基于羅氏線圈的超高壓電網過電壓監測系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種基于羅氏線圈的超高壓電網過電壓監測系統，包括A相、B相、C相羅氏線圈、A相、B相、C相積分還原電路、A相、B相、C相光電轉換裝置、信號采集處理單元，所述的A相、B相、C相羅氏線圈分別用來測量三相變壓器套管末屏接地回路的脈沖電流，其信號輸出端通過傳輸電纜分別與A相、B相、C相積分還原電路的信號輸入端連接，A相、B相、C相積分還原電路的信號輸出端分別與A相、B相、C相光電轉換裝置的信號輸入端連接，A相、B相、C相光電轉換裝置的信號輸出端均與信號采集處理單元的采集信號輸入端連接。本實用新型專利技術可實現在過電壓發生時能完整準確地記錄下故障電壓的實際變化過程，為運行人員分析事故原因提供可靠的依據。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電網過電壓監測系統，尤其涉及ー種基于羅氏線圈的超高壓電網過電壓監測系統。
技術介紹
目前，在高電壓等級電カ系統的運行過程中，發電機、變壓器、斷路器、GIS等電カ設備除了需要承受較高的工作電壓外，還會承受由于雷擊、故障、諧振或操作等原因引起的系統過電壓，嚴重危害著電カ設備的絕緣；可能會造成設備損壞，引起系統停電，造成損失， 從而影響電カ系統的安全穩定運行，對電カ系統的危害極大。因此系統過電壓不僅直接決定了設備的絕緣水平，而且還關系到電網的安全可靠運行。盡管系統中安裝了大量故障錄波裝置，但是由于過電壓往往幅值高、陡度大、持續時間很短，而故障錄波器的掃描頻率最大值只有10kHz，每十微秒才有ー個數據掃描點，這樣寬泛的掃描點是不能記錄暫態電壓波形的；另外，故障錄波器的電壓信號通常取自電壓互感器，電壓互感器由于頻響特性的限制而不能準確捕捉過電壓發生過程，使得準確分析判斷過電壓產生的原因變得十分困難。國內外對電網過電壓展開了大量的研究，其發展速度較快，取得了不少過電壓研究成果，例如實驗室模擬研究、計算機仿真研究、在線監測等，但是都具有相應的不足實驗室模擬研究的方法由于實驗室較實際運行情況簡單得多，考慮的因素也比較單一，因此其結果往往無法代表真實現場的情況，具有很大的局限性；計算機仿真研究的方法一定程度上彌補了實驗室物理模擬研究的一些缺陷，但該方法無法全面的模擬實際真實的過電壓情況，其仿真計算結果只能作為參考；過電壓在線監測裝置主要在35kV及以下配電網中廣泛應用，通常這些過電壓在線監測系統較多的采用電阻分壓器或電容分壓器作為過電壓信號獲取設備。高電壓等級電網中，由于分壓器缺乏實際制造經驗和長期運行考核，還需要考慮分壓器長期并聯于系統時的發熱問題。同時，在系統中安裝分壓器，額外增加了系統中一次設備投入，對系統的運行來說，既不經濟，也不安全，所以較少采用。還有光學方法測量過電壓，這種光纖電壓傳感器的溫度特性較差，測量精度受溫度的影響大，這也制約了其在電カ系統中的應用。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供ー種基于羅氏線圈的超高壓電網過電壓監測系統，能夠完整準確地記錄下故障電壓的實際變化過程，從而能夠使監測人員有針對性地采取防范措施。本專利技術采用下述技術方案ー種基于羅氏線圈的超高壓電網過電壓監測系統，包括A相、B相、C相羅氏線圏、A相、B相、C相積分還原電路、A相、B相、C相光電轉換裝置、信號采集處理單元，所述的A相、B相、C相羅氏線圈分別用來測量三相變壓器套管末屏接地回路的脈沖電流，A相、B相、C相羅氏線圈的信號輸出端通過傳輸電纜分別與A相、B相、C相積分還原電路的信號輸入端連接，A相、B相、C相積分還原電路的信號輸出端分別與A相、B相、C相光電轉換裝置的信號輸入端連接,A相、B相、C相光電轉換裝置的信號輸出端均與信號采集處理單元的采集信號輸入端連接。所述的A相、B相、C相羅氏線圈為單羅氏線圈，單羅氏線圈采用自積分方式。所述的A相、B相、C相羅氏線圈外部套設有與變壓器套管末屏相配合的外殼，A相、B相、C相的信號引出端子穿過外殼引出。所述的A相、B相、C相積分還原電路均為三階積分電路，三階積分電路包括第一電阻至第五電阻、第一積分電容至第三積分電容，其中第一電阻串聯第一積分電容構成第ー支路，第二電阻串聯第二積分電容構成第二支路，第三電阻串聯第三積分電容構成第三支路，第三支路、第二支路、第一支路構成并聯電路，第三支路的兩端為三階積分電路的輸入端；第四電阻串聯第五電阻構成第四支路，其中第五電阻的另一端連接第三電阻和第三積分電容的串聯接點，第四電阻的另一端和第一積分電容的另一端為三階積分電路的輸出端。 還包括有三相觸發電路，所述的三相觸發電路包括A相觸發電路、B相觸發電路、C相觸發電路和檢波器，A相觸發電路包括第一電容和A相隔直電容,第一電容第一端連接A相積分還原電路的第一積分電容，第二端接地，A相隔直電容第一端連接第一電容的第一端相觸發電路包括第二電容和B相隔直電容，第二電容第一端連接B相積分還原電路的第一積分電容，第二端接地，B相隔直電容第一端連接第二電容的第一端；C相觸發電路包括第三電容和C相隔直電容,第三電容第一端連接C相積分還原電路的第一積分電容,第二端接地，C相隔直電容第一端連接第三電容的第一端；A相隔直電容第二端、B相隔直電容第ニ端、C相隔直電容第二端與檢波器的信號輸入端連接，檢波器的信號輸出端與信號采集處理單元的觸發信號輸入端連接。所述的信號采集處理單元包括采集卡和エ控機，采集卡的信號輸出端與エ控機的信號輸入端連接。本專利技術通過羅氏線圈測量變壓器套管末屏的電流來獲取套管頂端的過電壓信號，可實現在過電壓發生時能完整準確地記錄下故障電壓的實際變化過程，記錄保存過電壓的波形和各種參數，為了解事故發生前后過電壓的情況和發生過程中對電網電壓的影響提供準確的資料，為運行人員分析事故原因提供可靠的依據；エ控機還可以進行報警并記錄自軟件運行以來過電壓發生的次數，提醒用戶發生過電壓的情況；同時通過對捕獲波形的分祈，進ー步研究過電壓出現的原因、發生的強度，出現的時間，波形的變化趨勢以及其對電網運行設備的危害程度，從而能夠使監測人員有針對性地采取防范措施，保證電網的安全可靠運行。附圖說明圖I為本專利技術的系統原理框圖；圖2為本專利技術中羅氏線圈的結構示意圖；圖3為本專利技術中積分還原電路原理圖；圖4為本專利技術中觸發電路原理圖。具體實施方式如圖I所示，本技術ー種基于羅氏線圈的超高壓電網過電壓監測系統，包括A相、B相、C相羅氏線圏、A相、B相、C相積分還原電路、三相觸發電路、A相、B相、C相光電轉換裝置(HCNR201)、信號采集處理單元，所述的A相、B相、C相羅氏線圈用來測量三相變壓器套管末屏接地回路的脈沖電流，A相、B相、C相羅氏線圈的信號輸出端通過傳輸電纜分別與A相、B相、C相積分還原電路的信號輸入端連接,A相、B相、C相積分還原電路的信號輸出端分別與A相、B相、C相光電轉換裝置的信號輸入端連接,A相、B相、C相光電轉換裝置的信號輸出端與信號采集處理單元的采集信號輸入端連接；A相、B相、C相積分還原電路的信號輸出端還與三相觸發電路的信號輸入端連接，三相觸發電路的信號輸入端與信號采集處理單元的觸發信號輸入端連接。信號采集處理單元包括采集卡和エ控機，其中采集卡采用凌華公司的PCI-9812采集卡，采集卡將采集到的信號發送給エ控機，由エ控機進行數據的處理、儲存和回放。由于發生雷電和操作沖擊時產生的電流頻帶有重合之處，如果采用雙線圈分別進行測量，則后續數據處理會變得比較困難，且變壓器套管末屏接地處的空間較小，所以A相、B相、C相羅氏線圈均采用單羅氏線圈同時測量雷電和操作沖擊下的脈沖電流，測量快速、可靠和準確。如圖2所示，單羅氏線圈2采用自積分方式，單羅氏線圈2的骨架采用磁 導率^ = 8000的錳鋅軟磁鐵氧化材料制作，這使得繞制的線圈自感較大，容易達到自積分的要求，另外由于所測電流幅值在2kA以內，也不會出現磁芯飽和等問題；單羅氏線圈2外部套設有套管末屏相配合的外殼3，外殼3用來套設在變壓器套管末屏上進行電流的測量，接地銅皮5接地，信號引出端子4穿過外殼3引出，用于信號的傳輸。如圖3所示，所述的A相、B相、C相積分還原電路均為三階積分本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于羅氏線圈的超高壓電網過電壓監測系統，其特征在于：包括A相、B相、C相羅氏線圈、A相、B相、C相積分還原電路、A相、B相、C相光電轉換裝置、信號采集處理單元，所述的A相、B相、C相羅氏線圈分別用來測量三相變壓器套管末屏接地回路的脈沖電流，A相、B相、C相羅氏線圈的信號輸出端通過傳輸電纜分別與A相、B相、C相積分還原電路的信號輸入端連接，A相、B相、C相積分還原電路的信號輸出端分別與A相、B相、C相光電轉換裝置的信號輸入端連接，A相、B相、C相光電轉換裝置的信號輸出端均與信號采集處理單元的采集信號輸入端連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：寇曉，李軍浩，閆東，
申請(專利權)人：河南電力試驗研究院，
類型：實用新型
國別省市：