專利名稱：一種變電站配電系統(tǒng)中的對地電容測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變電站配電系統(tǒng)中的對地電容測量儀。
背景技術(shù)：
當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，采用消弧線圈接地可利用消弧線圈產(chǎn)生的電感電流補(bǔ)償了接地點(diǎn)電容電流，降低了故障相電壓恢復(fù)速度，使接地點(diǎn)電弧自動熄滅。因此，精確測量系統(tǒng)對地電容值，為消弧線圈產(chǎn)生的正確電感電流，從而補(bǔ)償接地點(diǎn)電容電流，使接地點(diǎn)電弧自動熄滅，殘余接地電流更小的重要條件。傳統(tǒng)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(yùn)行的條件下，可直接測出消弧線圈的補(bǔ)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(tǒng)風(fēng)險，如果測量時發(fā)生其他相的接地故障，則會演變?yōu)槲：O大的相間短路，所以此法在實(shí)際中并不適用。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種應(yīng)用于變電站配電系統(tǒng)中的對地電容測量儀器，無需故意制造接地故障，避免系統(tǒng)風(fēng)險。本實(shí)用新型解決其問題所采用的技術(shù)方案是:一種變電站配電系統(tǒng)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(yùn)算功能的主控制器、用于向電網(wǎng)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(wǎng)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(diǎn)運(yùn)行模式和不加阻尼電阻的遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)運(yùn)行模式，本實(shí)用新型的主控制器可根據(jù)消弧線圈的運(yùn)行模式分別采用兩點(diǎn)法與變頻法兩種測量方式來測量對地電容。本實(shí)用新型選用DSP芯片作為主控制器，完成檢測和控制算法，并產(chǎn)生作用于H橋逆變電路的控制脈沖PWM波形，向系統(tǒng)注入工頻和變頻的正弦交流信號，分別實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)法和變頻法的對地電容測量。進(jìn)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(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的信號調(diào)理電路，所述傳感器電路的輸出端連接于信號調(diào)理電路的輸入端，所述的傳感器電路的輸入端連接于電網(wǎng)消弧線圈接地裝置，所述信號調(diào)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(jīng)信號處理電路把模擬信號變換為用于數(shù)據(jù)采集、控制過程、執(zhí)行計算顯示讀出或其他目的的數(shù)字信號，經(jīng)過數(shù)/模轉(zhuǎn)換后的信號輸入主控制器中進(jìn)行分析運(yùn)算。作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述主控制器連接有用于保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的看門狗芯片。所述看門狗芯片用于監(jiān)測主控制器芯片的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)主控制器芯片發(fā)生程序跑飛、死循環(huán)等系統(tǒng)崩潰狀況時，看門狗芯片便在它和主控制器芯片復(fù)位引腳相連的引腳上送出一個復(fù)位信號，使主控制器芯片復(fù)位。作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，還包括用于設(shè)置參數(shù)的液晶鍵盤、用于顯示測量數(shù)據(jù)的顯示裝置、用于打印測量數(shù)據(jù)的打印機(jī)、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(jī)、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(jī)、報警裝置實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置、報警、顯示及打印，自動化程度高。本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型采用的一種應(yīng)用于變電站配電系統(tǒng)中的對地電容測量儀器，相比傳統(tǒng)的單相金屬接地法，無需故意制造接地故障，避免系統(tǒng)風(fēng)險。而且針對目前消弧線圈有加裝阻尼電阻的靠近諧振點(diǎn)運(yùn)行模式和不加阻尼電阻的遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)運(yùn)行模式，分別設(shè)計出兩點(diǎn)法與變頻法兩種不同測量方式。本實(shí)用新型既保證了系統(tǒng)對地電容測量精度，同時不會給系統(tǒng)帶來負(fù)面影響。
以下結(jié)合附圖和實(shí)例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型的工作原理圖。圖2是本實(shí)用新型主要結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋱D。
具體實(shí)施方式
參照圖1和圖2，本實(shí)用新型的一種變電站配電系統(tǒng)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(yùn)算功能的主控制器2、用于向電網(wǎng)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(wǎng)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(diǎn)運(yùn)行模式和不加阻尼電阻的遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)運(yùn)行模式，本實(shí)用新型的主控制器2可根據(jù)消弧線圈的運(yùn)行模式分別采用兩點(diǎn)法與變頻法兩種不同的測量方式測量對地電容。本實(shí)用新型選用DSP芯片作為主控制器2，完成檢測和控制算法，并產(chǎn)生作用于H橋逆變電路3的控制脈沖PWM波形，向系統(tǒng)注入工頻和變頻的正弦交流信號，分別實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)法和變頻法的對地電容測量。進(jìn)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(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的信號調(diào)理電路12，所述傳感器電路11的輸出端連接于信號調(diào)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(wǎng)消弧線圈接地裝置4，所述信號調(diào)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(jīng)信號處理電路12把模擬信號變換為用于數(shù)據(jù)采集、控制過程、執(zhí)行計算顯示讀出或其他目的的數(shù)字信號，經(jīng)過數(shù)/模轉(zhuǎn)換后的信號輸入主控制器2中進(jìn)行分析運(yùn)算。作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述主控制器2連接有用于保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的看門狗芯片5。所述看門狗芯片5用于監(jiān)測主控制器芯片的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)主控制器芯片發(fā)生程序跑飛、死循環(huán)等系統(tǒng)崩潰狀況時，看門狗芯片5便在它和主控制器芯片復(fù)位引腳相連的引腳上送出一個復(fù)位信號，使主控制器芯片復(fù)位。作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，還包括用于設(shè)置參數(shù)的液晶鍵盤6、用于顯示測量數(shù)據(jù)的顯示裝置7、用于打印測量數(shù)據(jù)的打印機(jī)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(jī)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(jī)8、報警裝置9實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置、報警、顯示及打印，自動化程度高。本實(shí)用新型具體的工作過程為:先判斷消弧線圈是靠近諧振點(diǎn)還是遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)運(yùn)行，分別選擇兩點(diǎn)法和變頻法后，再由主控制器2輸出對應(yīng)的PWM波形來觸發(fā)H橋逆變電路3輸出電流信號。兩點(diǎn)法測算電容時，先采集一次中性點(diǎn)電壓、電流的幅值和相位，得到U1，I1，PhiUl，PhiIl。然后觸發(fā)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(diǎn)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:
權(quán)利要求1.一種變電站配電系統(tǒng)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(yùn)算功能的主控制器(2)、用于向電網(wǎng)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(wǎng)消弧線圈接地裝置(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站配電系統(tǒng)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(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的信號調(diào)理電路(12)，所述傳感器電路(11)的輸出端連接于信號調(diào)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(wǎng)消弧線圈接地裝置(4)，所述信號調(diào)理電路(12)的輸出端連接于主控制器(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站配電系統(tǒng)中的對地電容測量儀，其特征在于:所述主控制器(2 )連接有用于保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的看門狗芯片(5 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站配電系統(tǒng)中的對地電容測量儀，其特征在于:還包括用于設(shè)置參數(shù)的液晶鍵盤(6)、用于顯示測量數(shù)據(jù)的顯示裝置(7)、用于打印測量數(shù)據(jù)的打印機(jī)(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(jī)(8)、報警裝置(9)分別與主控制器(2)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種變電站配電系統(tǒng)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(yùn)算功能的主控制器、用于向電網(wǎng)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(wǎng)消弧線圈接地裝置。本實(shí)用新型相比傳統(tǒng)的單相金屬接地法，無需故意制造接地故障，避免系統(tǒng)風(fēng)險，而且針對目前消弧線圈有加裝阻尼電阻的靠近諧振點(diǎn)運(yùn)行模式和不加阻尼電阻的遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)運(yùn)行模式，分別設(shè)計出兩點(diǎn)法與變頻法兩種不同測量方式。既保證了系統(tǒng)對地電容測量精度，同時不會給系統(tǒng)帶來負(fù)面影響。
文檔編號G01R27/26GK202975173SQ20122061021
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者吳明玉, 洪君, 李建會 申請人:廣東中鈺科技有限公司