一种高压交流输电线路的电晕损耗测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高压交流输电线路电晕损耗测量系统，所述系统包括：高压线上电压测量模块，将测量得到的高压电压信号实时传输至高压线上数据采集模块；电阻传感器，对电晕电流信号进行测量并传输至高压线上数据采集模块；高压线上数据采集模块，采用双通道同步采集模式对所述高压电压信号和所述电晕电流信号进行同步采集，并分别转换为两个光信号后利用光纤传输线路传送至高压线下光电转换模块；高压线下光电转换模块，将所述两个光信号通过光电转换分别转换为两个电信号，并传输给上位机进行处理；上位机，对高压线下光电转换模块传输来的两个电信号进行接收并计算电晕损耗；以及供电模块，采用蓄电池组供电，保证所述系统可以正常工作。

Corona loss measurement system and method for high-voltage AC transmission line

The invention discloses a corona loss measurement system for high voltage AC transmission line, the system includes: a high voltage line voltage measurement module, data acquisition module will measure the voltage signal real-time transmission to the high voltage line; resistance sensor, the data acquisition module for measuring corona current signal and transmitted to the high voltage line voltage; the online data acquisition module, dual channel synchronous acquisition mode of the synchronous acquisition of voltage signal and the corona current signal, and were converted to the two optical signal by optical fiber transmission line is transmitted to the high voltage line photoelectric conversion module; high voltage line photoelectric conversion module, the two optical signal by the photoelectric conversion were converted into two signals, and transmitted to the host computer for processing; PC, the photoelectric conversion module of high-voltage cable transmission The two electric signals are received and the corona loss is calculated; and the power supply module is provided with a power supply of the battery pack to ensure that the system can work normally.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计量校准领域，并且更具体地，涉及一种高压交流输电线路的电晕损耗测量系统及方法。
技术介绍
为贯彻国家能源政策，确保电力工业全面、协调、可持续的健康发展，国家电网公司根据我国国情提出了加快发展交直流特高压电网的重大战略举措。特高压输电是在超高压输电的基础上发展起来的，可以实现远距离、大容量传输电能，适合大区电网互联。在特高压输电方式的选择上，不能单纯的说哪种输电方式好或者哪种输电方式差，只有根据具体情况具体选择，才能发挥特高压输电的优势。在特高压交流输电电压等级选择上，根据实际需要出发，经过一系列的实验论证，选择1000kV电压等级是比较经济合理的；在电压等级选定后，输电线路输送高压电的过程中，需要考虑此电压等级下的传输损耗，如导线通过电流时产生的发热损耗以及产生电晕电流时的电晕损耗。只有先得到了具体的传输损耗，才能计算出特高压交流输电的效率，同时根据传输损耗的产生情况、产生特点，对特高压交流输电方式进行改进。因此，研究特高压交流输电线路的传输损耗是非常重要的。在天气情况良好的情况下，特高压交流输电线路不易产生电晕电流，这时特高压输电线路的主要传输损耗就是电线上的电阻发热损耗，而在某些特殊条件下，比如高海拔、偏远地区，线路通过地区气候非常恶劣，雨、雪、霜、雾天气占全年的比例很大，电晕损耗可能成为电能损耗的主要方面。因此，输电线路电晕损耗研究是我国1000kV特高压输变电工程的关键技术之一。国外方面，20世纪50年代以后，美、苏、加、意、法和日相继建设 试验线段，进行电晕损耗的测量研究，但是由于各国输电电压等级存在限制，大多数国家仅仅在研究超高压输电线路的电晕损耗，只有美国和意大利等国家可以进行特高压线路的相关实验。国内方面，20世纪80年代开始，中国电力科学研究院、西安高压电器研究所、国网电力科学研究院等单位对不同电压等级输电线路电晕损耗开展过研究，但是由于实验条件的相对欠缺，研究内容缺少多样性，对复杂天气下的交流特高压输电线路电晕损耗的研究相对比较少。直到1995年，国网武汉高压研究院建成户外试验场特高压试验线段，将交流输电电压等级提升到1000kV，我国各研究单位才得以进行特高压1000kV级交流输电系统工程的研究工作，为加快国家主干电网的规划和建设进程，遵循吸取国际先进技术和经验、充分考虑技术成熟性和逐步实现国产化的技术政策奠定了基础。华北电力大学刘云鹏等人为了研究特高压交流输电线路在雨雪气象条件下的电晕损耗特性，研制出光电数字化输电线路电晕损耗监测系统，在我国特高压交流试验基地单回试验线段上进行试验，此监测系统的主要进步在于，实现了试验线段电晕损耗全天候条件下在线测量，可以根据监测结果分析不同降雨率及大雪气象条件下的电晕损耗，但是该系统多处采用A/D和D/A模块，使得系统的实时性不高，测量误差较大。中国电力科学院与北京航空航天大学合作研制出高压直流输电线路电晕损耗测量系统，该测量系统的测量结果准确、具有强抗电击穿性能，能够在超/特高压直流环境及各种恶劣自然环境条件下长期稳定运行，且采用分体式结构，易于现场安装与维修，但是该测量系统不适用于高压交流输电线路电晕损耗测量。综合分析国内外特高压交流电晕电流测量技术研究现状，结合特高压电晕电流测量系统研制的实际情况，目前主要存在这样一些问题：1.现有的电晕电流测量系统结构不够优化，无法应对户外的恶劣天气，遇极端天气容易出现故障。2.现有的交流电晕电流测量系统中，电晕电流和电压同步采集方案不够完善，同步精度不高。
技术实现思路
为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供一种高压交流输电线路的电晕损耗测量系统，所述系统包括：高压线上电压测量模块，将测量得到的高压电压信号利用光纤传输线路实时传输至高压线上数据采集模块；电阻传感器，串联接入高压交流输电线路中，对电晕电流信号进行测量并传输至高压线上数据采集模块；高压线上数据采集模块，采用双通道同步采集模式对所述高压电压信号和所述电晕电流信号进行同步采集，并分别转换为两个光信号后利用光纤传输线路传送至高压线下光电转换模块；高压线下光电转换模块，将所述两个光信号通过光电转换分别转换为两个电信号，并传输给上位机进行处理；上位机，对高压线下光电转换模块传输来的两个电信号进行接收并计算电晕损耗；以及供电模块，采用蓄电池组供电，保证所述系统可以正常工作。优选地，其中所述高压线上电压测量模块位于圆柱形的金属材料的保护桶内，并且在所述保护桶的两端安装均压环。优选地，其中所述高压线上电压测量模块安装在高压发生器的后端。优选地，其中所述高压线上电压测量模块包括：电压互感器、波形变换装置和光电转换发送器组；其中所述电压互感器的一次线圈串联接入高压交流线路，二次线圈接入波形变换装置和光电转换发送器，所述电压互感器将测量得到的电压电信号通过光电转换发送器转换为光信号并传输至高压线上数据采集模块。优选地，其中所述电阻传感器与高压线上数据采集模块设置在高压线上同一个位置处，并且所述电阻传感器与高压线上数据采集模块均安装在保护桶内，来减小高压交流线路产生的复杂电磁环境对电晕电流信号的影响。优选地，其中所述高压线上数据采集模块包括：采集卡，光电转换器 和控制电路板；其中所述控制电路板是高压线上数据采集模块设备连接的枢纽，对高压线上数据采集模块设备的状态进行控制，所述光电转换器将通过光纤传输线路传输给高压线上数据采集模块的光信号转换为电信号并传输至采集卡。优选地，其中所述采集卡将采集到的两个电信号分别通过光电转换转换为两个光信号后，通过光纤传输线路下传到高压线下光电转换模块。优选地，其中所述高压线上数据采集模块通过所述光纤传输线路与所述高压线下光电转换模块相连接。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种高压交流输电线路的电晕损耗测量方法，所述方法包括：供电模块采用蓄电池组对系统进行供电，保证所述系统可以正常工作；高压线上电压测量模块将电压互感器测量得到的高压电压信号利用光纤传输线路实时传输至高压线上数据采集模块；利用电阻传感器对电晕电流信号进行测量并传输至高压线上数据采集模块；高压线上数据采集模块对所述高压电压信号和所述电晕电流信号进行同步采集，并分别转换为两个光信号后利用光纤传输线路传送至高压线下光电转换模块；高压线下光电转换模块将所述两个光信号通过光电转换分别转换为两个电信号，并传输给上位机进行处理；以及上位机对高压线下光电转换模块传输来的两个电信号进行接收并计算电晕损耗；优选地，其中所述高压线上电压测量模块安装在高压发生器的后端。优选地，其中所述高压线上电压测量模块位于圆柱形的金属材料的保护桶内，并且在所述保护桶的两端安装均压环。优选地，其中所述高压线上电压测量模块包括：电压互感器、波形变换装置和光电转换发送器组；其中所述电压互感器的一次线圈串联接入高压交流线路，二次线圈接入波形变换装置和光电转换发送器，所述电压互 感器将测量得到的电压电信号通过光电转换发送器转换为光信号并传输至高压线上数据采集模块。优选地，其中所述电阻传感器串联接入高压交流输电线路中。优选地，其中所述高压线上数据采集模块采用双通道同步采集模式。优选地，其中所述电阻传感器与高压线上数据采集模块设置在高压线上同一个位置处，并且所述电阻传感器与高压线上数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对高压交流输电线路进行电晕损耗测量系统，所述系统包括：高压线上电压测量模块，将测量得到的高压电压信号利用光纤传输线路实时传输至高压线上数据采集模块；电阻传感器，串联接入高压交流输电线路中，对电晕电流信号进行测量并传输至高压线上数据采集模块；高压线上数据采集模块，采用双通道同步采集模式对所述高压电压信号和所述电晕电流信号进行同步采集，并分别转换为两个光信号后利用光纤传输线路传送至高压线下光电转换模块；高压线下光电转换模块，将所述两个光信号通过光电转换分别转换为两个电信号，并传输给上位机进行处理；上位机，对高压线下光电转换模块传输来的两个电信号进行接收并计算电晕损耗；以及供电模块，采用蓄电池组供电，保证所述系统可以正常工作。

【技术特征摘要】
1.一种用于对高压交流输电线路进行电晕损耗测量系统，所述系统包括：高压线上电压测量模块，将测量得到的高压电压信号利用光纤传输线路实时传输至高压线上数据采集模块；电阻传感器，串联接入高压交流输电线路中，对电晕电流信号进行测量并传输至高压线上数据采集模块；高压线上数据采集模块，采用双通道同步采集模式对所述高压电压信号和所述电晕电流信号进行同步采集，并分别转换为两个光信号后利用光纤传输线路传送至高压线下光电转换模块；高压线下光电转换模块，将所述两个光信号通过光电转换分别转换为两个电信号，并传输给上位机进行处理；上位机，对高压线下光电转换模块传输来的两个电信号进行接收并计算电晕损耗；以及供电模块，采用蓄电池组供电，保证所述系统可以正常工作。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述高压线上电压测量模块位于圆柱形的金属材料的保护桶内，并且在所述保护桶的两端安装均压环。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述高压线上电压测量模块安装在高压发生器的后端。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述高压线上电压测量模块包括：电压互感器、波形变换装置和光电转换发送器组；其中所述电压互感器的一次线圈串联接入高压交流线路，二次线圈接入波形变换装置和光电转换发送器，所述电压互感器将测量得到的高压电压电信号通过光电转换发送器转换为光信号并传输至高压线上数据采集模块。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述电阻传感器与高压线上数据采集模块设置在高压线上同一个位置处，并且所述电阻传感器与高压线上数据采集模块均安装在保护桶内，来减小高压交流线路产生的复杂电磁环境对电晕电流信号的影响。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述高压线上数据采集模块包括：采集卡，光电转换器和控制电路板；其中所述控制电路板是高压线上数据采集模块设备连接的枢纽，对高压线上数据采集模块设备的状态进行控制，所述光电转换器将通过光纤传输线路传输给高压线上数据采集模块的两个光信号转换为两个电信号并传输至采集卡。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述采集卡将采集到的两个电信号分别通过光电转换转换为两个光信号后，通过光纤传输线路下传到高压线下光电转换模块。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述高压线上数据采集模块通过所述光纤传输线路与所述高压线下光电转换模块相连接。9.一种高压交流输电线路的电晕损耗测量方法，所述方法包括：供...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘元庆，廖敏鹏，袁海文，吕建勋，陆家榆，赵录兴，王国盈，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11