一种配电网电容电流测量方法及装置制造方法及图纸

技术编号:19742942 阅读:44 留言:0更新日期:2018-12-12 04:20
本发明专利技术公开了一种配电网电容电流测量方法及装置,其方法包括步骤:一、母线零序电压及各条非故障馈线零序电流数据采集;二、零序电压有效值和各条非故障馈线零序无功功率的计算;三、各条非故障馈线的谐波电纳的计算;四、所有非故障馈线的谐波电纳之和的计算;五、零序电压中各次谐波电压有效值的计算;六、谐波影响系数的计算;七、所有非故障线路基波下的电容电纳的计算;八、所有非故障馈线电容电流的计算;九、故障馈线电容电流的计算;十、配电网电容电流的计算;其装置包括处理器、电源电路、以太网通信电路模块、零序电压检测电路和多个馈线零序电流检测电路。本发明专利技术适用于信号畸变情况、不受中性点运行方式影响、不影响配电网正常运行。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网电容电流测量方法及装置
本专利技术属于供电安全
,具体涉及一种配电网电容电流测量方法及装置。
技术介绍
配电网电容电流水平是评价配电网供电安全性和可靠性的重要指标之一。当供电系统电容电流值超标时,单相接地故障点的电弧不能自动熄灭,极易产生高达额定电压2.5~3.0倍的弧光过电压,危害线路和电气设备的绝缘,导致短路事故致使系统停电。电容电流水平是供电系统运行方式选择的重要依据,DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定:3kV~10kV的架空线路构成配电网,当系统电容电流大于10A时应装设消弧线圈;《煤矿安全规程》第453条规定:矿井高压电网必须采取措施限制配电网电容电流不超过20A因此,测量配电网电容电流是保证电力系统安全运行的重要措施之一。目前,电容电流测量方法可分为直接法和间接法两类。直接法是直接测出系统电容电流,主要有单相金属性接地法,单相经电阻接地法。这两种方法需要人为进行单相接地实验,测量接地电流。直接法测量时需要操作人员将测量设备挂接在一次侧上,接线操作过程繁琐,大量的时间浪费在开操作票,倒闸操作上,并且对测量人员和配电系统都存在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网电容电流测量方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一、母线零序电压及各条非故障馈线零序电流数据采集:当配电网系统发生瞬时性单相接地故障时,将所有非故障馈线编号为1、2、…、M,其中,M为配电网系统中非故障馈线的总条数;零序电压检测电路(1)对配电网系统发生瞬时性单相接地故障后的母线零序电压进行实时检测,M个馈线零序电流检测电路(2)分别对M条非故障馈线的零序电流进行实时检测,处理器(3)采集配电网系统发生瞬时性单相接地故障后零序电压检测电路(1)检测到的母线零序电压一个周波内的N个瞬时值u1、u2、…、uN,并采集配电网系统发生瞬时性单相接地故障后M个馈线零序电流检测电路(2...

【技术特征摘要】
1.一种配电网电容电流测量方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一、母线零序电压及各条非故障馈线零序电流数据采集:当配电网系统发生瞬时性单相接地故障时,将所有非故障馈线编号为1、2、…、M,其中,M为配电网系统中非故障馈线的总条数;零序电压检测电路(1)对配电网系统发生瞬时性单相接地故障后的母线零序电压进行实时检测,M个馈线零序电流检测电路(2)分别对M条非故障馈线的零序电流进行实时检测,处理器(3)采集配电网系统发生瞬时性单相接地故障后零序电压检测电路(1)检测到的母线零序电压一个周波内的N个瞬时值u1、u2、…、uN,并采集配电网系统发生瞬时性单相接地故障后M个馈线零序电流检测电路(2)检测到的M组零序电流瞬时值,其中,第m个馈线零序电流检测电路(2)检测到的编号为m的非故障馈线的零序电流一个周波内的N个瞬时值表示为im1、im2、…、imN,m的取值为1~M的自然数;步骤二、零序电压有效值和各条非故障馈线的零序无功功率的计算:处理器(3)根据公式计算配电网系统发生瞬时性单相接地故障后的零序电压有效值U0,并根据母线零序电压和各条非故障馈线的零序电流采样值计算各条非故障馈线的零序无功功率;其中,编号为m的非故障馈线的零序无功功率表示为Qm;uk为配电网系统发生瞬时性单相接地故障后零序电压检测电路(1)检测到的母线零序电压一个周波内的第k个瞬时值,k的取值为1~N的自然数;步骤三、各条非故障馈线的谐波电纳的计算:处理器(3)根据零序电压有效值和各条非故障馈线的零序无功功率计算各条非故障馈线的谐波电纳;其中,编号为m的非故障馈线的谐波电纳Bm的计算公式为步骤四、所有非故障馈线的谐波电纳之和的计算:处理器(3)根据公式Bf=B1+B2+…+Bm计算所有非故障馈线的谐波电纳之和Bf;步骤五、零序电压中各次谐波电压有效值的计算:首先,处理器(3)调用FFT分解模块对零序电压进行FFT分解,得到基波电压有效值U1和各次谐波电压含有率;然后,处理器(3)根据基波电压有效值U1和各次谐波电压含有率计算各次谐波电压有效值;其中,h次谐波电压含有率表示为HRUh,h次谐波电压有效值Uh的计算公式为Uh=U1×HRUh,h的取值为1~H之间FFT分解得到的谐波电压次数,H为FFT分解得到的谐波电压次数最大值;步骤六、谐波影响系数的计算:处理器(3)根据公式计算谐波影响系数p,其中,p1为基波电压有效值与零序电压有效值之比且ph为h次谐波电压有效值与零序电压有效值之比且步骤七、所有非故障线路基波下的电容电纳的计算:处理器(3)根据公式计算所有非故障线路基波下的电容电纳Bjb;步骤八、所有非故障馈线电容电流的计算:处理器(3)根据公式IfC=BjbU0计算所有非故障馈线的电容电流IfC;步骤九、故障馈线电容电流IgC的计算;步骤十、配电网电容电流IC的计算:处理器(3)根据公式IC=IfC+IgC计算配电网电容电流IC。2.按照权利要求1所述的一种配电网电容电流测量方法,其特征在于:步骤二中所述处理器(3)根据母线零序电压和各条非故障馈线的零序电流采样值计算各条非故障馈线的零序无功功率时,其中编号为m的非故障馈线的零序无功功率Qm的计算公式为H[uk]为对uk进行Hilbert变换,imk为第m个馈线零序电流检测电路(2)检测到的编号为m的非故障馈线的零序电流一个周波内的第k个瞬时值。3.按照权利要求1所述的一种配电网电容电流测量方法,其特征在于:步骤九中所述故障馈线电容电流IgC的计算方法为:分故障馈线是电缆线路还是架空线路两种情况计算故障馈线电容电流IgC,当故障馈线是电缆线路时,处理器(3)根据公式IgC=K·Un·L计算故障馈线电容电流IgC,其中,K为故障馈线电容电流估算系数且S为电缆线路的截面积,Un为电缆线路额定线电压,L为电缆线路的长度;当故障馈线是架空线路时,处理器(3)根据公式IgC=2.7·Un′·L′计算故障馈线电容电流IgC,其中,Un′为架空线路额定线电压,L′为架空线路的长度。4.一种实现如权利要求1所述方法的配电网电容电流测量装置,其特征在于:包括处理器(3)和为装置中各用电单元供电的电源电路(5),以及与处理器(3)相接的以太网通信电路模块(4);所述处理器(3)的输入端接有用于对配电网系统发生瞬时性单相接地故障后的母线零序电压进行实时检测的零序电压检测电路(1)和分别对多条非故障馈线的零序电流进行实时检测的多个馈线零序电流检测电路(2)。5.按照权利要求4所述的装置,其特征在于:所述电源电路(5)包括5V开关电源和与5V开关电源的输出端连接的5V到3.3V电压转换电路,所述5V开关电源的输出端为电源电路(5)的+5V电压输出端,所述5V到3.3V电压转换电路包括稳压芯片AMS1117、电感L2、极性电容C7、极性电容C8、非极性电容C9和非极性电容C10,所述稳压芯片AMS1117的第3引脚、极性电容C7的正极和非极性电容C9的一端均与5V开关电源的电压输出端连接,所述极性电容C7的负极和非极性电容C9的另一端均接地,所述稳压芯片AMS1117的第2引脚和极性电容C8的正极均与电感L2的一端连接,所述电感L2的另一端与非极性电容C10的一端连接,且为5V到3.3V电压转换电路的3.3V电压输出端,所述稳压芯片AMS1117的第1引脚、极性电容C8的负极和非极性电容C10的另一端均接地;所述5V到3.3V电压转换电路的3.3V电压输出端为电源电路(5)的+3.3V电压输出端。6.按照权利要求4所述的装置,其特征在于:所述处理器(3)包括DSP数字信号处理器TMS320F2812。7.按照权利要求6所述的装置,其特征在于:所述零序电压检测电路(1)包括三相五柱式电压互感器PT1、电压互感器TV1、瞬态抑制二极管TVS1、多孔磁珠CR1、电阻R1和非极性电容C1,所述三相五柱式电压互感器PT1的辅助二次绕组的一端与所述电压互感器TV1的一次绕组的一端相接,所述三相五柱式电压互感器PT1的辅助二次绕组的另一端与所述电压互感器TV1的一次绕组的另一端相接,所述电压互感器TV1的二次绕组的一端与瞬态抑制二极管TVS1的引脚1和多孔磁珠CR1的引脚1相接,所述电压互感器TV1的二次绕组的另一端与瞬态抑制二极管TVS1的引脚2和多孔磁珠CR1的引脚4相接,所述多孔磁珠CR1的引脚2与电阻R1的一端相接,所述电阻R1的另一端与非极性电容C1的一端相接且为所述零序电压检测电路(1)的零序电压输出端V_OUT,所述多孔磁珠CR1的引脚3和非极性电容C1的另一端均接地;所述零序电压检测电路(1)的零序电压输出端V_OUT与DSP数字信号处理器TMS320F2812的ADC输入端口连接。8.按照权利要求6所述的装置,其特征在于:多个所述馈线零序电流检测电路(2)的电路结构相同且均包括零序电流互感器CT1、电压互感器TV2、瞬态抑制二极管TVS2、多孔磁珠CR2、电阻R2、电阻R3和非极性电容C2,所述零序电流互感器CT1的一个输出端与电阻R3的一端和电压互感器TV2的一次绕组的一端相接,所述第一零序电流互感器CT1的另一个输出端与电阻R3的另一端和电压互感器TV2的一次绕组的另一端相接,所述电压互感器TV2的二次绕组的一端与瞬态抑制二极管TVS2的引脚1和多孔磁珠CR2的引脚1相接,所述电压互感器TV2的二次绕组的另一端与瞬态抑制二极管TVS2的引脚2和多孔磁珠CR2的引脚4相接,...

【专利技术属性】
技术研发人员:王清亮李洋高梅杨博秦洁
申请(专利权)人:西安科技大学
类型:发明
国别省市:陕西,61

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1