本發(fā)明涉及接地故障巡檢領(lǐng)域,尤其涉及一種信號(hào)源裝置。
背景技術(shù):
在我國(guó)6kv、10kv和35kv供配電網(wǎng)絡(luò)中,單相接地故障是配電網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的最多的線路故障,特別是10kv配網(wǎng)更是如此。而相當(dāng)多的接地故障(尤其是隱形接地故障(即,軟接地)例如,瓷瓶擊穿、變壓器內(nèi)部接地、避雷器擊穿、互感器接地、令克(lineconnector,跌落式保險(xiǎn))絕緣子擊穿等),工作人員往往需要較長(zhǎng)時(shí)間例如幾小時(shí)、幾十小時(shí)等才能找到接地故障點(diǎn)。由于長(zhǎng)時(shí)間不能恢復(fù)送電,不僅社會(huì)影響很大,而且也使電力部門的售電量減少,直接影響了電力部門的經(jīng)濟(jì)效益。
其中,s信號(hào)注入法是一種單相接地故障巡查方法,盡管s信號(hào)注入法使用方便,但是,在實(shí)際使用中,由于s信號(hào)注入法僅僅是通過s信號(hào)的輸出特征來判斷上述線路的狀態(tài),在線路無接地、瞬時(shí)性接地或高阻接地的情況下,可能難以分辨這三者之間的區(qū)別,從而造成故障誤判,影響用戶體驗(yàn)。
例如,在進(jìn)行接地故障巡檢時(shí),針對(duì)線路無接地這種情況,僅能通過信號(hào)源注入點(diǎn)兩側(cè)3相電流是否平衡來判斷線路是否存在接地故障,如果出現(xiàn)高阻接地,則注入點(diǎn)兩側(cè)3相電流趨于平衡,從而難以對(duì)線路無接地和高阻接地進(jìn)行準(zhǔn)確地判斷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題,本發(fā)明提供一種信號(hào)源裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供一種信號(hào)源裝置,包括:直流電源;電源轉(zhuǎn)換電路和spwm低頻逆變電路,所述電源轉(zhuǎn)換電路與所述直流電源連接并且所述spwm低頻逆變電路與所述電源轉(zhuǎn)換電路連接,用于將所述直流電源輸出的直流電轉(zhuǎn)換成低頻交流電;低頻升壓電路,與所述spwm低頻逆變電路連接,用于將所述低頻交流電升壓為低頻交流高壓電;整流濾波電路,與所述低頻升壓電路連接,用于對(duì)所述低頻交流高壓電進(jìn)行整流濾波處理,以將所述低頻交流高壓電轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)高壓直流電;以及控制部,與所述低頻升壓電路和所述整流濾波電路連接,用于根據(jù)用戶選擇的所述信號(hào)源裝置的功能,控制所述信號(hào)源裝置的輸出,其中,在所述信號(hào)源裝置的負(fù)載小于恒流恒壓轉(zhuǎn)折臨界負(fù)載的情況下,所述spwm低頻逆變電路以恒流形式輸出所述低頻交流電;在所述信號(hào)源裝置的負(fù)載大于恒流恒壓轉(zhuǎn)折臨界負(fù)載的情況下,所述spwm低頻逆變電路以恒壓形式輸出所述低頻交流電。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述信號(hào)源裝置的功能包括接地故障巡檢功能和/或接地阻抗測(cè)量功能。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在用戶選擇的所述信號(hào)源裝置的功能是所述接地故障巡檢功能的情況下,所述控制部控制所述信號(hào)源裝置,以使所述信號(hào)源裝置輸出所述低頻交流高壓電。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在用戶選擇的所述信號(hào)源裝置的功能是所述接地阻抗測(cè)量功能的情況下,所述控制部控制所述信號(hào)源裝置,以使所述信號(hào)源裝置輸出所述脈動(dòng)高壓直流電。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在用戶選擇的所述信號(hào)源裝置的功能是所述接地故障巡檢功能和所述接地阻抗測(cè)量功能的情況下,所述控制部控制所述信號(hào)源裝置,以使所述信號(hào)源裝置輸出所述低頻交流高壓電和所述脈動(dòng)高壓直流電。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述電源轉(zhuǎn)換電路根據(jù)所述信號(hào)源裝置的負(fù)載調(diào)整所輸出的低頻交流電的功率。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述信號(hào)源裝置還包括:選擇部,與所述控制部連接,用于用戶選擇所述信號(hào)源裝置的功能。
本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果:通過生成低頻交流高壓電和脈動(dòng)高壓直流電這兩者,并且根據(jù)用戶所選擇的信號(hào)源裝置的功能來控制信號(hào)源裝置是輸出低頻交流高壓電還是輸出脈動(dòng)高壓直流電。由此,在發(fā)生線路接地故障之后,能夠利用信號(hào)源裝置輸出低頻交流高壓電來進(jìn)行接地故障巡檢并且能夠利用信號(hào)源裝置輸出脈動(dòng)高壓直流電來進(jìn)行接地阻抗測(cè)量,從而能夠準(zhǔn)確地確定出線路是否發(fā)生接地故障以及能夠確定出接地阻抗值,提高了接地故障巡查的成功率,能夠有效地降低接地故障巡檢的誤判,縮短了接地故障巡查的時(shí)間,從而縮短了接地故障停電時(shí)間,得到客戶的認(rèn)可,提高了客戶的體驗(yàn)。
根據(jù)下面參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的詳細(xì)說明,本發(fā)明的其它特征及方面將變得清楚。
附圖說明
包含在說明書中并且構(gòu)成說明書的一部分的附圖與說明書一起示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例、特征和方面,并且用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的信號(hào)源裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是電源轉(zhuǎn)換電路120的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標(biāo)記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面,但是除非特別指出,不必按比例繪制附圖。
在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。
另外,為了更好的說明本發(fā)明,在下文的具體實(shí)施方式中給出了眾多的具體細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,沒有某些具體細(xì)節(jié),本發(fā)明同樣可以實(shí)施。在一些實(shí)例中,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法、手段、元件和電路未作詳細(xì)描述,以便于凸顯本發(fā)明的主旨。
在中性點(diǎn)不接地配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生接地跳閘、線路處于冷備用狀態(tài)之后,可通過向接地故障線路施加幾百伏直流電并且通過裝置測(cè)量輸出的直流電壓和流經(jīng)接地阻抗的接地電流,由此通過歐姆定律來獲得接地阻抗。當(dāng)然,在配電網(wǎng)線路中發(fā)生單相接地故障之后,也可通過向線路施加具有一定功率的高壓純直流電并且通過裝置準(zhǔn)確測(cè)量輸出的直流電壓和流經(jīng)接地阻抗的接地電流,由此通過歐姆定律來獲得接地阻抗。
然而,本發(fā)明的發(fā)明人意識(shí)到:對(duì)于第一種方法,裝置輸出難以實(shí)現(xiàn)與10kv線路的電氣隔離,實(shí)際使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)10kv停電線路上的感應(yīng)電倒灌入裝置內(nèi)部從而導(dǎo)致裝置損壞,因此該方法的安全性存在問題。對(duì)于第二種方法,實(shí)施過程中難以實(shí)現(xiàn)具有一定功率的高壓純直流電的輸出,因此第二種方法的可實(shí)施性較差。
基于此,本發(fā)明的發(fā)明人想到,設(shè)計(jì)一種根據(jù)用戶的選擇來輸出用于進(jìn)行接地故障巡檢的低頻交流高壓電和/或輸出用于進(jìn)行接地阻抗測(cè)量的具有一定功率的脈動(dòng)高壓直流電的信號(hào)源裝置。
在利用該信號(hào)源裝置進(jìn)行接地故障巡檢時(shí),可以直接將該低頻交流高壓電注入接地故障線路,在信號(hào)施加點(diǎn)的某一側(cè),如果三相的電流基本相等,則可檢測(cè)為該側(cè)沒有發(fā)生單相接地故障。反之,如果三相的電流不相等,例如一相的電流大于另外兩相的電流,則可檢測(cè)為這一相的這一側(cè)發(fā)生了單相接地故障,并且可以通過配套的信號(hào)檢測(cè)設(shè)備,沿著故障側(cè)線路進(jìn)行電流探測(cè),將發(fā)生電流的突變的位置確定為故障點(diǎn)的具體位置。由此,能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出線路是否發(fā)生接地,從而提高了基于傳統(tǒng)單相s信號(hào)注入法在接地故障巡檢中的巡檢成功率,同時(shí)能夠縮短接地故障巡檢時(shí)間,縮短線路停電時(shí)間,得到客戶的認(rèn)可,有效提高了用戶的體驗(yàn)。
在利用該信號(hào)源裝置進(jìn)行接地阻抗檢測(cè)時(shí),可以先將該脈動(dòng)高壓直流電輸入整流橋,再將整流之后的脈動(dòng)高壓直流電注入接地故障線路,根據(jù)最終獲取到的直流接地阻抗電壓和直流接地阻抗電流來計(jì)算接地阻抗值,由此,能夠準(zhǔn)確地計(jì)算接地阻抗值,能夠有效地降低接地故障巡檢的誤判,有效提高用戶的體驗(yàn)。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的信號(hào)源裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示,該信號(hào)源裝置100可包括:直流電源110、電源轉(zhuǎn)換電路120和spwm低頻逆變電路130、低頻升壓電路140、整流濾波電路150和控制部160。
其中,直流電源110用于為信號(hào)源裝置100提供工作電壓,換言之,直流電源110是信號(hào)源裝置100的供電電源??蛇x的,直流電源110可為鋰電池。例如,直流電源110為24v的鋰電池。
電源轉(zhuǎn)換電路120與直流電源110連接并且spwm低頻逆變電路130與電源轉(zhuǎn)換電路120連接,通過電源轉(zhuǎn)換電路120和spwm低頻逆變電路130可將直流電源110輸出的24伏直流電轉(zhuǎn)換成額定電壓為300伏、額定電流為0.4安培、恒流恒壓轉(zhuǎn)折臨界負(fù)載為750歐姆的低頻交流電。
其中,在spwm低頻逆變電路130的負(fù)載小于低頻交流電的恒流恒壓轉(zhuǎn)折臨界負(fù)載750歐姆的情況下,spwm低頻逆變電路130以恒流形式輸出低頻交流電,在spwm低頻逆變電路130的負(fù)載大于恒流恒壓轉(zhuǎn)折臨界負(fù)載750歐姆的情況下,spwm低頻逆變電路130以恒壓形式輸出低頻交流電。
圖2是電源轉(zhuǎn)換電路120的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示,電源轉(zhuǎn)換電路120可包括電流環(huán)121、高頻升壓電路122和電壓環(huán)123,其中高頻升壓電路122用于對(duì)直流電源110輸出的24伏直流電進(jìn)行升壓處理,以得到額定電壓為420伏、額定電流為0.282安培直流電。其中,電流環(huán)121和電壓環(huán)123根據(jù)spwm低頻逆變電路130的負(fù)載對(duì)電源轉(zhuǎn)換電路120的直流母線輸出進(jìn)行反饋控制、從而達(dá)到控制spwm低頻逆變電路130輸出低頻交流的目的。
例如,電源轉(zhuǎn)換電路120的工作區(qū)域可包括恒流區(qū)和恒壓區(qū),如果spwm低頻逆變電路130的負(fù)載小于低頻交流電的恒流恒壓轉(zhuǎn)折臨界負(fù)載750歐姆,則電源轉(zhuǎn)換電路120工作在恒流區(qū),電源轉(zhuǎn)換電路120的恒流環(huán)路啟動(dòng)、恒壓環(huán)路退出,spwm低頻逆變電路130以恒流形式輸出低頻交流電;如果spwm低頻逆變電路130的負(fù)載大于低頻交流電的恒流恒壓轉(zhuǎn)折臨界負(fù)載750歐姆,則電源轉(zhuǎn)換電路120工作在恒壓區(qū),電源轉(zhuǎn)換電路120的恒壓環(huán)路啟動(dòng)、恒流環(huán)路退出,spwm低頻逆變電路130以恒壓形式輸出低頻交流電。
低頻升壓電路140可與spwm低頻逆變電路130連接,并且用于將低頻交流電升壓為低頻交流高壓電。其中,低頻升壓電路140可包括低頻升壓變壓器,低頻升壓變壓器的電壓比(變比)為1:10,也就是說,低頻升壓電路140可將上述額定電壓為300伏、額定電流為0.4安培、低壓側(cè)恒流恒壓轉(zhuǎn)折臨界負(fù)載為750歐姆的低頻交流電升壓為額定電壓為3000伏、額定電流為0.04安培、高壓側(cè)恒流恒壓轉(zhuǎn)折臨界負(fù)載為750×k2歐姆(其中,k為低頻升壓變壓器變比=10)的低頻交流高壓電。
整流濾波電路150可與低頻升壓電路140連接,并且用于對(duì)低頻交流高壓電進(jìn)行整流濾波處理,以將低頻交流高壓電轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)高壓直流電。該脈動(dòng)高壓直流電攜帶有諧波分量。
控制部160可與低頻升壓電路140和整流濾波電路150連接,并且用于根據(jù)用戶選擇的信號(hào)源裝置100的功能,控制信號(hào)源裝置100的輸出。
因此,通過生成低頻交流高壓電和脈動(dòng)高壓直流電這兩者,并且根據(jù)用戶所選擇的信號(hào)源裝置的功能來控制信號(hào)源裝置是輸出低頻交流高壓電還是輸出脈動(dòng)高壓直流電。由此,在發(fā)生線路接地故障之后,能夠利用信號(hào)源裝置輸出低頻交流高壓電來進(jìn)行接地故障巡檢并且能夠利用信號(hào)源裝置輸出脈動(dòng)高壓直流電來進(jìn)行接地阻抗測(cè)量,從而能夠準(zhǔn)確地確定出線路是否發(fā)生接地故障以及能夠確定出接地阻抗值,提高了接地故障巡查的成功率,能夠有效地降低接地故障巡檢的誤判,縮短了接地故障巡查的時(shí)間,從而縮短了接地故障停電時(shí)間,得到客戶的認(rèn)可,提高了客戶的體驗(yàn)。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,信號(hào)源裝置100的功能可包括接地故障巡檢功能和/或接地阻抗測(cè)量功能。其中,信號(hào)源裝置100可以具備接地故障巡檢功能和接地阻抗測(cè)量功能,用戶可以通過例如選擇部來選擇信號(hào)源裝置100的功能。其中,選擇部例如為按鈕開關(guān)。該選擇部既可以設(shè)置于信號(hào)源裝置100上,也可以是獨(dú)立于信號(hào)源裝置100的器件。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在用戶選擇的信號(hào)源裝置100的功能是接地故障巡檢功能的情況下,控制部160控制信號(hào)源裝置100,以使信號(hào)源裝置100輸出低頻交流高壓電。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在用戶選擇的信號(hào)源裝置100的功能是接地阻抗測(cè)量功能的情況下,控制部160控制信號(hào)源裝置100,以使信號(hào)源裝置100輸出脈動(dòng)高壓直流電。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在用戶選擇的信號(hào)源裝置100的功能是接地故障巡檢功能和接地阻抗測(cè)量功能的情況下,控制部160控制信號(hào)源裝置100,以使信號(hào)源裝置100輸出低頻交流高壓電和脈動(dòng)高壓直流電。
在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,電源轉(zhuǎn)換電路120根據(jù)信號(hào)源裝置100的負(fù)載調(diào)整所輸出的低頻交流電的功率。由此,可以根據(jù)信號(hào)源裝置的負(fù)載實(shí)時(shí)調(diào)整功率,從而能夠有效節(jié)約電能。
舉例而言,信號(hào)源裝置100可以設(shè)置按鈕開關(guān)1、按鈕開關(guān)2和按鈕開關(guān)3這三個(gè)按鈕開關(guān),按鈕開關(guān)1對(duì)應(yīng)于接地故障巡檢功能,按鈕開關(guān)2對(duì)應(yīng)于接地阻抗測(cè)量功能,按鈕開關(guān)3對(duì)應(yīng)于接地故障巡檢功能和接地阻抗測(cè)量功能。如果用戶觸摸了按鈕開關(guān)1,則表示用戶所選擇的信號(hào)源裝置100的功能是接地故障巡檢功能,如果用戶觸摸了按鈕開關(guān)2,則表示用戶所選擇的信號(hào)源裝置100的功能是接地阻抗測(cè)量功能,如果用戶觸摸了按鈕開關(guān)3,則表示用戶所選擇的信號(hào)源裝置100的功能是接地故障巡檢功能和接地阻抗測(cè)量功能。
其中,用戶可以先觸摸按鈕開關(guān)1,信號(hào)源裝置100可以輸出低頻交流高壓電,由此用戶可以利用信號(hào)源裝置100輸出的低頻交流高壓電來進(jìn)行接地故障巡檢,從而能夠確定出是否發(fā)生了接地故障,然后,在確定出發(fā)生了接地故障之后,用戶再觸摸按鈕開關(guān)2,信號(hào)源裝置100可以輸出脈動(dòng)高壓直流電,由此用戶可以利用信號(hào)源裝置100輸出的脈動(dòng)高壓直流電來進(jìn)行接地阻抗測(cè)量,從而能夠根據(jù)測(cè)量出的接地阻抗值來判斷故障線路是否接地、接地故障是否消失、故障線路是金屬性接地還是高阻接地等,這樣,能夠有效地降低接地故障巡檢的誤判,有效提高用戶的體驗(yàn)。
可選的,用戶也可以直接觸摸按鈕開關(guān)3,信號(hào)源裝置100同時(shí)輸出低頻交流高壓電和脈動(dòng)高壓直流電,由此用戶可以利用信號(hào)源裝置100輸出的低頻交流高壓電來進(jìn)行接地故障巡檢并且可以利用信號(hào)源裝置100輸出的脈動(dòng)高壓直流電來進(jìn)行接地阻抗測(cè)量,從而能夠根據(jù)測(cè)量出的接地阻抗值來判斷故障線路是否接地、接地故障是否消失、故障線路是金屬性接地還是高阻接地等,這樣,能夠有效地降低接地故障巡檢的誤判,有效提高用戶的體驗(yàn)。
以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實(shí)施例,上述說明是示例性的,并非窮盡性的,并且也不限于所披露的各實(shí)施例。在不偏離所說明的各實(shí)施例的范圍和精神的情況下,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術(shù)語的選擇,旨在最好地解釋各實(shí)施例的原理、實(shí)際應(yīng)用或?qū)κ袌?chǎng)中的技術(shù)的技術(shù)改進(jìn),或者使本技術(shù)領(lǐng)域的其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實(shí)施例。