路、鍵盤電路、顯示電路、接收端電源電路、開關(guān)電路和存儲(chǔ)電路，諧波數(shù)據(jù)接收器2接收的諧波次數(shù)為3-31次。無線接收電路，時(shí)鐘電路，存儲(chǔ)電路和鍵盤電路的輸出端與微處理器相連接，無線接收電路接收無線發(fā)射電路傳送的電壓的各次諧波含量信號(hào)及總諧波含量信號(hào)，并將其送到微處理，由微處理器處理后在顯示電路上顯示，時(shí)鐘電路用于顯示測(cè)量時(shí)間，包括年、月、日、時(shí)、分、秒，鍵盤電路用于設(shè)定諧波數(shù)據(jù)接收器2的工作狀態(tài)和對(duì)諧波數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，包括自檢、背光設(shè)定、時(shí)間校準(zhǔn)、諧波數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、諧波歷史數(shù)據(jù)查詢、柱狀圖顯示等，存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)有諧波數(shù)據(jù)信息；開關(guān)電路的輸出端與接收端電源電路相連接，用于控制電源的開斷；接收端電源電路與微處理器相連接，采用9V堿性電池為微處理器提供電力支持；微處理器的輸出端與顯示電路和存儲(chǔ)電路相連接，顯示電路用于顯示諧波數(shù)值、諧波含量柱狀圖及測(cè)量時(shí)間，以及通信是否正常。測(cè)量時(shí)用絕緣桿1-2將電極1-1與高壓輸電線路接觸或靠近，電極1-1與輸電線路之間構(gòu)成電容，在電容分壓電路上可以耦合出電壓信號(hào)，電容分壓電路將耦合獲得的比較大的電壓信號(hào)進(jìn)行分壓，送給專用電能質(zhì)量90E36芯片進(jìn)行處理，經(jīng)由數(shù)據(jù)采集微處理器通過無線發(fā)射電路無線傳送到諧波數(shù)據(jù)接收器2的無線接收電路，經(jīng)由微處理器處理后，通過顯示電路進(jìn)行顯示，從而獲得高壓輸電線路的諧波狀況。存儲(chǔ)電路將諧波數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)以便進(jìn)行歷史查詢和統(tǒng)計(jì)，存儲(chǔ)電路的最大存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量為99條，操作者可通過鍵盤電路設(shè)定諧波數(shù)據(jù)接收器2不同工作狀態(tài)并對(duì)諧波數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，包括自檢、背光設(shè)定、時(shí)間校準(zhǔn)、諧波數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、諧波歷史數(shù)據(jù)查詢、柱狀圖顯示等。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理，主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，其特征在于，包括諧波數(shù)據(jù)發(fā)射器(I)和諧波數(shù)據(jù)接收器(2);所述諧波數(shù)據(jù)發(fā)射器(I)和諧波數(shù)據(jù)接收器(2)之間通過無線射頻傳送信息，完全實(shí)現(xiàn)電氣隔離；所述諧波數(shù)據(jù)發(fā)射器(I)和諧波數(shù)據(jù)接收器(2)之間無線傳輸距離大于20米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，其特征在于，所述諧波數(shù)據(jù)發(fā)射器(I)包括電極(1-1)、絕緣桿(1-2)和諧波數(shù)據(jù)采集器(1-3);所述電極(1-1)與諧波數(shù)據(jù)采集器(1-3)相連接，諧波數(shù)據(jù)采集器(1-3)與絕緣桿(1-2)相連接；測(cè)量時(shí)用絕緣桿(1-2)將電極(1-1)與高壓輸電線路接觸或靠近，電極(1-1)與輸電線路之間構(gòu)成電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，其特征在于，所述諧波數(shù)據(jù)采集器(1-3)包括數(shù)據(jù)采集微處理器和 電容分壓電路，用于將電場(chǎng)耦合獲得的電壓信號(hào)進(jìn)行分壓，傳送給專用電能質(zhì)量90E36芯片進(jìn)行處理； 專用電能質(zhì)量90E36芯片，將電容分壓電路所傳送電壓的各次諧波含量信號(hào)及總諧波含量信號(hào)送到數(shù)據(jù)采集微處理器； 無線發(fā)射電路，將電壓的各次諧波含量信號(hào)及總諧波含量信號(hào)傳送到諧波數(shù)據(jù)接收器(2)的無線接收電路； 采集端電源電路，用于給數(shù)據(jù)采集微處理器提供電力支持； 開關(guān)電路，用于控制電源的開斷； 聲音電路，用于報(bào)警指示； 指示電路，用于電源指示、發(fā)送狀態(tài)是否正常指示、耦合電壓信號(hào)超限指示； 所述電容分壓電路的輸入端與電極(1-1)連接，輸出端與專用電能質(zhì)量90E36芯片相連；所述專用電能質(zhì)量90E36芯片的輸出端與數(shù)據(jù)采集微處理器相連；所述數(shù)據(jù)采集微處理器的輸出端連接指示電路，聲音電路和無線發(fā)射電路；所述開關(guān)電路的輸出端與采集端電源電路的輸入端相連；所述采集端電源電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集微處理器相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，其特征在于，所述諧波數(shù)據(jù)接收器(2)包括微處理器和 無線接收電路，用于接收來自諧波數(shù)據(jù)采集器(1-3)的無線發(fā)射電路的電壓的各次諧波含量信號(hào)及總諧波含量信號(hào)，并將其傳送到微處理； 時(shí)鐘電路，用于顯示測(cè)量時(shí)間； 鍵盤電路，用于設(shè)定諧波數(shù)據(jù)接收器(2)的工作狀態(tài)和對(duì)諧波數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，包括自檢、背光設(shè)定、時(shí)間校準(zhǔn)，諧波數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、諧波歷史數(shù)據(jù)查詢、柱狀圖顯示； 顯示電路，用于顯示諧波數(shù)值、諧波含量柱狀圖及測(cè)量時(shí)間，以及通信是否正常； 接收端電源電路，為微處理器提供電力支持； 開關(guān)電路，用于控制電源的開斷； 存儲(chǔ)電路，用于存儲(chǔ)諧波數(shù)據(jù)信息； 所述無線接收電路，時(shí)鐘電路，存儲(chǔ)電路和鍵盤電路的輸出端與微處理器相連接；所述開關(guān)電路的輸出端與接收端電源電路相連接，接收端電源電路的輸出端與微處理器相連接；所述微處理器的輸出端與顯示電路和存儲(chǔ)電路相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，其特征在于，所述諧波數(shù)據(jù)接收器2接收的諧波次數(shù)為3-31次。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，其特征在于，所述存儲(chǔ)電路最大存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量為99條。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，其特征在于，所述采集端電源電路和接收端電源電路均采用9V堿性電池供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，其特征在于，所述絕緣桿(1-2)由多節(jié) 環(huán)氧樹脂令克棒構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便攜式高壓輸電線路諧波檢測(cè)儀，包括諧波數(shù)據(jù)發(fā)射器和諧波數(shù)據(jù)接收器，諧波數(shù)據(jù)發(fā)射器和諧波數(shù)據(jù)接收器之間通過無線射頻傳送信息，完全實(shí)現(xiàn)電氣隔離，該裝置利用電場(chǎng)耦合原理實(shí)現(xiàn)高壓輸電線路電壓諧波的直接測(cè)量，具有測(cè)量3-31次諧波及總諧波含量功能，具有通信自檢功能，可以在非高壓輸電線路測(cè)試狀態(tài)，進(jìn)行通信檢測(cè)，判斷采集器與接收器之間無線通信是否正常，具有柱狀圖顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和歷史數(shù)據(jù)查詢功能。
文檔編號(hào)G01R23/16GK103163371SQ20131005908
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者張金波, 邵通廣, 魯帥, 楊濰瑜, 王月紅, 劉頌 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)