一種變電站配電系統中的對地電容測量儀技術方案

本實用新型專利技術公開了一種變電站配電系統中的對地電容測量儀，包括用于采集消弧線圈中的電流和電壓信號的信號采集裝置、具有控制和分析運算功能的主控制器、用于向電網提供換流信號的H橋逆變電路，所述信號采集裝置、主控制器、H橋逆變電路依次相連，其中所述信號采集裝置的輸入端、H橋逆變電路的輸出端連接于電網消弧線圈接地裝置。本實用新型專利技術相比傳統的單相金屬接地法，無需故意制造接地故障，避免系統風險，而且針對目前消弧線圈有加裝阻尼電阻的靠近諧振點運行模式和不加阻尼電阻的遠離諧振點運行模式，分別設計出兩點法與變頻法兩種不同測量方式。既保證了系統對地電容測量精度，同時不會給系統帶來負面影響。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種變電站配電系統中的對地電容測量儀。
技術介紹
當電網發生單相接地故障時，采用消弧線圈接地可利用消弧線圈產生的電感電流補償了接地點電容電流，降低了故障相電壓恢復速度，使接地點電弧自動熄滅。因此，精確測量系統對地電容值，為消弧線圈產生的正確電感電流，從而補償接地點電容電流，使接地點電弧自動熄滅，殘余接地電流更小的重要條件。傳統電容電流的測量，主要為單相金屬接地法。此法在消弧線圈投入運行的條件下，可直接測出消弧線圈的補償電流、有功損耗電流以及殘余電流的有功和無功分量，從而得出電容電流。此法存在的問題是，故意制造接地故障，增加系統風險，如果測量時發生其他相的接地故障，則會演變為危害極大的相間短路，所以此法在實際中并不適用。
技術實現思路
為解決上述問題，本技術的目的在于提供一種應用于變電站配電系統中的對地電容測量儀器，無需故意制造接地故障，避免系統風險。本技術解決其問題所采用的技術方案是:一種變電站配電系統中的對地電容測量儀，包括用于采集消弧線圈中的電流和電壓信號的信號采集裝置、具有控制和分析運算功能的主控制器、用于向電網提供換流信號的H橋逆變電路，所述信號采集裝置、主控制器、H橋逆變電路依次相連，其中所述信號采集裝置的輸入端、H橋逆變電路的輸出端連接于電網消弧線圈接地裝置。針對目前消弧線圈有加裝阻尼電阻的靠近諧振點運行模式和不加阻尼電阻的遠離諧振點運行模式，本技術的主控制器可根據消弧線圈的運行模式分別采用兩點法與變頻法兩種測量方式來測量對地電容。本技術選用DSP芯片作為主控制器，完成檢測和控制算法，并產生作用于H橋逆變電路的控制脈沖PWM波形，向系統注入工頻和變頻的正弦交流信號，分別實現兩點法和變頻法的對地電容測量。進一步，所述信號采集裝置包括用于檢測電壓電流信號的傳感器電路、用于將模擬信號轉變為數字信號的信號調理電路，所述傳感器電路的輸出端連接于信號調理電路的輸入端，所述的傳感器電路的輸入端連接于電網消弧線圈接地裝置，所述信號調理電路的輸出端連接于主控制器。所述傳感器電路包括電壓互感器和電流互感器，用于檢測消弧線圈的電壓、電流信號，所述信號經信號處理電路把模擬信號變換為用于數據采集、控制過程、執行計算顯示讀出或其他目的的數字信號，經過數/模轉換后的信號輸入主控制器中進行分析運算。作為上述技術方案的改進，所述主控制器連接有用于保證系統穩定運行的看門狗芯片。所述看門狗芯片用于監測主控制器芯片的運行狀態，當主控制器芯片發生程序跑飛、死循環等系統崩潰狀況時，看門狗芯片便在它和主控制器芯片復位引腳相連的引腳上送出一個復位信號，使主控制器芯片復位。作為上述技術方案的改進，還包括用于設置參數的液晶鍵盤、用于顯示測量數據的顯示裝置、用于打印測量數據的打印機、具有故障報警功能的報警裝置，所述液晶鍵盤、顯示裝置、打印機、報警裝置分別與主控制器連接。所述液晶鍵盤、顯示裝置、打印機、報警裝置實現了系統的人機界面實現監控、參數設置、報警、顯示及打印，自動化程度高。本技術的有益效果是:本技術采用的一種應用于變電站配電系統中的對地電容測量儀器，相比傳統的單相金屬接地法，無需故意制造接地故障，避免系統風險。而且針對目前消弧線圈有加裝阻尼電阻的靠近諧振點運行模式和不加阻尼電阻的遠離諧振點運行模式，分別設計出兩點法與變頻法兩種不同測量方式。本技術既保證了系統對地電容測量精度，同時不會給系統帶來負面影響。以下結合附圖和實例對本技術作進一步說明。附圖說明圖1是本技術的工作原理圖。圖2是本技術主要結構的拓撲圖。具體實施方式參照圖1和圖2，本技術的一種變電站配電系統中的對地電容測量儀，包括用于采集消弧線圈中的電流和電壓信號的信號采集裝置1、具有控制和分析運算功能的主控制器2、用于向電網提供換流信號的H橋逆變電路3，所述信號采集裝置1、主控制器2、H橋逆變電路3依次相連，其中所述信號采集裝置I的輸入端、H橋逆變電路3的輸出端連接于電網消弧線圈接地裝置4。針對目前消弧線圈有加裝阻尼電阻的靠近諧振點運行模式和不加阻尼電阻的遠離諧振點運行模式，本技術的主控制器2可根據消弧線圈的運行模式分別采用兩點法與變頻法兩種不同的測量方式測量對地電容。本技術選用DSP芯片作為主控制器2，完成檢測和控制算法，并產生作用于H橋逆變電路3的控制脈沖PWM波形，向系統注入工頻和變頻的正弦交流信號，分別實現兩點法和變頻法的對地電容測量。進一步，所述信號采集裝置I包括用于檢測電壓電流信號的傳感器電路11、用于將模擬信號轉變為數字信號的信號調理電路12，所述傳感器電路11的輸出端連接于信號調理電路12的輸入端，所述的傳感器電路11的輸入端連接于電網消弧線圈接地裝置4，所述信號調理電路12的輸出端連接于主控制器2。所述傳感器電路11包括電壓互感器和電流互感器，用于檢測消弧線圈的電壓、電流信號，所述信號經信號處理電路12把模擬信號變換為用于數據采集、控制過程、執行計算顯示讀出或其他目的的數字信號，經過數/模轉換后的信號輸入主控制器2中進行分析運算。作為上述技術方案的改進，所述主控制器2連接有用于保證系統穩定運行的看門狗芯片5。所述看門狗芯片5用于監測主控制器芯片的運行狀態，當主控制器芯片發生程序跑飛、死循環等系統崩潰狀況時，看門狗芯片5便在它和主控制器芯片復位引腳相連的引腳上送出一個復位信號，使主控制器芯片復位。作為上述技術方案的改進，還包括用于設置參數的液晶鍵盤6、用于顯示測量數據的顯示裝置7、用于打印測量數據的打印機8、具有故障報警功能的報警裝置9，所述液晶鍵盤6、顯示裝置7、打印機8、報警裝置9分別與主控制器2連接。所述液晶鍵盤6、顯示裝置7、打印機8、報警裝置9實現了系統的人機界面實現監控、參數設置、報警、顯示及打印，自動化程度高。本技術具體的工作過程為:先判斷消弧線圈是靠近諧振點還是遠離諧振點運行，分別選擇兩點法和變頻法后，再由主控制器2輸出對應的PWM波形來觸發H橋逆變電路3輸出電流信號。兩點法測算電容時，先采集一次中性點電壓、電流的幅值和相位，得到U1，I1，PhiUl，PhiIl。然后觸發H橋逆變電路3，注入幅值5A，50Hz的電流，延時1s后再次采集一次中性點電壓、電流的幅值和相位，得到似，U2，I2，PhiU2，PhiI2。然后計算電容C和容抗Xc如下:本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種變電站配電系統中的對地電容測量儀，其特征在于：包括用于采集消弧線圈中的電流和電壓信號的信號采集裝置（1）、具有控制和分析運算功能的主控制器（2）、用于向電網提供換流信號的H橋逆變電路（3），所述信號采集裝置（1）、主控制器（2）、H橋逆變電路（3）依次相連，其中所述信號采集裝置（1）的輸入端、H橋逆變電路（3）的輸出端連接于電網消弧線圈接地裝置（4）。

【技術特征摘要】
1.一種變電站配電系統中的對地電容測量儀，其特征在于:包括用于采集消弧線圈中的電流和電壓信號的信號采集裝置(I)、具有控制和分析運算功能的主控制器(2)、用于向電網提供換流信號的H橋逆變電路(3)，所述信號采集裝置(I)、主控制器(2)、H橋逆變電路(3)依次相連，其中所述信號采集裝置(I)的輸入端、H橋逆變電路(3)的輸出端連接于電網消弧線圈接地裝置(4)。2.根據權利要求1所述的一種變電站配電系統中的對地電容測量儀，其特征在于:所述信號采集裝置(I)包括用于檢測電壓電流信號的傳感器電路(11)、用于將模擬信號轉變為數字信號的信號調理電路(12)，所述傳感器電路(11)的輸出端連接于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳明玉，洪君，李建會，
申請(專利權)人：廣東中鈺科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：