專利名稱：電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在線檢測(cè)方法及其裝置，特別涉及一種電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)方法及其裝置。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)供電的可靠性是由在一定時(shí)間內(nèi)(如一年)中斷用戶供電的次數(shù)和持續(xù)時(shí)間來判斷的?？煽啃栽诤艽蟪潭壬先Q于電力系統(tǒng)的耐電沖擊特性，雖然有許多原因可能導(dǎo)致供電的中斷，但絕緣擊穿卻是最常見的。
為了保證電力系統(tǒng)供電的可靠性，系統(tǒng)中各類電氣設(shè)備應(yīng)有足夠可靠的電氣絕緣強(qiáng)度。在正常運(yùn)行情況下，這些設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)處在系統(tǒng)最高運(yùn)行電壓的作用之下，但是，由于各種各樣的原因，系統(tǒng)中的局部區(qū)域可能會(huì)出現(xiàn)高于系統(tǒng)最高運(yùn)行電壓的暫時(shí)過高電壓，即過電壓。
各種過電壓的波形、幅值和持續(xù)時(shí)間均不相同，變化范圍也很大，這些不同參數(shù)影響絕緣承受過電壓的能力。例如，當(dāng)過電壓幅值很高時(shí)，可能使絕緣發(fā)生擊穿，若幅值較小也會(huì)在多次作用下促使絕緣老化，降低擊穿場(chǎng)強(qiáng)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和研究表明，過電壓是造成電力系統(tǒng)絕緣損壞事故的直接原因，也是選擇電氣設(shè)備絕緣水平的決定性因素。
當(dāng)過電壓引發(fā)系統(tǒng)事故時(shí)，由于事故的原因錯(cuò)綜復(fù)雜，如果沒有有效的檢測(cè)手段以獲得有關(guān)過電壓的可靠信息，僅靠假設(shè)和推測(cè)是很難對(duì)引發(fā)事故的原因做出正確的分析和判斷。因此，在電力系統(tǒng)中，對(duì)過電壓的檢測(cè)有著極其重要的社會(huì)意義及經(jīng)濟(jì)效益。
故障錄波裝置，特別是帶記憶功能的全過程故障錄波裝置，是電力系統(tǒng)分析各種事故、提高電網(wǎng)運(yùn)行水平的重要裝置。利用錄波器能判別電網(wǎng)有無故障、什么性質(zhì)的故障、故障發(fā)生和消失的時(shí)間以及判斷故障地點(diǎn)，能清晰地掌握故障相電壓的變化。這些不僅為短路故障分析、系統(tǒng)振蕩分析、機(jī)電保護(hù)動(dòng)作分析以及電氣設(shè)備故障分析提供依據(jù)，也為系統(tǒng)過電壓分析提供了依據(jù)。這種儀器可用于長期運(yùn)行記錄，也可作為現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的測(cè)試工具。
目前，在電力系統(tǒng)中采用的故障錄波裝置，主要記錄的是以工頻為基礎(chǔ)的故障波形，由于其信號(hào)通過電壓互感器獲得帶寬較低，以及采樣單元較低的采樣速率、較淺的采樣深度等原因，對(duì)某些暫態(tài)過電壓中的高頻成分測(cè)不到，不能真實(shí)記錄電力系統(tǒng)遭受的各種過電壓的波形。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前在電力系統(tǒng)中采用的故障錄波裝置采樣速率低，采樣深度淺，對(duì)某些暫態(tài)過電壓中的高頻成分測(cè)不到，不能真實(shí)記錄電力系統(tǒng)中遭受的各種過電壓波形等不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)方法及其裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)的方法，采用高壓分壓器、信號(hào)調(diào)理單元、采集單元和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用軟件構(gòu)成電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形在線檢測(cè)平臺(tái)，其特征在于，該方法包括以下步驟1)電壓信號(hào)提取步驟將至少一個(gè)高壓分壓器分別從高壓母線對(duì)應(yīng)的隨機(jī)或指定檢測(cè)點(diǎn)上引入電壓信號(hào)；高壓分壓器的高壓臂電容C1與低壓臂電容C2串聯(lián)，高壓輸入加在串聯(lián)的C1與C2兩端，輸出則從低壓臂電容C2的兩端提取，電壓信號(hào)經(jīng)高壓分壓器的后由同軸電纜分別連接到一信號(hào)調(diào)理單元的多路電壓信號(hào)輸入端；2)信號(hào)調(diào)理步驟采用信號(hào)調(diào)理單元對(duì)提取的電壓信號(hào)進(jìn)行足足條理，每路信號(hào)首先經(jīng)過二次分壓電路，然后一路信號(hào)與采集卡的信號(hào)輸入通道相連，另一路信號(hào)則進(jìn)入觸發(fā)電路；觸發(fā)電路產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)控制采集單元的采集
3)數(shù)據(jù)采集的步驟當(dāng)信號(hào)調(diào)理單元跟蹤到過電壓就會(huì)產(chǎn)生高電平通過同軸電纜通知采集單元，采集單元就根據(jù)所設(shè)置的采集參數(shù)進(jìn)行采集，然后通過PCI總線將采集到的數(shù)據(jù)按指定的路徑保存到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的硬盤上；4)檢測(cè)過程的程序控制步驟由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)內(nèi)部的應(yīng)用軟件控制采集單元、記錄、存儲(chǔ)過電壓的幅值、波形及相關(guān)信息，查詢已保存的數(shù)據(jù)波形文件，并進(jìn)行任意通道波形及相關(guān)信息的顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的多種操作和整個(gè)檢測(cè)過程的程序控制。
實(shí)現(xiàn)上述檢測(cè)方法的裝置，其特征在于，它包括—一個(gè)以上的高壓分壓器，用于引入電壓信號(hào)，高壓分壓器隨機(jī)或指定分布在高壓母線的不同檢測(cè)點(diǎn)上，經(jīng)電容分壓后由同軸電纜分別連接到信號(hào)調(diào)理單元的電壓信號(hào)輸入端；—信號(hào)調(diào)理單元，用于對(duì)高壓分壓器引入的電壓信號(hào)進(jìn)行處理，該信號(hào)調(diào)理單元主要包含二次分壓電路和觸發(fā)電路，每路電壓信號(hào)首先經(jīng)過二次分壓，然后一路信號(hào)與采集卡的信號(hào)輸入通道相連，另一路信號(hào)則進(jìn)入觸發(fā)電路，觸發(fā)電路產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)控制采集卡的采集；—采集單元，用于對(duì)電壓信號(hào)的采集，采集單元由多塊采集卡和RTSI總線組成，信號(hào)通道的路數(shù)決定采集卡的卡數(shù)，在采集單元中有一塊采集卡作為主卡，其他卡作為副卡，主卡時(shí)鐘與副卡時(shí)鐘通過RTSI總線同步，當(dāng)主卡接到采集命令就會(huì)通過RTSI總線通知其他副卡，從而各采集卡實(shí)現(xiàn)同步采集，并通過PCI總線將采集到的數(shù)據(jù)按指定的路徑保存到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的硬盤上；—工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，用于整個(gè)檢測(cè)過程的控制，其內(nèi)部包含有電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)裝置的應(yīng)用軟件，以不同的采集控制方式記錄、存儲(chǔ)過電壓的幅值、波形及相關(guān)信息，可以查詢已保存的數(shù)據(jù)波形文件，并進(jìn)行任意通道波形及相關(guān)信息的顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的多種操作。
所述的高壓分壓器采用電容分壓，分壓比1000∶1，最高響應(yīng)頻率100MHZ。
所述的信號(hào)調(diào)理單元含有二級(jí)分壓電路和觸發(fā)電路，每路信號(hào)首先經(jīng)過二次分壓，然后一路信號(hào)與采集卡的信號(hào)輸入通道相連，另一路信號(hào)則進(jìn)入觸發(fā)電路，觸發(fā)電路為雙門限比較電路。
該裝置可以在不同的采集控制下同時(shí)采集多路電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)裝置瞬態(tài)波形內(nèi)外過電壓，不僅實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)檢測(cè)到的過電壓波形及相關(guān)信息，而且可以查詢過電壓歷史數(shù)據(jù)并支持任意通道波形及相關(guān)信息的顯示，同時(shí)可編輯形成文檔。
本發(fā)明可以在不同的采集控制下同時(shí)采集多路電力系統(tǒng)瞬態(tài)波形過電壓，不僅實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)檢測(cè)到的過電壓波形及相關(guān)信息，而且可以查詢過電壓歷史數(shù)據(jù)并支持任意通道波形及相關(guān)信息的顯示，同時(shí)可編輯形成文檔。實(shí)現(xiàn)了整個(gè)運(yùn)行過程的自動(dòng)化、智能化，不僅運(yùn)行穩(wěn)定、操作方便，而且運(yùn)行過程中無需人員值守。本發(fā)明可以真實(shí)記錄電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)裝置中遭受的各種過電壓的波形，具有高可靠性，強(qiáng)抗干擾能力以及高保真性，能對(duì)電力系統(tǒng)過電壓水平進(jìn)行量化，以此驗(yàn)證過電壓理論計(jì)算和實(shí)際情況的偏差，為更好的絕緣配合、修訂絕緣水平提供參考。


圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明高壓分壓器的原理圖。圖中Ui是電壓輸入端，Uo是電壓輸出端，C1是高壓臂電容，C2是低壓臂電容。
圖3是本發(fā)明信號(hào)調(diào)理單元的電路原理圖。圖中Ui是信號(hào)輸入端，Uo是信號(hào)輸出端，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分別是電阻，C1、C2、C3、C4分別是電容，A1是四輸入高速比較器，D1、D2分別是高速開關(guān)二極管，V+、V-分別是四輸入高速比較器的正、負(fù)供電電源。
圖4是本發(fā)明的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本發(fā)明的應(yīng)用程序流程圖。
以下結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式
按照上述方法，本發(fā)明運(yùn)用虛擬儀器技術(shù)，以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為硬件平臺(tái)，結(jié)合高壓分壓器、信號(hào)調(diào)理單元、采集單元以及應(yīng)用軟件構(gòu)成電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)裝置多通道瞬態(tài)波形在線檢測(cè)裝置。
本實(shí)施例由六只高壓分壓器從高壓母線的六個(gè)檢測(cè)點(diǎn)上分別引入電壓信號(hào)，分壓后由同軸電纜分別連接到信號(hào)調(diào)理單元的六路電壓信號(hào)輸入端，處理后再由同軸電纜將信號(hào)調(diào)理單元的觸發(fā)信號(hào)輸出端及六路電壓信號(hào)輸出端分別與采集單元的觸發(fā)信號(hào)輸入端及六路電壓信號(hào)輸入端相連，采集單元通過PCI總線與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通訊。當(dāng)檢測(cè)到過電壓，信號(hào)調(diào)理單元就發(fā)出觸發(fā)信號(hào)通知采集單元采集。安裝在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢測(cè)過程的程序控制。
按本實(shí)施例構(gòu)成的電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)裝置主要技術(shù)指標(biāo)1)可測(cè)過電壓波頭范圍最小可測(cè)波頭為50ns的瞬態(tài)波形過電壓；2)采樣通道本裝置配置6個(gè)模擬量通道，可擴(kuò)展；3)采樣速率采樣速率可調(diào)，每通道均可高達(dá)100MS/s；4)采樣深度采樣深度可調(diào)，每通道均可高達(dá)2M；
5)啟動(dòng)錄波電壓可調(diào)，一般設(shè)為額定電壓的1.5倍；6)輸入阻抗1MΩ、50Ω。
7)預(yù)觸發(fā)參考位置0-100％(相對(duì)于采樣深度的百分比)內(nèi)可調(diào)。
技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)1)靈敏可靠的電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)內(nèi)外過電壓在線檢測(cè)、自動(dòng)跟蹤功能，能在過電壓發(fā)生時(shí)完整、準(zhǔn)確地同時(shí)記錄下六路瞬態(tài)波形過電壓信號(hào)；2)最小可測(cè)波頭為50ns的瞬態(tài)波形過電壓；3)高質(zhì)量高效率的采集功能，采樣速率和采樣深度可調(diào)，分別高達(dá)100MS/s和2M；4)靈活方便的數(shù)據(jù)調(diào)用功能，可查詢已保存過電壓歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行任意通道波形及相關(guān)信息的顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的多種操作。
下面結(jié)合附圖對(duì)裝置的各個(gè)部分作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
1.高壓分壓器本發(fā)明的裝置如圖1所示，高壓分壓器的原理圖如圖2所示。高壓分壓器采用電容分壓方式，高壓臂電容與低壓臂電容串聯(lián)后，輸入加在串聯(lián)后兩端，輸出則從低壓臂電容兩端提取。
2.信號(hào)調(diào)理單元信號(hào)經(jīng)高壓分壓器分壓后，進(jìn)入信號(hào)調(diào)理單元。信號(hào)調(diào)理單元含有分壓電路和觸發(fā)電路，其電路原理圖分別如圖3所示。在信號(hào)調(diào)理單元中，每路信號(hào)首先經(jīng)過分壓電路，然后一路信號(hào)與采集卡的信號(hào)輸入通道相連，另一路信號(hào)則進(jìn)入觸發(fā)電路。觸發(fā)電路產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)控制采集卡采集。觸發(fā)電路為雙門限比較電路。當(dāng)輸入觸發(fā)電路的信號(hào)電壓絕對(duì)值大于啟動(dòng)錄波電壓時(shí)，觸發(fā)電路輸出高電平，即觸發(fā)電路動(dòng)作產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)采集卡采集數(shù)據(jù)；否則輸出低電平，采集卡不被觸發(fā)。在實(shí)際測(cè)量中，觸發(fā)代表著一個(gè)事件的開始。但是，某電壓信號(hào)達(dá)到某一幅值觸發(fā)時(shí)，該信號(hào)在這之前已經(jīng)存在，所以在本系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了采集單元的預(yù)觸發(fā)功能，以保證采集到的過電壓波形的完整。
3.采集單元本發(fā)明的采集單元采用美國NI儀器公司的三塊PCI-5112型數(shù)據(jù)采集卡，與RTSI總線共同搭建起一個(gè)可同時(shí)進(jìn)行多路信號(hào)數(shù)據(jù)采集的采集單元。采集卡安裝在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)內(nèi)，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并傳輸數(shù)據(jù)。它采用PCI總線方式，由于PCI總線的高速特性，有效地解決了實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)傳輸和實(shí)時(shí)存儲(chǔ)等問題，解決了大容量數(shù)據(jù)的傳輸瓶頸，實(shí)現(xiàn)了短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的多次過電壓數(shù)據(jù)不丟失。信號(hào)調(diào)理單元的觸發(fā)通道與采集單元的觸發(fā)通道相連，一旦信號(hào)調(diào)理單元跟蹤到過電壓就會(huì)產(chǎn)生高電平通過同軸電纜通知采集單元，采集單元就根據(jù)所設(shè)置的采集參數(shù)進(jìn)行采集，然后通過PCI總線將采集到的數(shù)據(jù)按指定的路徑保存到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的硬盤上。
4.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是本發(fā)明的核心硬件平臺(tái)，主要支持過電壓在線檢測(cè)儀對(duì)整個(gè)檢測(cè)過程的控制。它和應(yīng)用軟件結(jié)合起來可以控制采集單元，以不同的采集控制方式記錄、存儲(chǔ)過電壓的幅值、波形及相關(guān)信息，可以查詢已保存的數(shù)據(jù)波形文件，并進(jìn)行任意通道波形及相關(guān)信息的顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的多種操作。該系統(tǒng)采用高性能品牌工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，性能穩(wěn)定、工作可靠、具有良好的抗干擾能力，同時(shí)配有液晶顯示器及筆記本式鍵盤、光電鼠標(biāo)。
5.應(yīng)用軟件電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)裝置的應(yīng)用軟件是基于美國NI儀器公司圖形化編程軟件LabVIEW(Laboratory Virtual InstrumentEngineering Workbench)編制而成，界面友好，操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。
本發(fā)明的應(yīng)用軟件與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)結(jié)合起來主要實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)檢測(cè)過程的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集單元的控制，對(duì)過電壓的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)和顯示以及實(shí)現(xiàn)對(duì)已保存過電壓歷史數(shù)據(jù)的查詢、操作等功能的實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)圖和流程圖如圖4和圖5所示。
本發(fā)明的應(yīng)用軟件主要由主程序、采集程序以及數(shù)據(jù)調(diào)用程序三個(gè)部分組成。
主程序是本發(fā)明的應(yīng)用軟件的窗口，從這里可以進(jìn)入其他程序。主界面是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)調(diào)用及退出過電壓在線檢測(cè)儀的門戶。通過鼠標(biāo)左鍵單擊相應(yīng)按鈕就可以進(jìn)入下一級(jí)界面。
通過鼠標(biāo)左鍵單擊相應(yīng)按鈕就可以進(jìn)入下一級(jí)界面。鼠標(biāo)左鍵單擊過電壓在線檢測(cè)儀主界面上的數(shù)據(jù)采集按鈕后，就進(jìn)入了數(shù)據(jù)采集程序。
采集程序主要完成對(duì)采集過程的控制和對(duì)過電壓的撲捉、存儲(chǔ)的過程，并將撲捉到的過電壓波形實(shí)時(shí)顯示出來。采集程序包含了采集參數(shù)設(shè)置界面和實(shí)時(shí)采集界面兩個(gè)界面。
在采集參數(shù)設(shè)計(jì)界面中，相關(guān)于觸發(fā)、采集的各個(gè)參數(shù)將被控制。這里，觸發(fā)方式、輸入阻抗、參考位置、觸發(fā)門檻、信號(hào)范圍、采樣速率、采樣深度、過電壓數(shù)據(jù)保存路徑均可用鼠標(biāo)、鍵盤進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)完成所有采集參數(shù)的設(shè)置之后，用鼠標(biāo)左鍵單擊確定按鈕，就會(huì)進(jìn)入實(shí)時(shí)采集界面。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集界面將按參數(shù)設(shè)置界面所設(shè)置的方式進(jìn)行采集，當(dāng)跟蹤到過電壓，就會(huì)實(shí)時(shí)顯示被撲捉到得過電壓波形，并顯示與此次采集相關(guān)的信息(如采集速率、采集長度、保存路徑等)。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集界面中，左邊顯示的是與本次采集相關(guān)的一些參數(shù)，右邊顯示的是采集到的數(shù)據(jù)波形。在界面右邊從上向下的三塊波形顯示區(qū)，每一區(qū)顯示兩路通道，分別為通道1和通道2，通道3和通道4，通道5和通道6；其中通道1、通道3及通道5的波形以天藍(lán)色顯示，而通道2、通道4及通道6的波形以深藍(lán)色顯示。若用鼠標(biāo)左鍵單擊，本次采集就會(huì)結(jié)束，同時(shí)返回到主界面。
數(shù)據(jù)調(diào)用界面相當(dāng)于多輸入示波器的應(yīng)用界面，完成對(duì)已保存數(shù)據(jù)波形的調(diào)用及實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的各種操作。主要實(shí)現(xiàn)以下功能1)設(shè)置顯示通道，可選擇任意通道顯示，單路或多路2)調(diào)用過電壓歷史數(shù)據(jù)，可重復(fù)調(diào)用3)設(shè)置光標(biāo)參數(shù)，并顯示光標(biāo)的位置及對(duì)應(yīng)光標(biāo)的差值4)調(diào)用數(shù)據(jù)相關(guān)信息的顯示，如這個(gè)數(shù)據(jù)的采集時(shí)間，采集速率等5)波形的拉伸，有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)方法一，旋轉(zhuǎn)X軸或Y軸的分度值旋鈕；方法二，利用光標(biāo)進(jìn)行拉伸縮放。
6)波形的平移，有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)方法一，移動(dòng)X方向或Y方向?qū)?yīng)的平移標(biāo)度尺；方法二，利用光標(biāo)進(jìn)行平移。
7)退出數(shù)據(jù)調(diào)用界面，并返回主界面。
如上所述，采用本發(fā)明進(jìn)行電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)裝置可以在不同的采集控制下同時(shí)采集多路電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)裝置瞬時(shí)內(nèi)外過電壓，不僅實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)檢測(cè)到的過電壓波形及相關(guān)信息，而且可以查詢過電壓歷史數(shù)據(jù)并支持任意通道波形及相關(guān)信息的顯示，同時(shí)可編輯形成文檔。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了整個(gè)運(yùn)行過程的自動(dòng)化、智能化，不僅運(yùn)行穩(wěn)定、操作方便，而且運(yùn)行過程中無需人員值守。本發(fā)明可以真實(shí)記錄電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)裝置中遭受的各種過電壓的波形，具有高可靠性，強(qiáng)抗干擾能力以及高保真性，能對(duì)電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)裝置過電壓水平進(jìn)行量化，以此驗(yàn)證過電壓理論計(jì)算和實(shí)際情況的偏差，為更好的絕緣配合、修訂絕緣水平提供參考。
權(quán)利要求
1.一種電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)方法，采用高壓分壓器、信號(hào)調(diào)理單元、采集單元和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用軟件構(gòu)成電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)平臺(tái)，其特征在于，該方法包括以下步驟1)電壓信號(hào)提取步驟將至少一個(gè)高壓分壓器分別從高壓母線對(duì)應(yīng)的隨機(jī)或指定檢測(cè)點(diǎn)上引入電壓信號(hào)；高壓分壓器的高壓臂電容C1與低壓臂電容C2串聯(lián)，高壓輸入加在串聯(lián)的C1與C2兩端，輸出則從低壓臂電容C2的兩端提取，電壓信號(hào)經(jīng)高壓分壓器的后由同軸電纜分別連接到一信號(hào)調(diào)理單元的多路電壓信號(hào)輸入端；2)信號(hào)調(diào)理步驟采用信號(hào)調(diào)理單元對(duì)提取的電壓信號(hào)進(jìn)行處理，每路信號(hào)首先經(jīng)過二次分壓電路，然后一路信號(hào)與采集卡的信號(hào)輸入通道相連，另一路信號(hào)則進(jìn)入觸發(fā)電路，觸發(fā)電路產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)控制采集卡的采集；3)數(shù)據(jù)采集的步驟當(dāng)信號(hào)調(diào)理單元跟蹤到過電壓就會(huì)產(chǎn)生高電平通過同軸電纜通知采集單元，采集單元就根據(jù)所設(shè)置的采集參數(shù)進(jìn)行采集，然后通過PCI總線將采集到的數(shù)據(jù)按指定的路徑保存到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的硬盤上；4)檢測(cè)過程的程序控制步驟由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)內(nèi)部的應(yīng)用軟件控制采集單元記錄、存儲(chǔ)過電壓的幅值、波形及相關(guān)信息，查詢已保存的數(shù)據(jù)波形文件，并進(jìn)行任意通道波形及相關(guān)信息的顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的多種操作和整個(gè)檢測(cè)過程的程序控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的應(yīng)用軟件的程序由美國NI公司圖形化編程軟件LabVIEW編制而成，程序主要由主程序、采集程序以及數(shù)據(jù)調(diào)用程序三個(gè)部分組成；主程序用于控制采集程序和數(shù)據(jù)調(diào)用程序；其編制內(nèi)容是主程序控制采集程序和數(shù)據(jù)調(diào)用程序；采集程序控制各個(gè)采集參數(shù)，實(shí)時(shí)采集、顯示過電壓波形，并保存過電壓波形及相關(guān)信息到指定路徑；數(shù)據(jù)調(diào)用程序支持對(duì)已保存的過電壓歷史數(shù)據(jù)的查詢，可進(jìn)行任意通道波形及相關(guān)信息的顯示。
3.一種電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)裝置，其特征在于，它包括一個(gè)以上的高壓分壓器，用于引入電壓信號(hào)，高壓分壓器隨機(jī)或指定分布在高壓母線的不同檢測(cè)點(diǎn)上，經(jīng)電容分壓后由同軸電纜分別連接到信號(hào)調(diào)理單元的電壓信號(hào)輸入端；—信號(hào)調(diào)理單元，用于對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，該調(diào)理單元主要包含二次分壓電路和觸發(fā)電路，每路電壓信號(hào)首先經(jīng)過二次分壓，然后一路信號(hào)與采集卡的信號(hào)輸入通道相連，另一路信號(hào)則進(jìn)入觸發(fā)電路，觸發(fā)電路產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)；—采集單元，用于對(duì)電壓信號(hào)的采集，采集單元由多塊采集卡和RTSI總線組成，信號(hào)通道的路數(shù)決定采集卡的卡數(shù)，在采集單元中有一塊采集卡作為主卡，其他卡作為副卡，主卡時(shí)鐘與副卡時(shí)鐘通過RTSI總線同步，當(dāng)主卡接到采集命令就會(huì)通過RTSI總線通知其他副卡，從而各采集卡實(shí)現(xiàn)同步采集，并通過PCI總線將采集到的數(shù)據(jù)按指定的路徑保存到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的硬盤上；—工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，用于整個(gè)檢測(cè)過程的控制，其內(nèi)部包含有過電壓在線檢測(cè)應(yīng)用軟件，以不同的采集控制方式記錄、存儲(chǔ)過電壓的幅值、波形及相關(guān)信息，可以查詢已保存的數(shù)據(jù)波形文件，并進(jìn)行任意通道波形及相關(guān)信息的顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的多種操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述的信號(hào)調(diào)理單元含有二級(jí)分壓電路和觸發(fā)電路，每路信號(hào)首先經(jīng)過二次分壓，然后一路信號(hào)與采集卡的信號(hào)輸入通道相連，另一路信號(hào)則進(jìn)入觸發(fā)電路，觸發(fā)電路為雙門限比較電路，主要采用高速電壓比較器和瞬時(shí)開關(guān)二極管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電力系統(tǒng)多通道瞬態(tài)波形過電壓在線檢測(cè)裝置，由高壓分壓器、信號(hào)調(diào)理單元、采集單元、工控機(jī)(包括液晶顯示器及鍵盤鼠標(biāo))，以及應(yīng)用軟件構(gòu)成。本發(fā)明從各相高壓母線的不同檢測(cè)點(diǎn)上分別引入電壓信號(hào)，經(jīng)高壓分壓器電容分壓后由同軸電纜分別連接到信號(hào)調(diào)理單元的信號(hào)輸入端，信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理單元調(diào)理后，由同軸電纜不僅將調(diào)理后的電壓信號(hào)輸出到對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)輸入端，而且將信號(hào)調(diào)理單元產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)輸出到采集單元的觸發(fā)信號(hào)輸入端，采集單元通過PCI總線與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通訊。當(dāng)檢測(cè)到過電壓，信號(hào)調(diào)理單元就發(fā)出觸發(fā)信號(hào)通知采集單元采集。安裝在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用軟件則實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)檢測(cè)過程的程序控制。
文檔編號(hào)G01R31/08GK1683936SQ20051004179
公開日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2005年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月14日
發(fā)明者徐陽, 韋亞平, 張琪, 曹曉瓏, 席保峰 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)