一种变电站用抗干扰阻抗测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种变电站用抗干扰阻抗测量系统，涉及电力设备测量、试验技术领域，针对传统的阻抗测试仪在抗干扰功能上只是加装简单的滤波电路，抗干扰能力较差，难以满足测量系统的高精度要求的技术问题，采用整流滤波电源电路的输出端分别与IGBT逆变电路输入端、DSP核心电路电源输入端连接，IGBT逆变电路的输出端与滤波输出电路输入端连接，DSP核心电路第一接口与光耦隔离电路第一接口连接，光耦隔离电路第二接口与AD转换电路第一接口连接，AD转换电路第二接口与运放滤波电路第一接口连接的方案，该系统抗干扰能力强，测量精度高，实用性强，适于电力部门运维人员在变电站内进行主设备的阻抗测量工作，具有良好的推广应用前景。

An anti-interference impedance measurement system for Substations

The utility model discloses an anti-interference impedance measurement system for substations, which relates to the field of electric power equipment measurement and test. It is difficult to meet the high precision requirements of the measurement system by adding simple filter circuit to the anti-interference function of the traditional impedance tester, and it is difficult to meet the high precision requirements of the measurement system. The output terminal of the rectifier and filter power circuit is connected with the input terminal of the IGBT inverter circuit and the power input of the DSP core circuit respectively. The output end of the IGBT inverter circuit is connected with the input of the filter output circuit, the first interface of the DSP core circuit is connected with the first interface of the optocoupler isolation circuit, the second interface of the optocoupler isolation circuit and the AD conversion circuit. One interface connection, the scheme of connecting the second interface of AD conversion circuit with the first interface of the operation amplifier filter circuit. The system has strong anti-interference ability, high precision and practicability. It is suitable for the power department operation and maintenance personnel to measure the impedance of the main equipment in the substation. It has a good prospect of popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种变电站用抗干扰阻抗测量系统
本技术涉及电力设备测量、试验
，特别涉及一种变电站用抗干扰阻抗测量系统。
技术介绍
随着电力系统自动化程度的不断提高，变电站测量装置的电磁兼容问题越来越受到重视，由于电力部门对测量装置的测量精度要求越来越高，测量装置克服变电站外来干扰的影响问题愈发突出。变电站是一个包含强电设备和弱电设备的电磁环境复杂的系统，在站内进行电气测量时，经常会受到站内工频强电磁场和高频谐波电磁信号的干扰。变电站高压设备的阻抗测量是电力部门的常规性试验项目，例如电容器和电抗器的阻抗测试，作为电容器和电抗器缺陷诊断的依据，因此对测量精度有更高的要求。目前传统的阻抗测试仪在抗干扰功能上只是加装简单的滤波电路，抗干扰能力较差，难以满足测量系统的高精度要求。阻抗测量设备工作在弱电条件下，集成度在不断地提高，并且正在向小型化方向发展，急需研究一套高集成度的强抗干扰阻抗测量系统，从电源端、处理芯片、输出端和采集端全面去除高压变电站内的电磁干扰和大型电力设备本身引入测量设备的干扰。
技术实现思路
本技术提供一种变电站用抗干扰阻抗测量系统，用以解决传统的阻抗测试仪在抗干扰功能上只是加装简单的滤波电路，抗干扰能力较差，难以满足测量系统的高精度要求的技术问题。为解决上述问题，本技术采用如下技术方案实现：一种变电站用抗干扰阻抗测量系统，包括整流滤波电源电路、DPS核心电路、IGBT逆变电路、滤波输出电路、光耦隔离电路、AD转换电路和运放滤波电路，整流滤波电源电路的输出端分别与IGBT逆变电路输入端、DSP核心电路电源输入端连接，IGBT逆变电路的输出端与滤波输出电路输入端连接，DSP核心电路第一接口与光耦隔离电路第一接口连接，光耦隔离电路第二接口与AD转换电路第一接口连接，AD转换电路第二接口与运放滤波电路第一接口连接。优选地，所述整流滤波电源电路包含整流模块和高频滤波模块，能够从电网连接AC220±20V电源并稳定输出±40V、＋5V、+3.3V、+18V直流供电电压。优选地，所述DSP核心电路通过差分数字滤波技术及FFT特征频率提取技术实现软件滤波，用以消除50Hz工频信号干扰。优选地，所述运放滤波电路包含信号放大器和低通滤波器，用以对接入的待测电流、电压信号进行硬件滤波。优选地，所述光耦隔离电路包含光耦隔离芯片，隔离转换电压为3.3V-5V。优选地，所述滤波输出电路包含LC对称滤波器，滤波后输出电压频率为65Hz。优选地，所述DSP核心电路集成有显示接口电路、按键接口电路、USB通讯接口电路、DC转DC接口电路，用以通过DC转DC接口电路向AD转换电路、运放滤波电路输出5V供电电压。本技术基于DSP数字处理核心设计，从硬件电路、软件设计两方面加强测量系统的抗干扰能力，具有便携、灵活、实用等特点，实现了在强干扰状态的变电站进行阻抗测量时的良好电磁兼容功能，从整流滤波电源电路、DPS核心电路、滤波输出电路和光耦隔离电路等模块中加入抗干扰处理环节，可应用于具有强感应电的变电站内主设备阻抗测量，尽可能减少站内工频电磁场和高次谐波的干扰，该系统抗干扰能力强，测量精度高，实用性强，适于电力部门运维人员在变电站内进行主设备的阻抗测量工作，具有良好的推广应用前景。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的滤波输出电路示意图。图3为本技术的运放滤波电路示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的图1-3，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，一种变电站用抗干扰阻抗测量系统，包括整流滤波电源电路、DPS核心电路、IGBT逆变电路、滤波输出电路、光耦隔离电路、AD转换电路和运放滤波电路，整流滤波电源电路的输出端分别与IGBT逆变电路输入端、DSP核心电路电源输入端连接，IGBT逆变电路的输出端与滤波输出电路输入端连接，DSP核心电路第一接口与光耦隔离电路第一接口连接，光耦隔离电路第二接口与AD转换电路第一接口连接，AD转换电路第二接口与运放滤波电路第一接口连接。在电源输入端，当在变电站内进行电容器或电抗器的阻抗测试时，可通过技术系统的整流滤波电源电路外接变电站AC220±20V电源，通过该电路滤除站内电源的部分高频信号，稳定输出±40V、＋5V、+3.3V、+18V直流供电电压。在电源输出端，由于IGBT逆变电路受到DPS核心电路的变频控制，经过滤波输出电路后，测量系统可提供非工频输出电压（特征频率为65Hz），测量电压和电流时就能避开工频50Hz的干扰，提高了抗干扰能力。其中滤波输出电路采用LC对称滤波器，可以对变频后的电源进行低通滤波，滤除IGBT逆变电路本身产生的高次谐波，LC对称滤波器结构如图所示。在采集输入端，运放滤波电路将采集信号放大，并起到低通滤波的作用，排除外部高频信号和传感器等采集装置本身带来的干扰，并通过AD转化电路将采集模拟量转变为数字量。光耦隔离电路连接DSP核心电路和AD转化电路，隔离转换电压为3.3V转5V，起到电路模块间接地解耦的作用，可克服外接电磁干扰造成零点漂移的影响，减少采集信号传输到DSP核心电路的杂散波动影响。在核心数据处理端，DSP核心电路采用TMS320VC5510芯片，在软件设计上对采集输入信号进行差分数字滤波处理，可以有效地消除工频50Hz的干扰，另外经过FFT运算，提取特征频率为65Hz的待测信号进行阻抗测量的计算，最终得到准确的阻抗测量值，其中差分数字滤波技术参考“支长义.DSP原理及开发应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006”第9章；FFT特征频率提取技术参见“许邦建.DSP处理器算法概论[M].北京:国防工业出版社,2012”第2章。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电站用抗干扰阻抗测量系统，其特征在于：包括整流滤波电源电路、DPS核心电路、IGBT逆变电路、滤波输出电路、光耦隔离电路、AD转换电路和运放滤波电路，整流滤波电源电路的输出端分别与IGBT逆变电路输入端、DSP核心电路电源输入端连接， IGBT逆变电路的输出端与滤波输出电路输入端连接，DSP核心电路第一接口与光耦隔离电路第一接口连接，光耦隔离电路第二接口与AD转换电路第一接口连接，AD转换电路第二接口与运放滤波电路第一接口连接。

【技术特征摘要】
1.一种变电站用抗干扰阻抗测量系统，其特征在于：包括整流滤波电源电路、DPS核心电路、IGBT逆变电路、滤波输出电路、光耦隔离电路、AD转换电路和运放滤波电路，整流滤波电源电路的输出端分别与IGBT逆变电路输入端、DSP核心电路电源输入端连接，IGBT逆变电路的输出端与滤波输出电路输入端连接，DSP核心电路第一接口与光耦隔离电路第一接口连接，光耦隔离电路第二接口与AD转换电路第一接口连接，AD转换电路第二接口与运放滤波电路第一接口连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述整流滤波电源电路包含整流模块和高频滤波模块，能够从电网连接AC220±20V电源并稳定输出±40V、＋5V、+3.3V、+18V直流供电电压。3.根据权利要求1所述的系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕泽承，颜海俊，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：广西,45