一種電力系統(tǒng)諧振判斷和測(cè)量的新方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種電力系統(tǒng)諧振判斷和測(cè)量的新方法。在電力系統(tǒng)一種全絕緣的電壓互感器的一次中性點(diǎn)與地之間加一電流傳感器，接收流過電壓互感器一次中性點(diǎn)的零序電流，通過二次電纜將電流傳感器的電流信號(hào)接至微機(jī)檢測(cè)裝置，對(duì)電流傳感器中的電流進(jìn)行檢測(cè)和分析，從而判斷諧振的發(fā)生以及發(fā)生諧振的性質(zhì)。本發(fā)明是針對(duì)當(dāng)前我國電力系統(tǒng)中諧振判斷存在的不及時(shí)、不準(zhǔn)確的問題，提供一種電力系統(tǒng)諧振判斷和測(cè)量的方法，為諧振故障的報(bào)警和消除提供可靠的依據(jù)。
【專利說明】一種電力系統(tǒng)諧振判斷和測(cè)量的新方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)諧振的判斷和測(cè)量技術(shù)，具體的說是一種安裝在電壓互感器一次中性點(diǎn)與地之間，通過對(duì)流過電壓互感器一次中性點(diǎn)的零序電流的測(cè)量，判斷系統(tǒng)發(fā)生諧振的狀況，為諧振的防治提供準(zhǔn)確的判斷依據(jù)的方法。
[0002]【背景技術(shù)】
我國的中壓電力系統(tǒng)大多采用中性點(diǎn)非有效接地方式，該系統(tǒng)具有較高的供電可靠性，但過電壓相對(duì)比較嚴(yán)重，特別是因電壓互感器飽和產(chǎn)生的非線性諧振，更是常見，其不僅幅值較高，而且能量很大，并且能夠遍及整個(gè)電網(wǎng)，破壞性很大，過電壓一旦發(fā)生，往往造成電氣設(shè)備的損壞和大面積的停電事故。多年電力生產(chǎn)運(yùn)行的記載和事故分析表明，中低壓電網(wǎng)中過電壓事故大多數(shù)都是由諧振現(xiàn)象所引起的。
[0003]諧振在故障與單相接地故障、斷線、高壓熔斷器熔斷以及電壓互感器損壞故障，從現(xiàn)象上看，有許多相似的地方，在運(yùn)行過程中，如果判斷不清，處理不當(dāng)，會(huì)延誤處理時(shí)間，還容易因誤判造成錯(cuò)誤處理，使異常變成事故，引起設(shè)備損壞。目前對(duì)諧振判斷都是根據(jù)零序電壓的大小來確定，該判據(jù)雖然簡單，但存在著無法區(qū)分?jǐn)嗑€、接地、熔斷器熔斷以及互感器自身損壞故障，一旦出現(xiàn)誤判，不僅影響故障的及時(shí)處理，錯(cuò)誤的處理還會(huì)引發(fā)更大的事故，后果嚴(yán)重。采用零序電壓作為諧振的判據(jù)，為避免經(jīng)常誤判，需將判斷閾值設(shè)置得較高，其造成的結(jié)果是在諧振剛開始發(fā)生時(shí)，是無法檢測(cè)的，必須等諧振發(fā)展到一定的強(qiáng)度時(shí)，再做處理，此時(shí)諧振不僅已經(jīng)對(duì)系統(tǒng)造成一定的危害，而且較高強(qiáng)度的諧振處理難度更大。上述問題亟待解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)當(dāng)前我國電力系統(tǒng)中諧振判斷存在的不及時(shí)、不準(zhǔn)確的問題，提供一種電力系統(tǒng)諧振判斷和測(cè)量的方法，為諧振故障的報(bào)警和消除提供可靠的依據(jù)。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
1.一種電力系統(tǒng)諧振判斷和測(cè)量的新方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
(1)在一種全絕緣的電壓互感器一次側(cè)對(duì)地之間加一電流傳感器，接收流過電壓互感器一次中性點(diǎn)的零序電流；
(2)通過二次電纜將電流傳感器接收的電流信號(hào)接至微機(jī)檢測(cè)裝置；
(3)微機(jī)檢測(cè)裝置通過對(duì)電流傳感器中的電流進(jìn)行檢測(cè)和分析，從而判斷諧振的發(fā)生以及發(fā)生諧振的性質(zhì)；微機(jī)檢測(cè)裝置的工作步驟是:外部交流信號(hào)接入模擬量轉(zhuǎn)換器板，模擬量轉(zhuǎn)換器將信號(hào)轉(zhuǎn)換為-5疒+5V之間的低壓模擬量信號(hào)，該模擬量進(jìn)入主板后先進(jìn)行低通濾波和整形，然后通過AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào);CPU對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和分析，算出電流幅值和電流頻率，再根據(jù)零序電流的大小和頻率分析出諧振的性質(zhì)，保存故障完整數(shù)據(jù)；
(4)將計(jì)算和分析結(jié)果通過液晶顯示器、通訊模塊和報(bào)警模塊三種方式輸出。
[0006]2.所述的電流傳感器為電磁式的零序電流互感器或霍爾傳感器。
[0007]本發(fā)明的有益效果: 本發(fā)明通過檢測(cè)電壓互感器一次中性點(diǎn)對(duì)地的電流信號(hào)來判斷諧振故障，具有簡單、可靠，可避免低烈度諧振時(shí)的漏判，也可避免系統(tǒng)單相接地、斷線、高壓熔斷器熔斷以及電壓互感器損壞等故障的干擾，為諧振故障的準(zhǔn)確判斷和及時(shí)處理提高便捷依據(jù)。
[0008]本發(fā)明具有原理科學(xué)、方法簡單可靠，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明電力系統(tǒng)諧振判斷和測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為微機(jī)檢測(cè)裝置硬件結(jié)構(gòu)框圖。
[0011]圖中:1.電流傳感器LCK、2.微機(jī)檢測(cè)裝置WLJ、3.電壓互感器PT、4.通訊模塊、
5.液晶顯示器、6.報(bào)警節(jié)點(diǎn)、7.地G、8.嵌入式主板、9.模擬量轉(zhuǎn)換器板、10.電纜、11.4U機(jī)箱、12.CPU、13.內(nèi)存、14.Flash存儲(chǔ)器、15.AD、16.背板連接器、17.顯示、18.通訊、19.報(bào)警、20.通訊及報(bào)警模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0012]參見圖1，本發(fā)明提供一種安裝在電壓互感器中性點(diǎn)對(duì)地之間，通過對(duì)流過電壓互感器中性點(diǎn)的零序電流進(jìn)行檢測(cè)來判斷諧振及諧振性質(zhì)的方法。
[0013]所述的電流傳感器LCKl安裝在電壓互感器PT3 —次中性點(diǎn)與地G7之間，上端連接至電壓互感器PT3 —次中性點(diǎn)，下端接地，其可以采用電磁式電流互感器，也可以采用霍爾元件電流傳感器，該傳感器的耐壓不得低于AC5000V。
[0014]微機(jī)檢測(cè)裝置的工作步驟是:
參見圖2，微機(jī)檢測(cè)裝置WLJ2由嵌入式主板8、模擬量轉(zhuǎn)換器板9、通訊和報(bào)警模塊20、液晶顯示器5以及電源組成，通訊和報(bào)警模塊20中含有通訊模塊4和報(bào)警節(jié)點(diǎn)6 ;所有板卡均安裝在4U機(jī)箱11內(nèi)，主板是裝置的核心，包括有主頻500MHz的32位ARM、32M的內(nèi)存13 |、128M的Flash存儲(chǔ)器14、12M的AD15采用芯片、RS485串口。主板用匯編或C語言寫入應(yīng)用程序。
[0015]電流傳感器LCKl的電流信號(hào)通過電纜10接入模擬量轉(zhuǎn)換器板9A1和A2，轉(zhuǎn)換器將信號(hào)轉(zhuǎn)換為_5V、5V之間的低壓模擬量信號(hào)，該模擬量進(jìn)入嵌入式主板8后先進(jìn)行低通濾波和整形，然后通過AD15轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。CPU12對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出電流的幅值和頻率，再根據(jù)零序電流幅值的大小和頻率分析出諧振的性質(zhì)，保存故障完整數(shù)據(jù)，最后將計(jì)算和分析結(jié)果通過液晶顯示器5、通訊模塊4及報(bào)警節(jié)點(diǎn)6分別進(jìn)行顯示17、通訊18和報(bào)警19。
[0016]所述主板與模擬量轉(zhuǎn)換器板9、通訊和報(bào)警模塊20及液晶顯示器5通過背板連接器16進(jìn)行連接；通過二次電纜10將連續(xù)電流傳感器的電流信號(hào)連接至微機(jī)檢測(cè)裝置的模擬量轉(zhuǎn)換器板9 ;通過二次電纜10將通訊模塊4連接到上位管理機(jī)
諧振的判斷方法為:
正常運(yùn)行時(shí)，通過電壓互感器一次中性點(diǎn)的電流很小，一般10〈3mA，當(dāng)系統(tǒng)有諧振故障發(fā)生時(shí)，IO將急劇增大，考慮到電壓互感器具有一定的過負(fù)荷能力，特別是短時(shí)過載能力很大，為保證裝置的可靠性，因此我們?cè)O(shè)置當(dāng)10>25mA時(shí)，裝置判斷為諧振發(fā)生，這時(shí)對(duì)IO進(jìn)行計(jì)算和分析，根據(jù)IO的幅值和頻率，判斷出所發(fā)生的諧振的烈度以及諧振的性質(zhì)，但10>500mA時(shí)，為高烈度諧振，需立即處理，根據(jù)實(shí)頻率測(cè)數(shù)值，可準(zhǔn)確判斷發(fā)生的故障是高頻諧振、工頻諧振還是分頻諧振。在故障發(fā)生時(shí)檢測(cè)裝置輸出報(bào)警，提醒工作人員進(jìn)行處理，同時(shí)記錄并輸出計(jì)算和分析結(jié)果，供事故處理和分析參考。
【權(quán)利要求】
1.一種電力系統(tǒng)諧振判斷和測(cè)量的新方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)在電力系統(tǒng)一種全絕緣的電壓互感器的一次中性點(diǎn)與地之間加一電流傳感器，接收流過電壓互感器一次中性點(diǎn)的零序電流； (2)通過二次電纜將電流傳感器接收的電流信號(hào)接至微機(jī)檢測(cè)裝置； (3)微機(jī)檢測(cè)裝置通過對(duì)電流傳感器中的電流進(jìn)行檢測(cè)和分析，從而判斷諧振的發(fā)生以及發(fā)生諧振的性質(zhì)；微機(jī)檢測(cè)裝置的工作步驟是:外部交流信號(hào)接入模擬量轉(zhuǎn)換器板，模擬量轉(zhuǎn)換器將信號(hào)轉(zhuǎn)換為-5疒+5V之間的低壓模擬量信號(hào)，該模擬量進(jìn)入主板后先進(jìn)行低通濾波和整形，然后通過AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào);CPU對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和分析，算出電流幅值和電流頻率，再根據(jù)零序電流的大小和頻率分析出諧振的性質(zhì)，保存故障完整數(shù)據(jù)； (4)將計(jì)算和分析結(jié)果通過液晶顯示器、通訊模塊和報(bào)警模塊三種方式輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力系統(tǒng)諧振判斷和測(cè)量的新方法，其特征在于，所述的電流傳感器為電磁式的零序電流互感器或霍爾傳感器。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK103869194SQ201410110340
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】郭道林 申請(qǐng)人:安徽泰隆電氣有限公司