專利名稱：10kv電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)在線監(jiān)測裝置。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中的10KV電力輸送系統(tǒng)雖然安裝了大量的避雷器等過電壓保護(hù)裝置，但過電壓事故率(變壓器等高壓設(shè)備損壞或引起停電事故)仍然較高。迄今為止對(duì)于問題的研究只是停留在理論和實(shí)驗(yàn)室模擬研究水平，沒有實(shí)際事故波過程的案例對(duì)應(yīng)。這是由于運(yùn)行系統(tǒng)沒有能夠在過電壓出現(xiàn)時(shí)實(shí)時(shí)記錄下事故波過程的在線(與系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行)監(jiān)測裝置，就難以分析出事故的確切原因(是由于過電壓幅值或陡度超過設(shè)備的承受能力，或者設(shè)備的絕緣水平降低，還是保護(hù)裝置有問題)，提出防范對(duì)策。
發(fā)明的內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種10KV電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置。該裝置響應(yīng)特性好，能穩(wěn)定在線運(yùn)行，自動(dòng)捕捉、儲(chǔ)存10KV電力系統(tǒng)的過電壓事件波過程。當(dāng)發(fā)生過電壓擊穿事故時(shí)能夠通過波過程分析出擊穿前一定時(shí)限和擊穿后的電壓波形變化規(guī)律。為電力系統(tǒng)運(yùn)行過電壓事故分析提供技術(shù)支持，為電氣設(shè)備防止過電壓損壞積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的，即一種10KV電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置，裝置包括傳感器、前置電路、數(shù)據(jù)采集卡及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；其特征是傳感器由高壓分壓器構(gòu)成，高壓分壓器包括串聯(lián)的高壓臂和低壓臂，其分壓輸出端通過傳輸電纜與前置電路的過壓保護(hù)電路連接；前置電路包括過壓保護(hù)電路、觸發(fā)電路和信號(hào)處理電路。過壓保護(hù)電路的輸出分兩路分別與信號(hào)處理電路和觸發(fā)電路連接。信號(hào)處理電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的采樣信道連接。觸發(fā)電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的外觸發(fā)信道連接；數(shù)據(jù)采樣卡通過總線插槽與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接。
本實(shí)用新型由于所述結(jié)構(gòu)而具有的優(yōu)點(diǎn)是能夠長期在線運(yùn)行適時(shí)采樣、能夠捕捉、存儲(chǔ)電力系統(tǒng)的暫態(tài)過電壓波形。通過暫態(tài)過電壓波形進(jìn)行分析，為電力系統(tǒng)的設(shè)備過電壓擊穿事故原因分析提供技術(shù)依據(jù)。


本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)可以通過附圖給出的實(shí)施例進(jìn)一步說明。
實(shí)施例有如下的附圖附圖1為本實(shí)用新型的邏輯框圖；附圖2、3為傳感器的等效電路圖和結(jié)構(gòu)剖面示意圖；附圖4為本實(shí)用新型的前置電路和采樣的邏輯框圖；附圖5為本實(shí)用新型的信號(hào)處理電路圖；附圖6為本實(shí)用新型的觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
參見附圖，實(shí)施例中的10KV電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)包括傳感器、前置電路、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中(1)、實(shí)施例中的傳感器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)采用低阻尼RC阻容高壓分壓器作為傳感器，其結(jié)構(gòu)包括高壓臂和低壓臂。其中高壓臂包括高壓電容C1、阻尼電阻R1和絕緣外護(hù)套；低壓臂包括低壓電容C2、低壓阻尼電阻R2、保護(hù)間隙g、分壓輸出端電纜連接柱J及金屬屏蔽外套3；高壓臂的絕緣外護(hù)套1為硅橡膠外護(hù)套，其爬電距離不小于21mm/kv，高壓臂外護(hù)套下端與低壓臂金屬屏蔽殼體2上端是絕緣緊固件連接；低壓電容由若干個(gè)電容同軸并聯(lián)，表面涂有絕緣涂料層，裝在金屬屏蔽外殼內(nèi)，在低壓臂的低壓電容上并聯(lián)有保護(hù)間隙，即氖氣管，當(dāng)?shù)蛪罕垭娙葸^壓時(shí)，保護(hù)間隙放電起到保護(hù)作用；分壓輸出端通過匹配電阻R3連接電纜連接柱J。
在上述實(shí)施例中，分壓比取k＝1450，高壓臂電容C1為250pF，在高壓臂中串接阻尼電阻R1取50歐，低壓臂電容C2取0.36uF，時(shí)間常數(shù)為C1R1小于50ns。
所述傳輸電纜為同軸屏蔽電纜。
(2)、前置電路結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)前置電路包括過壓保護(hù)電路、觸發(fā)電路和信號(hào)處理電路；其中觸發(fā)電路包括電壓跟隨器、二次分壓電路、三相電壓比較觸發(fā)電路、光電隔離器電路；信號(hào)處理電路包括壓跟隨器、二次分壓電路和濾波電路；由同軸電纜傳輸來的過電壓信號(hào)通過1N4728穩(wěn)壓管組成的過壓保護(hù)電路后分兩路。一路通過LM318組成的電壓跟隨器和二次分壓電路后將信號(hào)電壓降為±5V，通過三相比較觸發(fā)電路和光電偶合電路與數(shù)據(jù)采集卡的外觸發(fā)信道連接，啟動(dòng)采集卡上的A/D轉(zhuǎn)換器采樣；另一路通過AD817組成的電壓跟隨器和標(biāo)準(zhǔn)分壓電路后進(jìn)入濾波電路再與數(shù)據(jù)采樣卡的采樣信道連接等待采樣。觸發(fā)電路中的三相電壓比較觸發(fā)電路采用的是LM319電壓比較器芯片，光電隔離器選用6N137高速光電隔離器。信號(hào)處理電路選用AD817組合成的二階有源濾波電路。
(3)數(shù)據(jù)采集卡本實(shí)用新型需要采樣三相過電壓，因而具有三個(gè)傳感器和三個(gè)采樣信道及三信道的數(shù)據(jù)采集卡。在實(shí)施例中，采用兩塊采集卡。該采集卡可可采用普源精電公司生產(chǎn)RVO405采集卡。采集卡都是10M/秒采樣速率、八位分辨率、儲(chǔ)存深度64K、帶0～50％予觸發(fā)和A/D和D/A轉(zhuǎn)換功能。
裝置的工作過程是這樣的傳感器在線與系統(tǒng)所有電力設(shè)備并列運(yùn)行，將系統(tǒng)三相對(duì)地電壓降低到設(shè)定范圍(降低1450倍)送到前置電路。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中任意一相對(duì)地電壓出現(xiàn)超過14140伏幅值時(shí)，觸發(fā)電路自動(dòng)觸發(fā)采樣記錄下過電壓波過程，并且以時(shí)間為序、為事件名儲(chǔ)存到計(jì)算機(jī)指定位置，隨即發(fā)出警報(bào)。管理人員可以實(shí)時(shí)或隨機(jī)進(jìn)行在線或脫機(jī)分析處理。
權(quán)利要求1.一種10KV電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置，裝置包括傳感器、前置電路、數(shù)據(jù)采集卡及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；其特征是傳感器為高壓分壓器，該高壓分壓器包括高壓臂和低壓臂，其分壓輸出端通過傳輸電纜與前置電路的過壓保護(hù)電路連接，過壓保護(hù)電路的輸出分兩路分別與信號(hào)處理電路和觸發(fā)控制電路連接，信號(hào)處理電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的采樣信道連接；觸發(fā)電路的輸出端與數(shù)據(jù)采樣卡的外觸發(fā)信道連接，數(shù)據(jù)采集卡通過總線插槽與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的10KV電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置，其特征是高壓分壓器中高壓臂和低壓臂串聯(lián)，高壓臂內(nèi)有高壓電容(C1)、阻尼電阻(R1)和硅橡膠絕緣外護(hù)套(1)；低壓臂內(nèi)有低壓電容(C2)、低壓阻尼電阻(R2)；分壓比為1450，分壓輸出有匹配電阻(R3)，硅橡膠外護(hù)套(1)爬電距離為21mm/kv，高壓臂絕緣外套(1)下端與低壓臂金屬屏蔽殼體(2)上端依靠絕緣緊固件連接，低壓電容由若干個(gè)電容同軸并聯(lián)，表面涂有絕緣涂料層，在低壓電容上并聯(lián)有過電壓保護(hù)間隙，由電纜連接柱(J)連接輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的10KV電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置，其特征是由同軸電纜傳輸來的過電壓信號(hào)通過穩(wěn)壓管組成的過壓保護(hù)電路后分兩路，一路通過電壓跟隨器和二次分壓電路后將信號(hào)電壓降為±5V，通過三相比較觸發(fā)電路和光電偶合電路與數(shù)據(jù)采集卡的外觸發(fā)信道連接，啟動(dòng)采集卡上的A/D轉(zhuǎn)換器采樣；另一路通過電壓跟隨器和標(biāo)準(zhǔn)分壓電路后進(jìn)入濾波電路再與數(shù)據(jù)采樣卡的采樣信道連接等待采樣。
專利摘要一種10KV電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置，其特征是傳感器為高壓分壓器，該高壓分壓器包括高壓臂和低壓臂，高壓臂內(nèi)的高壓電容和低壓臂內(nèi)的低壓電容串聯(lián)，其分壓輸出端通過傳輸電纜與前置電路的過壓保護(hù)電路連接；前置電路還包括過壓保護(hù)電路、觸發(fā)電路和信號(hào)處理電路，過壓保護(hù)電路的輸出分兩路分別與信號(hào)處理電路和觸發(fā)電路連接，信號(hào)處理電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的采樣口連接，觸發(fā)電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的外觸發(fā)信道連接；數(shù)據(jù)采樣卡通過總線插槽與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型能夠長期在線運(yùn)行適時(shí)采樣、能夠捕捉、存儲(chǔ)電力系統(tǒng)的暫態(tài)過電壓波形、通過暫態(tài)過電壓波形進(jìn)行分析，為電力系統(tǒng)的設(shè)備事故原因分析提供技術(shù)依據(jù)。
文檔編號(hào)H02H9/04GK2779413SQ200420033840
公開日2006年5月10日 申請日期2004年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月31日
發(fā)明者席世友, 孫財(cái)新 申請人:綦南供電局