一种测量电能计量二次回路电抗的装置制造方法及图纸

技术编号:15435171 阅读:153 留言:0更新日期:2017-05-25 18:04
本发明专利技术公开了一种测量电能计量二次回路电抗的装置,属于电力系统测量领域,解决现有技术无法在线实时测量二次回路中电抗的技术问题。装置包括注入波形模块、第一电流互感器、第二电流互感器、感应采集模块、波形比较模块与数据处理模块。其中第一、第二电流互感器通过电磁耦合的方式获取二次回路的响应,注入波形模块与感应采集模块分别将二次回路的激励与响应转化为电压波形信号;波形比较模块对两路电压波形信号进行比较,得到幅度值差与相位差,数据处理模块根据幅度值差与相位差获得电能计量二次回路的阻抗并取虚数部分,得到电能计量二次回路的电抗。本发明专利技术特别适用于电能CT计量二次回路的检测,市场前景广阔。

Device for measuring electric energy measuring reactance of two circuit

The invention discloses a device for measuring the reactance of the two circuit of electric energy, belonging to the field of power system measurement, and solving the technical problem that the prior art can not measure the reactance in the two circuit in real time. The device comprises an injection waveform module, a first current transformer, a second current transformer, an induction acquisition module, a waveform comparison module and a data processing module. The first and second current transformer through electromagnetic coupling way to obtain the two loop response, injection module and waveform acquisition module respectively two induction loop excitation and response signal into the voltage waveform; waveform comparison module of two voltage waveform signal were compared, obtained the amplitude difference and phase difference, the data processing module according to the amplitude and phase differences to obtain power impedance measurement circuit two times and take the imaginary part, get the electric energy metering secondary circuit two. The invention is especially suitable for the detection of the two loop of the electric energy CT metering, and has a broad market prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种测量电能计量二次回路电抗的装置
本专利技术涉及一种测量电能计量二次回路电抗的装置,特别是一种测量电能CT计量二次回路电抗的装置,属于电力系统测量领域。
技术介绍
在新变电所投运过程中,变电所的电能计量二次回路,如果出现问题,将严重影响全所设备的计量、直接影响远方对变电所设备的监控和判断。同时,二次回路出现问题将造成保护装置的误动或拒动,严重危害了电网的安全运行,是继电保护工作中的一个薄弱环节。电流互感器,简称CT,是一次侧(输入侧)和二次侧(输出侧)之间的联络元件,由铁芯、一次绕组、二次绕组、接线端子及绝缘支撑物等组成。CT的一次绕组的匝数较少,串接在需要测量电流的线路中;二次绕组的匝数较多,串接在测量仪表或继电保护回路里。电能计量二次回路是由CT或电压互感器、二次回路、接线设备和电能表构成。为了保证电能计量的准确性,目前的规范文件提出了对CT的结构、变比信息等要求。但是在CT接入二次回路后,其回路特性相对于单纯的CT已经发生了变化,仅由规范文件的指标来判断CT计量二次回路的状态是不够的,需要包含整个二次回路的所有负载来研究,重点在于研究二次回路的电抗(包括感抗与容抗)。电抗在电路中对交流电具有阻碍作用的特性,电抗的容性或感性可以确定电能计量二次回路的特点。目前采取的测量技术均为离线式测量,即将CT的一次侧和二次侧都断开,采用LCR电桥接入二次回路的断点处,在一定的测试频率下测量其电抗值。这种技术存在两个方面的缺点:1、因为该测量方式需要将LCR接入计量二次回路,必须将计量回路断开提供接入点,而现场CT二次回路无法提供断点,因此该测量方式仅限于在实验室开展测试工作,无法在现场使用。2、由电磁式互感器的原理可得,CT在其一次侧包含实际负荷电流时,其电抗是随着一次侧电流信号频率的变化而变化的,在实际运行工况中,一次侧电流为50Hz周期性电流负荷,电流互感器二次侧产生的感应电流为0-5A,因此二次回路电抗的感抗部分与容抗部分也随着一次侧电流发生周期为50Hz的动态变化。因此在采用接入LCR电桥的方式测量互感器二次回路电抗时,其测量值仅为CT一次侧无电流时的电路电抗,对有电流时的电路电抗的测量意义并不大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种测量电能计量二次回路电抗的装置,解决现有技术无法在线实时测量二次回路中电抗的技术问题。为了解决上述技术问题,本专利技术提供了一种测量电能计量二次回路电抗的装置,包括注入波形模块、第一电流互感器、第二电流互感器、感应采集模块、波形比较模块与数据处理模块;所述注入波形模块与第一电流互感器相连,用于产生第一电流互感器所需的驱动电流,同时采集驱动电流的电压信号波形并发送至波形比较模块;所述第一电流互感器与电能计量二次回路的导线相连,用于在所述驱动电流的作用下产生耦合激励并输入向所述导线输入耦合激励;所述第二电流互感器与电能计量二次回路的导线相连,用于检测所述耦合激励在电能计量二次回路中产生的耦合响应;所述感应采集模块与第二电流互感器相连,用于采集所述耦合响应的电压信号波形并发送至波形比较模块;所述波形比较模块分别与注入波形模块、感应采集模块相连,用于接收所述驱动电流的电压信号波形与耦合响应的电压信号波形并进行处理,得到波形比较结果;所述数据处理模块与波形比较模块相连,用于读取所述波形比较结果,同时根据波形比较结果获得电能计量二次回路的阻抗并取虚数部分,得到电能计量二次回路的电抗。所述第一电流互感器的结构为设有开口的圆环,电能计量二次回路的导线贯穿于第一电流互感器的圆环内。所述第二电流互感器的结构为设有开口的圆环,电能计量二次回路的导线贯穿于第二电流互感器的圆环内。所述注入波形模块包括正弦波发生单元、电流驱动单元与注入波形采集单元;所述正弦波发生单元通过第一驱动导线与电流驱动单元相连,用于产生正弦波信号并发送至所述电流驱动单元;所述电流驱动单元通过第二驱动导线与第一电流互感器相连,用于在所述正弦波信号的控制下产生第一电流互感器所需的驱动电流;所述注入波形采集单元通过第一差分导线与电流驱动单元相连,且通过第一数据总线与波形比较模块相连,用于采集所述驱动电流的电压信号波形并发送至波形比较模块。所述正弦波发生单元内设有直接数字频率合成器DDS,用于产生不同电压幅值、不同频率的正弦波。所述电流驱动单元内设有射极跟随器,用于稳定所述驱动电流的输出。所述注入波形采集单元内设有第一模数信号转换装置,用于将所述驱动电流的电压信号波形从模拟信号形式转化为数字信号形式。所述感应采集模块包括信号调理单元与感应波形采集单元;所述信号调理单元通过耦合输出导线与第二电流互感器相连,用于对所述耦合响应进行信号放大、带通滤波、直流隔离与电平转换处理,得到耦合调理信号;所述感应波形采集单元通过第二差分导线与信号调理单元相连,且通过第二数据总线与波形比较模块相连,用于采集所述耦合调理信号的电压信号波形并发送至波形比较模块。所述感应波形采集单元内设有第二模数信号转换装置,用于将所述耦合调理信号的电压信号波形从模拟信号形式转化为数字信号形式。所述波形比较结果包括幅度值差与相位差;所述波形比较模块将耦合响应的电压信号波形对应的幅度值减去驱动电流的电压信号波形对应的幅度值,得到幅度值差;将耦合响应的电压信号波形对应的相位值减去驱动电流的电压信号波形对应的相位值,得到相位差。本专利技术设有第一电流互感器与第二电流互感器,通过电磁耦合互感的方式获取二次回路的信号,实现在线实时测量二次回路的电抗。本专利技术设有波形比较模块,通过对驱动电流的电压信号波形与耦合响应的电压信号波形的波形进行比较,得到幅度值差与相位差,可靠性好且操作简单。本专利技术设有数据处理模块,通过计算机数值计算实现二次回路电抗的计算,有效提高设备工作效率。本专利技术通过注入波形模块驱动第一电流互感器,同时采集驱动电流的电压信号波形并发送至波形比较模块。第一电流互感器向二次回路的导线输入耦合激励;第二电流互感器检测耦合激励在电能计量二次回路中产生的耦合响应,并传输至感应采集模块。感应采集模块采集耦合响应对应的电压信号波形,并发送至波形比较模块。波形比较模块接收所述驱动电流的电压信号波形与耦合响应的电压信号波形,比较处理后得到波形比较结果,并发送至数据处理模块;数据处理模块根据波形比较结果计算得到二次回路的电抗。本专利技术具有实时测量、电流互感器接入方便、与响应迅速等特点,市场前景广阔。附图说明图1是本专利技术的系统结构图;图中:1.被测二次回路CT;2.电能表与接线盒负载;3.第一电流互感器;4.第二电流互感器;5.正弦波发生单元;6.电流驱动单元;7.信号调理单元;8.注入波形采集单元;9.感应波形采集单元;10.波形比较模块;11.数据处理模块;12.注入波形模块;13.感应采集模块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施,但所举实施例不作为对本专利技术的限定。实施例1:本实施例由被测二次回路CT1、被测二次回路导线、电能表与接线盒负载2、第一电流互感器3、第二电流互感器4、波形比较模块10、数据处理模块11、波形比较模块12与感应采集模块13组成。其中被测二次回路CT1与电能表与接线盒负载2通过被测二本文档来自技高网
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一种测量电能计量二次回路电抗的装置

【技术保护点】
一种测量电能计量二次回路电抗的装置,其特征在于,包括注入波形模块、第一电流互感器、第二电流互感器、感应采集模块、波形比较模块与数据处理模块;所述注入波形模块与第一电流互感器相连,用于产生第一电流互感器所需的驱动电流,同时采集驱动电流的电压信号波形并发送至波形比较模块;所述第一电流互感器与电能计量二次回路的导线相连,用于在所述驱动电流的作用下产生耦合激励并输入导线;所述第二电流互感器与电能计量二次回路的导线相连,用于检测所述耦合激励在电能计量二次回路中产生的耦合响应;所述感应采集模块与第二电流互感器相连,用于采集所述耦合响应的电压信号波形并发送至波形比较模块;所述波形比较模块分别与注入波形模块、感应采集模块相连,用于接收所述驱动电流的电压信号波形与耦合响应的电压信号波形并进行处理,得到波形比较结果;所述数据处理模块与波形比较模块相连,用于读取所述波形比较结果,同时根据波形比较结果获得电能计量二次回路的阻抗并取虚数部分,得到电能计量二次回路的电抗。

【技术特征摘要】
1.一种测量电能计量二次回路电抗的装置,其特征在于,包括注入波形模块、第一电流互感器、第二电流互感器、感应采集模块、波形比较模块与数据处理模块;所述注入波形模块与第一电流互感器相连,用于产生第一电流互感器所需的驱动电流,同时采集驱动电流的电压信号波形并发送至波形比较模块;所述第一电流互感器与电能计量二次回路的导线相连,用于在所述驱动电流的作用下产生耦合激励并输入导线;所述第二电流互感器与电能计量二次回路的导线相连,用于检测所述耦合激励在电能计量二次回路中产生的耦合响应;所述感应采集模块与第二电流互感器相连,用于采集所述耦合响应的电压信号波形并发送至波形比较模块;所述波形比较模块分别与注入波形模块、感应采集模块相连,用于接收所述驱动电流的电压信号波形与耦合响应的电压信号波形并进行处理,得到波形比较结果;所述数据处理模块与波形比较模块相连,用于读取所述波形比较结果,同时根据波形比较结果获得电能计量二次回路的阻抗并取虚数部分,得到电能计量二次回路的电抗。2.根据权利要求1所述的测量电能计量二次回路电抗的装置,其特征在于,所述第一电流互感器的结构为设有开口的圆环,电能计量二次回路的导线贯穿于第一电流互感器的圆环内。3.根据权利要求1所述的测量电能计量二次回路电抗的装置,其特征在于,所述第二电流互感器的结构为设有开口的圆环,电能计量二次回路的导线贯穿于第二电流互感器的圆环内。4.根据权利要求1所述的测量电能计量二次回路电抗的装置,其特征在于,所述注入波形模块包括正弦波发生单元、电流驱动单元与注入波形采集单元;所述正弦波发生单元通过第一驱动导线与电流驱动单元相连,用于产生正弦波信号并发送至所述电流驱动单元;所述电流驱动单元通过第二驱动导线与第一电流互感器相连,用于在所述正弦波信号的控制下产生第一电流互感器所需的...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘俊杰周峰姜春阳王斌武殷小东项琼刘浩岳长喜
申请(专利权)人:中国电力科学研究院国家电网公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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