一種電力系統暫態過電壓采集裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電力系統暫態過電壓采集裝置，所述裝置包括：電容式套管、電壓傳感器、二次阻容分壓器、傳感器、放大器、校正電路，其中，所述電容式套管、所述電壓傳感器、所述二次阻容分壓器、所述傳感器、所述放大器、所述液晶顯示屏依次連接，所述校正電路輸出連接到所述二次阻容分壓器，所述電壓傳感器輸出的電壓信號傳輸到所述二次阻容分壓器，其中，所述校正電路包括：倍壓電路和波形調節電路，實現了能夠對系統進行校準，提高系統可靠性，分壓系統為電容式套管末屏分壓系統，頻率響應特性良好，可以大大減少測量沖擊電壓時產生的誤差能實時對內、外過電壓進行采集、監測的技術效果。
【專利說明】一種電力系統暫態過電壓采集裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力系統安全研究領域，尤其涉及一種電力系統暫態過電壓采集
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]電力系統過電壓對發電廠、變電所電氣設備的絕緣以及線路的絕緣有著重大的影響。如何合理地確定設備必要的絕緣水平，以使設備的造價、維修費用和設備絕緣故障引起的事故損失降低，使得研究和監測過電壓成為了必要。
[0003]現有過電壓監測采集設備沒有校準裝置，不知道其是否能正常工作，現有的取樣系統或分壓系統普遍采用電壓互感器，電壓互感器在響應沖擊電壓信號時，特別是雷電沖擊，響應不夠靈敏，存在一定誤差；現有的監測設備將采集的工頻過電壓和雷電(操作)過電壓數據緩存和存儲沒有區分，使得相互之間有影響，使得在存儲工頻過電壓的過程中，如果有雷電過電壓，會錄不到雷電過電壓。
[0004]綜上所述，本申請發明人在實現本申請實施例中實用新型技術方案的過程中，發現上述技術至少存在如下技術問題:
[0005]在現有技術中，由于過電壓監測采集設備沒有校準裝置，無法判斷是否能正常工作，且現有的取樣系統或分壓系統普遍采用電壓互感器，導致電壓互感器在響應沖擊電壓信號時，響應不夠靈敏，存在一定誤差，所以，現有的過電壓監測采集設備存在沒有校準裝置，無法判斷是否能正常工作，且電壓互感器在響應沖擊電壓信號時，響應不夠靈敏，存在一定誤差的技術問題。
實用新型內容
[0006]本實用新型提供了一種電力系統暫態過電壓采集裝置，解決了現有的過電壓監測采集設備存在沒有校準裝置，無法判斷是否能正常工作，且電壓互感器在響應沖擊電壓信號時，響應不夠靈敏，存在一定誤差的技術問題，實現了能夠對系統進行校準，提高系統可靠性，分壓系統為電容式套管末屏分壓系統，頻率響應特性良好，可以大大減少測量沖擊電壓時產生的誤差，能實時對內、外過電壓進行采集、監測的技術效果。
[0007]為解決上述技術問題，本申請實施例提供了一種電力系統暫態過電壓采集裝置，其特征在于，所述裝置包括:
[0008]電容式套管、電壓傳感器、二次阻容分壓器、傳感器、放大器、校正電路，其中，所述電容式套管、所述電壓傳感器、所述二次阻容分壓器、所述傳感器、所述放大器、所述液晶顯示屏依次連接，所述校正電路輸出連接到所述二次阻容分壓器，所述電壓傳感器輸出的電壓信號傳輸到所述二次阻容分壓器，其中，所述校正電路包括:倍壓電路和波形調節電路，所述倍壓電路與所述波形調節電路連接，所述倍壓電路用于將輸入電壓成倍輸出給所述波形調節電路，所述波形調節電路用于產生并調節電壓，模擬雷電脈沖電壓波形。
[0009]其中，所述倍壓電路包括:第一電容、第二電容、單刀雙擲開關、第一二級管、第二二極管，其中，所述第一二極管負極與所述第一電容正極連接，所述第一電容負極與電源正極連接，所述第一二極管正極與所述單刀雙擲開關的第一動端連接，所述第二二極管正極與所述第一二級管的負極連接，所述第二二極管負極與所述電源負極連接，所述第二電容正極與所述單刀雙擲開關的不動端連接，所述第二電容負極與所述電源負極連接。
[0010]其中，所述波形調節電路包括:第一可變電阻、第二可變電阻、第一電阻、第二電阻、第三電容，其中，所述第一可變電阻一端與所述單刀雙擲開關的第二動端連接，另一端與所述第一電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與所述第三電容一端連接，所述第三電容的另一端與所述第二電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端與所述第二可變電阻的一端連接，所述第二可變電阻的另一端與所述單刀雙擲開關的第二動端連接。
[0011]其中，所述電容式套管作為所述二次阻容分壓器的高壓臂，在所述電容式套管的末屏測量抽頭處安裝標準電容，作為所述二次阻容分壓器的低壓臂電容，形成所述二次阻容分壓器的電壓傳感器。
[0012]其中，分壓器的低壓臂電容選擇預設的電容量，使低壓臂電容器單元上的正常運行電壓小于等于50V ;并且設置由壓敏電阻、氣體放電管和繼電器組成的保護單元，防止傳感器故障時，末屏開路，同時抑制有害過電壓對二次測量系統的入侵。
[0013]其中，所述系統還包括液晶顯示屏，所述液晶顯示屏為具有觸控功能的液晶顯示屏，其中，所述電壓傳感器輸出的電壓信號具體通過雙屏蔽同軸電纜連接到所述二次阻容分壓器。
[0014]本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點:
[0015]由于采用了將過電壓監測采集系統設計為包括:電容式套管、電壓傳感器、二次阻容分壓器、傳感器、放大器、液晶顯示屏和校正電路，其中，所述電容式套管、所述電壓傳感器、所述二次阻容分壓器、所述傳感器、所述放大器、所述液晶顯示屏依次連接，所述校正電路輸出連接到所述二次阻容分壓器，所述電壓傳感器輸出的電壓信號通過雙屏蔽同軸電纜連接到所述二次阻容分壓器，其中，所述校正電路包括:倍壓電路和波形調節電路，所述倍壓電路與所述波形調節電路連接，所述倍壓電路用于將輸入電壓成倍輸出給所述波形調節電路，所述波形調節電路用于產生并調節電壓，模擬雷電脈沖電壓波形的技術方案，所以，有效解決了現有的過電壓監測采集設備存在沒有校準裝置，無法判斷是否能正常工作，且電壓互感器在響應沖擊電壓信號時，響應不夠靈敏，存在一定誤差的技術問題，進而實現了能夠對系統進行校準，提高系統可靠性，分壓系統為電容式套管末屏分壓系統，頻率響應特性良好，可以大大減少測量沖擊電壓時產生的誤差能實時對內、外過電壓進行采集、監測的技術效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本申請實施例一中電力系統暫態過電壓采集裝置的結構示意圖；
[0017]圖2是本申請實施例一中電壓傳感器電路原理圖；
[0018]圖3是本申請實施例一中校正電路示意圖。
【具體實施方式】
[0019]本實用新型提供了一種電力系統暫態過電壓采集裝置，解決了現有的過電壓監測采集設備存在沒有校準裝置，無法判斷是否能正常工作，且電壓互感器在響應沖擊電壓信號時，響應不夠靈敏，存在一定誤差的技術問題，實現了能夠對系統進行校準，提高系統可靠性，分壓系統為電容式套管末屏分壓系統，頻率響應特性良好，可以大大減少測量沖擊電壓時產生的誤差，能實時對內、外過電壓進行采集、監測的技術效果。
[0020]本申請實施中的技術方案為解決上述技術問題。總體思路如下:
[0021]采用了將過電壓監測采集系統設計為包括:電容式套管、電壓傳感器、二次阻容分壓器、傳感器、放大器、液晶顯示屏和校正電路，其中，所述電容式套管、所述電壓傳感器、所述二次阻容分壓器、所述傳感器、所述放大器、所述液晶顯示屏依次連接，所述校正電路輸出連接到所述二次阻容分壓器，所述電壓傳感器輸出的電壓信號通過雙屏蔽同軸電纜連接到所述二次阻容分壓器，其中，所述校正電路包括:倍壓電路和波形調節電路，所述倍壓電路與所述波形調節電路連接，所述倍壓電路用于將輸入電壓成倍輸出給所述波形調節電路，所述波形調節電路用于產生并調節電壓，模擬雷電脈沖電壓波形的技術方案，所以，有效解決了現有的過電壓監測采集設備存在沒有校準裝置，無法判斷是否能正常工作，且電壓互感器在響應沖擊電壓信號時，響應不夠靈敏，存在一定誤差的技術問題，進而實現了能夠對系統進行校準，提高系統可靠性，分壓系統為電容式套管末屏分壓系統，頻率響應特性良好，可以大大減少測量沖擊電壓時產生的誤差能實時對內、外過電壓進行采集、監測的技術效果。
[0022]為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。
[0023]實施例一:
[0024]在實施例一中，提供了一種電力系統暫態過電壓采集裝置，請參考圖1-圖3，所述裝置包括:
[0025]電容式套管、電壓傳感器、二次阻容分壓器、傳感器、放大器、液晶顯示屏和校正電路，其中，所述電容式套管、所述電壓傳感器、所述二次阻容分壓器、所述傳感器、所述放大器、所述液晶顯示屏依次連接，所述校正電路輸出連接到所述二次阻容分壓器，所述電壓傳感器輸出的電壓信號通過雙屏蔽同軸電纜連接到所述二次阻容分壓器，其中，所述校正電路包括:倍壓電路和波形調節電路，所述倍壓電路與所述波形調節電路連接，所述倍壓電路用于將輸入電壓成倍輸出給所述波形調節電路，所述波形調節電路用于產生并調節電壓，模擬雷電脈沖電壓波形。
[0026]其中，在本申請實施例中，所述倍壓電路包括:第一電容、第二電容、單刀雙擲開關、第一二級管、第二二極管，其中，所述第一二極管負極與所述第一電容正極連接，所述第一電容負極與電源正極連接，所述第一二極管正極與所述單刀雙擲開關的第一動端連接，所述第二二極管正極與所述第一二級管的負極連接，所述第二二極管負極與所述電源負極連接，所述第二電容正極與所述單刀雙擲開關的不動端連接，所述第二電容負極與所述電源負極連接。
[0027]其中，在本申請實施例中，所述波形調節電路包括:第一可變電阻、第二可變電阻、第一電阻、第二電阻、第三電容，其中，所述第一可變電阻一端與所述單刀雙擲開關的第二動端連接，另一端與所述第一電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與所述第三電容一端連接，所述第三電容的另一端與所述第二電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端與所述第二可變電阻的一端連接，所述第二可變電阻的另一端與所述單刀雙擲開關的第二動端連接。
[0028]其中，在本申請實施例中，所述第一電阻的另一端與所述第三電容一端連接，連接后具有一個共同的輸出端，所述輸出端與所述二次阻容分壓器連接。
[0029]其中，在本申請實施例中，所述電容式套管作為分壓器的高壓臂，在所述電容式套管的末屏測量抽頭處安裝標準電容，作為所述分壓器的低壓臂電容，形成電容分壓器電壓傳感器。
[0030]其中，在本申請實施例中，分壓器的低壓臂電容選擇預設的電容量，使低壓臂電容器單元上的正常運行電壓小于等于50V ;并且設置由壓敏電阻、氣體放電管和繼電器組成的保護單元，防止傳感器故障時，末屏開路，同時抑制有害過電壓對二次測量系統的入侵。
[0031]其中,在本申請實施例中,所述液晶顯示屏為具有觸控功能的液晶顯示屏。
[0032]其中，在本申請實施例中，傳感器用于數據的采集，所述放大器用于將數據信號進行放大，其中，在實際應用中也可以利用數據采集卡用于采集數據。
[0033]其中，在本申請實施例中，本申請實施例中的系統還包括數據采集卡與工業控制器，其中，所述數據采集卡和所述工業控制器依次連接在所述二次阻容分壓器與所述液晶顯示屏之間，所述數據采集卡選用40MHz/s以上的數據采集卡，采樣速率為10ns/次。其中，在本申請實施例中，所述工業控制器，對工頻和暫態過電壓進行預先判斷，將工頻和暫態過電壓數據緩存和存儲都分開進行，將工頻和暫態過電壓的錄波長度均設為8個工頻周期，將工頻和暫態過電壓啟動電壓設置為第一預設范圍內，所述第一預設范圍具體為額定電壓峰值的1.2?2倍可調，且根據電壓的頻率進行判斷暫態過電壓是雷擊過電壓還是操作過電壓。
[0034]其中，在實際應用中，所述校正電路為雷電沖擊校正，可模擬雷電電壓波形，輸出與二次阻容分壓器相連。所述二次阻容分壓器，把電壓傳感器處取得的電壓信號進行二次分壓，使得數據采集卡能夠直接采集。所述數據采集卡選用40MHz/s以上的數據采集卡，并將采集到的電壓數據按照采集時間先后順序進行存儲，采樣速率為10ns/次。所述工業控制器，就是對采集數據進行分析做出故障判斷；發現電壓故障時，記錄電壓故障，啟動故障錄波，并將信息傳給硬盤存儲和液晶屏幕顯示。所述液晶顯示屏，實時將采集到的電壓已圖形的方式在曲線圖上顯示，對故障進行報警，查詢報警記錄，通過液晶顯示屏可對相關參數進行設置修改。
[0035]其中，在實際應用中，請參考圖2，圖2示出了本申請實施例中的電壓傳感器電路原理圖。電壓傳感器由分壓單元、保護單元和匹配電阻RP組成。分壓單元由分壓電容Cs和分壓電阻Rs組成，分壓器的低壓臂電容Cs選擇合適的電容量，使電壓傳感器輸出的電壓信號不大于50V，將輸出的電壓信號通過雙屏蔽同軸電纜連接到二次阻容分壓器上。保護單元由壓敏電阻R、氣體放電管P和繼電器K組成，防止傳感器故障時，末屏開路，同時抑制有害過電壓對二次測量系統的入侵。當傳感器正常工作時，繼電器K斷開；當傳感器故障時，繼電器閉合，防止末屏開路。
[0036]其中，在實際應用中，請參考圖3，如圖3示出了本申請實施例中校正電路的電路原理圖。所述電路包括倍壓電路(A)、開關(K)和波形調節電路(B)。Um的值在1V — 200V之間，通過倍壓電路(A)將交流電壓升高為20V — 440V的直流電壓；進行校正時，將開關K打到b觸頭，電容C2對C3進行充電，可通過調節可變電阻Rl調節C3的充電時間；開關彈回a觸頭時，03對1?1、1?2、1?3、1?4組成的串聯電路放電，可通過調節可變電阻1?2調節03的放電時間。C3的充放電電壓波形可模擬雷電脈沖電壓，調節可變電阻Rl調節雷電脈沖電壓的波頭，調節可變電阻R2調節雷電脈沖電壓的波尾。產生的雷電脈沖電壓，用以檢測儀器是否正常記錄。
[0037]上述本申請實施例中的技術方案，至少具有如下的技術效果或優點:
[0038]由于采用了將過電壓監測采集系統設計為包括:電容式套管、電壓傳感器、二次阻容分壓器、傳感器、放大器、液晶顯示屏和校正電路，其中，所述電容式套管、所述電壓傳感器、所述二次阻容分壓器、所述傳感器、所述放大器、所述液晶顯示屏依次連接，所述校正電路輸出連接到所述二次阻容分壓器，所述電壓傳感器輸出的電壓信號通過雙屏蔽同軸電纜連接到所述二次阻容分壓器，其中，所述校正電路包括:倍壓電路和波形調節電路，所述倍壓電路與所述波形調節電路連接，所述倍壓電路用于將輸入電壓成倍輸出給所述波形調節電路，所述波形調節電路用于產生并調節電壓，模擬雷電脈沖電壓波形的技術方案，所以，有效解決了現有的過電壓監測采集設備存在沒有校準裝置，無法判斷是否能正常工作，且電壓互感器在響應沖擊電壓信號時，響應不夠靈敏，存在一定誤差的技術問題，進而實現了能夠對系統進行校準，提高系統可靠性，分壓系統為電容式套管末屏分壓系統，頻率響應特性良好，可以大大減少測量沖擊電壓時產生的誤差能實時對內、外過電壓進行采集、監測的技術效果。
[0039]盡管已描述了本實用新型的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本實用新型范圍的所有變更和修改。
[0040]顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種電力系統暫態過電壓采集裝置，其特征在于，所述裝置包括: 電容式套管、電壓傳感器、二次阻容分壓器、傳感器、放大器、校正電路，其中，所述電容式套管、所述電壓傳感器、所述二次阻容分壓器、所述傳感器、所述放大器、所述液晶顯示屏依次連接，所述校正電路輸出連接到所述二次阻容分壓器，所述電壓傳感器輸出的電壓信號傳輸到所述二次阻容分壓器，其中，所述校正電路包括:倍壓電路和波形調節電路，所述倍壓電路與所述波形調節電路連接，所述倍壓電路用于將輸入電壓成倍輸出給所述波形調節電路，所述波形調節電路用于產生并調節電壓，模擬雷電脈沖電壓波形。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述倍壓電路包括:第一電容、第二電容、單刀雙擲開關、第一二級管、第二二極管，其中，所述第一二極管負極與所述第一電容正極連接，所述第一電容負極與電源正極連接，所述第一二極管正極與所述單刀雙擲開關的第一動端連接，所述第二二極管正極與所述第一二級管的負極連接，所述第二二極管負極與所述電源負極連接，所述第二電容正極與所述單刀雙擲開關的不動端連接，所述第二電容負極與所述電源負極連接。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述波形調節電路包括:第一可變電阻、第二可變電阻、第一電阻、第二電阻、第三電容，其中，所述第一可變電阻一端與所述單刀雙擲開關的第二動端連接，另一端與所述第一電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與所述第三電容一端連接，所述第三電容的另一端與所述第二電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端與所述第二可變電阻的一端連接，所述第二可變電阻的另一端與所述單刀雙擲開關的第二動端連接。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電容式套管作為所述二次阻容分壓器的高壓臂，在所述電容式套管的末屏測量抽頭處安裝標準電容，作為所述二次阻容分壓器的低壓臂電容，形成所述二次阻容分壓器的電壓傳感器。
5.根據權利要求4所述電容分壓器電壓傳感器，其特征在于，分壓器的低壓臂電容選擇預設的電容量，使低壓臂電容器單元上的正常運行電壓小于等于50V;并且設置由壓敏電阻、氣體放電管和繼電器組成的保護單元，防止傳感器故障時，末屏開路，同時抑制有害過電壓對二次測量系統的入侵。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述系統還包括液晶顯示屏，所述液晶顯示屏為具有觸控功能的液晶顯示屏，其中，所述電壓傳感器輸出的電壓信號具體通過雙屏蔽同軸電纜連接到所述二次阻容分壓器。
【文檔編號】G01R15/06GK203981760SQ201420418090
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】李建明, 姜聿涵, 張 浩, 馬海鷹, 王涵宇, 秦大海, 張榆 申請人:四川通源電力科技有限公司, 成都奧力斯電子科技有限公司