一種電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型是一種電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀。包括有同步電源、測試電源及輸電線路參數(shù)測量裝置，其中輸電線路參數(shù)測量裝置包括有上位機(jī)、下位機(jī)、控制開關(guān)和數(shù)據(jù)采集模塊，其中同步電源直接與數(shù)據(jù)采集模塊連接，測試電源通過控制開關(guān)與數(shù)據(jù)采集模塊連接，上位機(jī)通過下位機(jī)與控制開關(guān)連接，且下位機(jī)與數(shù)據(jù)采集模塊連接，數(shù)據(jù)采集模塊與待測線路連接。本實用新型能提高測試精度和測試效率。本實用新型是一種體積小、重量輕、便于運輸和使用的電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀。
【專利說明】—種電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀，屬于電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀的創(chuàng)新技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]輸電線路的工頻參數(shù)是電力系統(tǒng)分析計算及電力系統(tǒng)運行方式選擇等工作所必須的參數(shù)，其準(zhǔn)確性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運行。目前，國內(nèi)外獲取輸電線路工頻參數(shù)的方法主要有理論計算法和實地測量法。線路參數(shù)理論計算方法，由于涉及到諸如土壤電阻率、電流等值深度等一些難以確定的因素，計算精度受到了嚴(yán)重的影響。因此，工程上要求對新架設(shè)及經(jīng)改造后的電力輸電線路工頻參數(shù)必須進(jìn)行實際測量，而且還必須定期測量。
[0003]輸電線路工頻參數(shù)的測量方法有兩種，即離線測量和在線測量。離線測量就是將待測線路脫離電網(wǎng)，并在線路停電的情況下，給待測線路分別施加正序、零序測試電源，通過測量線路的正序、零序電壓和電流等相關(guān)信號，通過一定的計算，從而獲得線路的正序、零序參數(shù)。主要有儀表法、數(shù)字法和異頻法。然而，這些傳統(tǒng)的線路參數(shù)離線測量方法都是假設(shè)待測線路參數(shù)三相對稱，且沒有或具有很小的感應(yīng)干擾電壓。然而，這些假設(shè)條件在同塔多回輸電線路中是根本不可能存在的。在線測量就是在待測線路不停電或不完全停電的情況下，同步采集待測線路兩端的電壓、電流等有關(guān)信息，通過相應(yīng)的計算方法，從而獲得線路的參數(shù)。目前主要有干擾法、增量法、積分法、微分法等。然而，從目前的技術(shù)水平來看，在線測量技術(shù)的全面應(yīng)用還為時尚早，目前線路參數(shù)測量還是以離線測量方法為主。
[0004]隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，同塔多回以及平行走向的輸電線路日益增多，使得輸電線路之間的電磁耦合關(guān)系變得越來越復(fù)雜，不僅導(dǎo)致了線路之間產(chǎn)生了高的感應(yīng)電壓，而且還使得輸電線路出現(xiàn)了嚴(yán)重的三相不平衡以及不同序別的電壓和電流之間產(chǎn)生了耦合等現(xiàn)象，給輸電線路參數(shù)的準(zhǔn)確測量帶來了嚴(yán)重的影響。因此，消除待測線路上高的感應(yīng)電壓干擾，以及線路參數(shù)不對稱性的影響，成為了準(zhǔn)確測量輸電線路工頻參數(shù)需要解決的主要問題。由廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院與西安交通大學(xué)聯(lián)合研制的抗高感應(yīng)電壓干擾的同塔多回輸電線路參數(shù)測試儀，具有抗高感應(yīng)電壓干擾、克服線路參數(shù)三相不對稱對線路參數(shù)測試影響的特點，能夠同時對雙回線路參數(shù)進(jìn)行精確測量(傳統(tǒng)的線路參數(shù)測試儀器只能對單回線路參數(shù)進(jìn)行測量)，并給出雙回線路參數(shù)的實際值及其正序參數(shù)、零序參數(shù)以及各序耦合參數(shù)，測試效率高，測試方法先進(jìn)，具有很好的應(yīng)用前景。該儀器已向國家專利局提出了專利申請，專利申請?zhí)枮?01210248165.1。然而，由于該儀器采用了物理式變壓器、互感器、斷路器和接觸器等，體積大，重量重，功耗大，給運輸和測量帶來了極大的不便。同時，由于測試電路沒有限流措施，且測試電源電壓較高，使得在線路較短時，測試電流大，極易使電流互感器出現(xiàn)飽和，嚴(yán)重影響了測試儀器的測試精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高測試精度和測試效率的電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀。本實用新型體積小、重量輕、便于運輸和使用。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:本實用新型的電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀，包括有同步電源、測試電源及輸電線路參數(shù)測量裝置，其中輸電線路參數(shù)測量裝置包括有上位機(jī)、下位機(jī)、控制開關(guān)和數(shù)據(jù)采集模塊，其中同步電源直接與數(shù)據(jù)采集模塊連接，測試電源通過控制開關(guān)與數(shù)據(jù)采集模塊連接，上位機(jī)通過下位機(jī)與控制開關(guān)連接，且下位機(jī)與數(shù)據(jù)采集模塊連接，數(shù)據(jù)采集模塊與待測線路連接。
[0007]上述測試電源包括有單相調(diào)壓電路和觸發(fā)電路兩部分，其中單相調(diào)壓電路與市電連接，觸發(fā)電路與單相調(diào)壓電路連接，單相調(diào)壓電路的輸出端供電至輸電線路參數(shù)測量裝置。
[0008]本實用新型基于單相測試電源的電子式的同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀，與傳統(tǒng)的測量方法不同，不需要零序和正序電源，也不需要假設(shè)輸電線路參數(shù)對稱以及很小的線路感應(yīng)干擾電壓，僅僅需要一個普通的單相電源，能夠消除感應(yīng)電壓及線路參數(shù)不對稱對測量的影響，提高線路參數(shù)測試的精確度。本實用新型能提高測試精度和測試效率，且體積小、重量輕、便于運輸和使用。本實用新型在其他線路不停運的情況下，可以消除輸電線路感應(yīng)電壓的干擾及線路參數(shù)不平衡對線路參數(shù)測量的影響，能夠同時對同塔兩回待測線路的參數(shù)進(jìn)行精確測量，給出二回線路的實際參數(shù)、正序參數(shù)、零序參數(shù)，以及各序之間的耦合參數(shù)，測試效率高(測試時間不超過4分鐘)。此外，儀器還具有存儲、顯示、打印的功能。本實用新型是一種操作簡單方便的電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和具體的實施方式對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0010]圖1為本實用新型輸電線路參數(shù)測量裝置的原理圖；
[0011]圖2為本實用新型輸電線路參數(shù)測量裝置的原理框圖；
[0012]圖3為本實用新型輸電線路參數(shù)測量裝置測試電源的原理框圖；
[0013]圖4為本實用新型輸電線路參數(shù)測量裝置的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0014]實施例:
[0015]本實用新型的的原理圖如圖1所示，本實用新型的電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀，包括有同步電源、測試電源及輸電線路參數(shù)測量裝置，其中輸電線路參數(shù)測量裝置的原理框圖如圖2所示，包括有上位機(jī)、下位機(jī)、控制開關(guān)和數(shù)據(jù)采集模塊，其中同步電源直接與數(shù)據(jù)采集模塊連接，測試電源通過控制開關(guān)與數(shù)據(jù)采集模塊連接，上位機(jī)通過下位機(jī)與控制開關(guān)連接，且下位機(jī)與數(shù)據(jù)采集模塊連接，數(shù)據(jù)采集模塊與待測線路連接。同步電源為待測線路的電壓、電流信號提供相量基準(zhǔn)，同步電源可以為插座220V電壓，但必須在整個測試期間不能斷電。
[0016]上述測試電源的原理框圖如圖2所示，測試電源包括有單相調(diào)壓電路和觸發(fā)電路兩部分，其中單相調(diào)壓電路與市電連接，觸發(fā)電路與單相調(diào)壓電路連接，單相調(diào)壓電路的輸出端供電至輸電線路參數(shù)測量裝置。市電來自一般插座220V電源，整個測量期間不間斷供電。
[0017]上述測試電源電路原理圖如圖3所示，由單相調(diào)壓電路和觸發(fā)電路兩部分組成。單相調(diào)壓電路由兩個晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，觸發(fā)電路使用了集成KC05芯片來產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。KC05具有鋸齒波線性好，移相范圍寬，控制方式簡單，易于集中控制，有失交保護(hù)，輸出電流大等優(yōu)點，是交流調(diào)壓的理想電路。通過改變調(diào)壓電路中晶閘管控制極觸發(fā)脈沖的輸入時刻，控制晶閘管的導(dǎo)通角，從而達(dá)到控制輸出電壓的有效值，為測量裝置提供一定范圍的測試電壓，使待測線路的測試電流處于測量裝置所允許的范圍之內(nèi)。測試電源的二個輸出端直接接測量裝置的二個輸入端，為測試裝置提供單相測試電源。調(diào)壓電路中兩個晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，在每半個周波內(nèi)通過對晶閘管的導(dǎo)通相位進(jìn)行控制，可以方便地調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值。本實用新型采用了一只小功率雙向晶閘管控制兩只反并聯(lián)晶閘管，解決了雙向晶閘管在電感性負(fù)載時的換流困難問題，使得測試電源電路簡單、可靠、體積小、成本低、易于設(shè)計制造。
[0018]上述輸電線路參數(shù)測量裝置的電路圖如圖4所示，上述輸電線路參數(shù)測量裝置中的控制開關(guān)包括有總開關(guān)KM、控制開關(guān)KMl?KM13，其中總開關(guān)KM與測試電源連接，控制開關(guān)KMl?KM3與第一回待測線路連接，控制開關(guān)KMlO?KM12與第二回待測線路連接，控制開關(guān)KMl3接地，且控制開關(guān)KMl?KM3分別與KM7?KM9控制開關(guān)連接，控制開關(guān)KM4?KM6分別與KMlO?KM12控制開關(guān)連接，上述控制開關(guān)KMl?KM13全部采用場效應(yīng)管。此夕卜，上述控制開關(guān)KMl?KM3與第一回待測線路之間設(shè)有電壓采集端及電流采集端。上述控制開關(guān)KMlO?KM12與第二回待測線路之間設(shè)有電壓采集端及電流采集端。
[0019]上述控制開關(guān)KMl?KM13的某兩個閉合，將單相測試電源施加于不同的待測線路上，如KM1、KM13閉合，測試電源施加在第一回待測線路的A相和地之間；KM1、KM8閉合，測試電源施加在第一回待測線路的AB兩相之間；KM1、KM10閉合,測試電源施加在第一回待測線路的A相與第2回待測線路的A相之間。下位機(jī)數(shù)據(jù)采集卡同時采集2回線路上的6路電壓、電流信號，并傳輸給上位機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀，其特征在于包括有同步電源、測試電源及輸電線路參數(shù)測量裝置，其中輸電線路參數(shù)測量裝置包括有上位機(jī)、下位機(jī)、控制開關(guān)和數(shù)據(jù)采集模塊，其中同步電源直接與數(shù)據(jù)采集模塊連接，測試電源通過控制開關(guān)與數(shù)據(jù)采集模塊連接，上位機(jī)通過下位機(jī)與控制開關(guān)連接，且下位機(jī)與數(shù)據(jù)采集模塊連接，數(shù)據(jù)采集模塊與待測線路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀，其特征在于上述測試電源包括有單相調(diào)壓電路和觸發(fā)電路兩部分，其中單相調(diào)壓電路與市電連接，觸發(fā)電路與單相調(diào)壓電路連接，單相調(diào)壓電路的輸出端供電至輸電線路參數(shù)測量裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀，其特征在于上述單相調(diào)壓電路包括有調(diào)壓電路中兩個晶閘管，兩個晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中；觸發(fā)電路由集成芯片KC05實現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀，其特征在于上述輸電線路參數(shù)測量裝置中的控制開關(guān)包括有總開關(guān)KM、控制開關(guān)KMl?KM13，其中總開關(guān)KM與測試電源連接，控制開關(guān)KMl?KM3與第一回待測線路連接，控制開關(guān)KMlO?KM12與第二回待測線路連接，控制開關(guān)KM13接地，且控制開關(guān)KMl?KM3分別與KM7?KM9控制開關(guān)連接，控制開關(guān)KM4?KM6分別與KMlO?KM12控制開關(guān)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀，其特征在于上述控制開關(guān)KMl?KM3與第一回待測線路之間設(shè)有電壓采集端及電流采集端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子式同塔多回輸電線路工頻參數(shù)測試儀，其特征在于上述控制開關(guān)KMlO?KM12與第二回待測線路之間設(shè)有電壓采集端及電流采集端。
【文檔編號】G01R31/00GK204008885SQ201420337246
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】尹建華, 趙進(jìn)全 申請人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 西安交通大學(xué)