用于測量變電站gis上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于電氣二次設(shè)備電壓測量領(lǐng)域，特別涉及一種用于測量變電站GIS上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)。該測量系統(tǒng)包括連接在智能變電站氣體絕緣開關(guān)上的待測傳感器內(nèi)端子與電壓測量裝置之間的測量引線、由主板及數(shù)據(jù)采集卡組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、與主板連接的光纖收發(fā)器以及供電模塊，電壓測量裝置與主板連接，屏蔽裝置將上述各部件整體包覆屏蔽。測量系統(tǒng)整體利用管箍扣和扎帶可固定在GIS管道上進行測量。通過上述技術(shù)方案，消除空間騷擾了對測試結(jié)果的影響,減小測量引線，減小測量裝置的體積，提高了測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和使用靈活性。
【專利說明】用于測量變電站GIS上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電氣二次設(shè)備電壓測量領(lǐng)域，特別涉及一種用于測量變電站GIS上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓交流輸變電系統(tǒng)中氣體絕緣開關(guān)設(shè)備具有占地面積小，密封性好，受環(huán)境影響小，運行可靠性高，檢修周期長，維護工作量少，運行費用低等顯著優(yōu)點，在我國電網(wǎng)得到了廣泛應(yīng)用。GIS中的隔離開關(guān)、接地開關(guān)和斷路器操作時，產(chǎn)生波頭很陡的行波，這些行波在GIS內(nèi)發(fā)生多次折反射后，形成特快速暫態(tài)過電壓。相對于傳統(tǒng)變電站，智能變電站作為智能電網(wǎng)的核心環(huán)節(jié)，在我國已經(jīng)達到了可以大規(guī)模進行推廣的條件，根據(jù)《2013-2017年中國智能變電站行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》分析，2011年以后所有新建變電站全面按照智能變電站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，并且重點對樞紐及中心變電站進行智能化改造。根據(jù)國規(guī)劃未來我國智能變電站將迎來爆發(fā)式增長:第一階段新建智能變電站46座，在運變電站智能化改造28座；第二階段新建智能變電站8000座，在運變電站智能化改造50座，特高壓交流變電站改造48座；第三階段新建智能變電站7700座，在運變電站智能化改造44座，特高壓交流變電站改造60座。較傳統(tǒng)變電站，智能變電站特點鮮明:將傳感器或執(zhí)行器與高壓設(shè)備或其部件進行一體化設(shè)計，以達到特定的監(jiān)測或控制目的；將互感器與變壓器、斷路器等高壓設(shè)備進行一體化設(shè)計，以減少變電站占地面積；在智能組件中，將相關(guān)測量、控制、計量、監(jiān)測、保護進行一體化融合設(shè)計，實現(xiàn)一、二次設(shè)備的融合。其中各種傳感器等二次設(shè)備集成安裝在GIS管道附近，暫態(tài)過電壓通過各種耦合方式對智能組件產(chǎn)生影響。當(dāng)過電壓傳播到外殼接地引線連接處、分支母線末端等位置，由于阻抗不連續(xù)使得GIS設(shè)備外殼對地出現(xiàn)瞬態(tài)電位升高，并將沿外殼與大地構(gòu)成的傳輸線進行傳播，進一步形成暫態(tài)地電位生(GPR, Grounding Potential Rise),產(chǎn)生危害，因此有必要對其進行準(zhǔn)確的測量。
[0003]一方面，由于所測信號為瞬態(tài)電壓信號，頻率成分豐富，最高可達IOOMHz左右，測量引線產(chǎn)生傳輸線效應(yīng)，導(dǎo)致測量的結(jié)果發(fā)生畸變，且測量引線的長度以及走向都會對測量的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。另一方面，由于其一、二次設(shè)備一體化融合的設(shè)計理念，目前智能變電站中所采用的智能開關(guān)設(shè)備，不同電壓等級的GIS管道尺寸不同，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜緊湊，管道間空間狹小，這對測量裝置的體積和使用的靈活性上有了更高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了減少測量引線的干擾，提高測量的準(zhǔn)確性，以及使測量設(shè)備體積更小，更加方便靈活的使用，本實用新型提供了一種用于測量變電站GIS上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)。
[0005]本實 用新型所述的測量系統(tǒng)，包括:
[0006]測量引線:連接在智能變電站氣體絕緣開關(guān)上的待測傳感器內(nèi)端子與電壓測量裝置之間；
[0007]數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):由主板及安裝在主板上的數(shù)據(jù)采集卡組成，主板與電壓測量裝置連接；
[0008]數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng):包括與主板連接的光纖收發(fā)器，光纖收發(fā)器通過光纖與遠端的PC機連接；
[0009]屏蔽裝置:整體包覆測量引線、電壓測量裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
[0010]所述屏蔽裝置為屏蔽箱，設(shè)有四個開口，均為帶有螺帽的螺孔，螺孔與波紋管360度無縫對接。
[0011]所述屏蔽箱外壁四角設(shè)有管箍固定裝置。
[0012]所述屏蔽箱設(shè)置用于固定電壓測量裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的多塊底板。
[0013]所述屏蔽裝置的側(cè)面設(shè)置通風(fēng)口并安裝風(fēng)扇。
[0014]所述主板為170 X 170mm迷你ITX主板。
[0015]所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主板通過DC-ATX模塊與鋰電池連接。
[0016]所述風(fēng)扇通過USB接口與主板連接。
[0017]所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的光纖收發(fā)器與便攜式移動電源連接。
[0018]本實用新型的有益效果為:
[0019]該測量系統(tǒng)提高了抗干擾性，減小了測量引線的長度，減小測量裝置的體積，可以有效的提高測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和使用靈活性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是測量裝置在GIS管道上接線示意圖。
[0022]圖3是IOM到100M掃頻測量波形圖。
[0023]圖中標(biāo)號:
[0024]101-屏蔽箱，102-電壓測量裝置，103-測量引線，104-數(shù)據(jù)采集卡，105-主板，106-DC-ATX模塊，107-鋰電池，108-風(fēng)扇，109-便攜式移動電源，110-光纖收發(fā)器，111_管箍扣，112-底板；201-GIS管道，202-待測傳感器，203-傳感器屏蔽箱體，204-測量系統(tǒng)，205-光纖，206-絕緣支柱，207-光纖收發(fā)器，208-PC機。
【具體實施方式】
[0025]本實用新型提供了一種用于測量變電站GIS上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步說明。
[0026]圖1是本實用新型提供的一種用于測量智能變電站氣體絕緣開關(guān)上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。主板105上安裝數(shù)據(jù)采集卡104，主板105與電壓測量裝置102連接，光纖收發(fā)器110經(jīng)過網(wǎng)線接在105主板上；大容量小型的鋰電池107通過DC-ATX模塊106給主板105供電，DC-ATX模塊106經(jīng)過排線與主板105對接；便攜式移動電源109通過USB接口為光纖收發(fā)器110供電；測量引線103連接在智能變電站氣體絕緣開關(guān)上的智能組件端子與電壓測量裝置102之間；屏蔽箱101整體屏蔽上述所有元器件。[0027]屏蔽箱101的尺寸為470mmX450mmX197mm，箱體底部外側(cè)四角設(shè)有管箍扣111。所述管箍扣111可用以拴住扎帶，可以根據(jù)不同電壓等級的GIS管道201尺寸，調(diào)節(jié)扎帶的長短，將測量系統(tǒng)固定在其上。屏蔽箱門邊內(nèi)側(cè)四周均加裝銅質(zhì)簧片，減少縫隙處電磁波泄露。側(cè)壁各有兩個引線管道，長30mm，均帶有凸起螺紋，口徑尺寸分別為左側(cè)直徑為40mm，右側(cè)為30mm，并配有相應(yīng)的螺帽。螺孔可接相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)口徑的波紋管，測量引線103通過螺孔進入波紋管接入相應(yīng)位置(接地端或者信號輸入端)?，F(xiàn)有技術(shù)中為測量引線開孔往往導(dǎo)致屏蔽箱性能下降，本實用新型通過波紋管與螺孔緊扣360度無縫對接，減少了電磁波泄露，包括波紋管在內(nèi)的整體屏蔽效果較已有技術(shù)大大提高，參照GJB5792-2006檢測標(biāo)準(zhǔn)測試方法對其進行了測試，測試頻率為450MHz屏蔽效能高達85dB，950MHz屏效為65dB，完全滿足測量需求。屏蔽箱101底部裝有可拆卸的底板112以及可拆空間隔板，可以根據(jù)測量需求靈活組合配置各種測試裝置，方便不同型號、形狀、體積的裝置(如分壓器，電源，采集卡等)更換使用，使有限的空間合理充分利用。數(shù)據(jù)采集卡104，主板105等長時間工作發(fā)熱，力口之試驗外部環(huán)境的不確定性，在左側(cè)內(nèi)壁裝有小功率的風(fēng)扇108，右側(cè)壁開有通風(fēng)波導(dǎo)窗，保證了箱體內(nèi)空氣流通以達到散熱保護設(shè)備的功能。風(fēng)扇108通過USB接口從主板直接取電。
[0028]所述電壓測量裝置102可以采用多種類型的電壓測量裝置，在本實施例中，使用電阻性阻抗分壓測量裝置。該電阻性阻抗分壓測量裝置由串聯(lián)連接的電阻構(gòu)成。兩個電阻構(gòu)成了分壓電路，并且決定了分壓比。在輸入的電壓信號為高頻情況下，由于電阻、連接線帶來的雜散感性阻抗的影響，優(yōu)選地需要為分壓電阻配置并聯(lián)電容以補償雜散感性阻抗帶來的影響，提高分壓器的帶寬。在另一個實施例中，根據(jù)所測信號電壓等級可以直接使用可商業(yè)電壓探頭,例如:品致(pintech) P6039A高壓探頭，品致(pintech) CP-3308R測試棒。也可使用其他形式的分壓裝置。
[0029]所述數(shù)據(jù)采集卡104包括了多種類型的采集卡，在本實施例中，采用了數(shù)據(jù)傳輸總線類型為PCI的采集卡，可采集信號帶寬為300MHz，單通道采樣率為lGs/s。
[0030]數(shù)據(jù)采集卡104將測量得到信號存儲在主板105上并進行分析處理，然后將結(jié)果通過光纖收發(fā)器110傳送至遠端的PC機208。為了進一步減小裝置體積，利用數(shù)據(jù)采集卡替代現(xiàn)有技術(shù)中笨重的示波器，通過小巧的DC-ATX模塊106，直接對主板105直流供電，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，省去了的逆變環(huán)節(jié)，節(jié)省空間，提高電能利用率，延長了測量裝置工作時間。
[0031]使用時，測量系統(tǒng)204根據(jù)需要通過絕緣支柱206固定在待測傳感器202附近的GIS管道201上，待測傳感器202由傳感器屏蔽箱體203包覆，測量引線103通過波紋管進入待測傳感器202內(nèi)部進行測量。測量系統(tǒng)204的光纖收發(fā)器110通過光纖205與后處理設(shè)備中的光纖收發(fā)器207連接，再接入PC機208。
[0032]附圖3是利用本實用新型提出的測量裝置進行的掃頻實驗測量。對IOMHz到IOOMHz的正弦波形進行了測量，信號源波形設(shè)置峰值為正負5V。誤差在正負10%以內(nèi)，可以看出測量頻率范圍較寬，滿足對瞬態(tài)高頻信號的測量要求。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測量變電站Gis上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)，其特征在于，該測量系統(tǒng)包括: 測量引線(103):連接在智能變電站氣體絕緣開關(guān)上的待測傳感器內(nèi)端子與電壓測量裝置(102)之間； 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):由主板(105)及安裝在主板(105)上的數(shù)據(jù)采集卡(104)組成，主板(105)與電壓測量裝置(102)連接； 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng):包括與主板(105)連接的光纖收發(fā)器(110)，光纖收發(fā)器(110)通過光纖與遠端的PC機連接； 屏蔽裝置:整體包覆測量引線(103)、電壓測量裝置(102)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測量變電站GIS上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)，其特征在于，所述屏蔽裝置為屏蔽箱(101)，設(shè)有四個開口，均為帶有螺帽的螺孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于測量變電站GIS上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)，其特征在于，所述屏蔽箱(101)外壁四角設(shè)有管箍固定裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于測量變電站GIS上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)，其特征在于，所述屏蔽箱(101)內(nèi)設(shè)置用于固定電壓測量裝置(102)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的多塊底板(112)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測量變電站GIS上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)，其特征在于，所述屏蔽裝置的側(cè)面設(shè)置通風(fēng)口并安裝風(fēng)扇(108)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測量變電站GIS上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)，其特征在于，所述主板(105)為170X 170mm迷你ITX主板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測量變電站GIS上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主板(105)通過DC-ATX模塊(106)與鋰電池(107)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于測量變電站GIS上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)扇(108)通過USB接口與主板(105)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測量變電站GIS上智能組件受到騷擾電壓的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的光纖收發(fā)器(110)與便攜式移動電源(109)連接。
【文檔編號】G01R19/00GK203572868SQ201320777624
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】吳恒天, 劉驍繁, 崔翔, 焦重慶 申請人:華北電力大學(xué)