【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高电压试验，尤其涉及一种无线通信技术采集cvt操作过电压的系统及方法。
技术介绍
1、对电力系统开展科学研究及现场运行经验表明，变压器、隔离开关等高压电气的绝缘特性及承受过电压的能力对电网的可靠运行至关重要。在各类电网设备操作过程中，难免产生各种类型的过电压，从而引起电气设备绝缘性能下降，甚至导致电网事故发生。对此，科研人员对高压电气的操作过电压开展采集与分析，评价各类电力系统的绝缘水平，为降低发生电网设备闪络事件做出了不懈努力。
2、对高压电气开展操作过电压采集试验，必须依据被试对象选取对应的传感器。传统电力试验类传感器分为电磁型、电容型，其原理均是通过感应方式实现将高压信号转换为可接入仪表的小信号。近年来还出现了利用套管末屏电容分压，集成传输小信号光纤方式的各类变送器。在上述传感器中，由于电容性电压互感器cvt具备较好的动态相应特性，线性度好，结构简单，在进行高压测试场合得到了广泛的应用。但是其二次侧未与一次侧完全隔离，在二次侧接地不良的情况下，易发生试验人员触电事故；电磁类互感器内部为电感结构，在一次侧出现瞬态信号时，由于受到带宽限制，二次侧会出现饱和失真情况，导致操作过电压信号采集不精确；光纤式电压互感器由于使用光电耦合方式实现隔离，在绝缘与电气隔离方面得到了改善，精确度亦可以满足瞬态信号采集指标。但光纤由于本身弯折后易损坏的特性，不利于试验人员现场测试，同时受成本制约，难以大范围推广使用。
3、电容式电压互感器与电磁式电压互感器相比，具有冲击绝缘强度高、制造简单、重量轻、体积小、成
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种无线通信技术采集cvt操作过电压的系统及方法。其目的是为了实现精确检测cvt操作过电压的专利技术目的。
2、本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
3、一种无线通信技术采集cvt操作过电压的系统，包括cvt，在cvt接地连接端下方安装抗电磁壳体，在抗电磁壳体内安装有阻性分流单元、积分单元及zigbee信号采集无线通信单元，所述cvt与阻性分流单元串联连接，所述阻性分流单元与积分单元并联连接，所述zigbee信号采集无线通信单元与所述积分单元并联连接。
4、更进一步的，所述cvt包括：容性高压分压单元和线圈传感单元；所述容性高压分压单元由若干电容串联组成，容性高压分压单元的主电容器和串联电容器间的中压引出导线与所述线圈传感单元相接；所述串联电容器输出侧的接地导线经由接地连接端引出，串联电容器与所述阻性分流单元串联后连接至接地引下线；所述由接地连接端引出的接地导线通过屏蔽线经由阻性分流单元后，经由屏蔽线引出至接地引下线。
5、更进一步的，所述阻性分流单元和所述积分单元均安装于抗电磁壳体内，所述积分单元包括：串联连接的积分电阻和积分电容；其中，积分单元的积分电阻和积分电容安装于印制电路板上。
6、更进一步的，所述zigbee信号采集无线通信单元与所述积分单元中积分电容并联，用于采集和检测积分电容两接线端的模拟输出信号，并通过无线方式与计算机完成数据交换；所述zigbee信号采集无线通信单元的天线连接口经馈线连接至抗电磁壳体外部天线固定端。
7、一种无线通信技术采集cvt操作过电压的方法，包括：
8、获取积分单元的积分电容两接线端的模拟输出信号；
9、利用积分电容两接线端的模拟输出信号，检测cvt操作过电压。
10、更进一步的，所述获取积分单元的积分电容两接线端的模拟输出信号，是利用zigbee信号采集无线通信单元获取积分单元的积分电容两端的模拟输出信号；当开展试验并产生操作过电压u(t)时，有高频瞬态电流i(t)流过cvt，高频瞬态电流与操作过电压的关系式如下式所示：
11、
12、其中，cp为主电容器ch和串联电容器cm串联后的电容值，为操作过电压对时间的导数；
13、采集与容性高压分压单元的呈现串联结构的阻性分流单元r所采集到的高频瞬态电流i(t)，此时阻性分流单元r的模拟输出信号为ur(t)，将该模拟输出信号连接至由积分电阻r和积分电容c组成无源积分电路，对高频瞬态电压下经过容性高压分压单元的高频瞬态电流进行积分，得到操作过电压波形，其数学表达式为：
14、
15、
16、其中，i1(t)为积分单元电路中流过的电流，为操作过电压对时间的导数，1/jωc为操作过电压的实际频率下，对应积分电容c的容抗值；
17、该积分单元中流过的电流i1(t)存在如下关系式：
18、
19、式中，uc(t)为积分单元电路中积分电容c的输出信号；
20、由式(2)-(4)可得：
21、
22、通过对公式(5)等号两侧进行积分运算：
23、
24、得到：
25、
26、其中，ωr为操作过电压的实际频率下，对应积分积分电阻r的阻抗值；1/jωc为操作过电压的实际频率下，对应积分电容c的容抗值；
27、cvt上操作过电压u(t)与积分单元所在电路中积分电容c的输出信号呈现一次比例关系，若系统中各硬件的参数信息确定，则为精确检测操作过电压；
28、所述利用积分电容两接线端的模拟输出信号，检测cvt操作过电压，如下式所示：
29、
30、其中，u(t)为cvt操作过电压；r为积分电阻的阻值；r为阻性分流单元的阻值；cp为主电容器和串联电容器的串联电容值；ch为主电容器的电容值；uc(t)为积分电容两端的模拟输出信号。
31、一种无线通信技术采集cvt操作过电压的装置，包括：
32、获取模块，用于获取积分单元的积分电容两接线端的模拟输出信号；
33、检测模块，用于利用积分电容两接线端的模拟输出信号，检测cvt操作过电压。
34、更进一步的，所述获取积分单元的积分电容两接线端的模拟输出信号，是利用zigbee信号采集无线通信单元获取积分单元的积分电容两端的模拟输出信号；当开展试验并产生操作过电压u(t)时，有高频瞬态电流i(t)流过cvt，高频瞬态电流与操作过电压的关系式如下式所示：
35、
36、其中，cp为主电容器ch和串联电容器cm串联后的电容值，为操作过电压对时间的导数；
37、采集与容性高压分压单元的呈现串联结构的阻性分流单元r所采集到的高频瞬态电流i(t)，此时阻性分流单元r的模拟输出信号为ur(t)，将该模拟输出信号连接至由积分电阻r和积分电容c组成无源积分电路，对高频瞬态电压下经过容性高压分压单元的高频瞬态电流进行积分，得到操作过电压波形，其数学表达式为：...
【技术保护点】
1.一种无线通信技术采集CVT操作过电压的系统，其特征是：包括CVT，在CVT接地连接端下方安装抗电磁壳体，在抗电磁壳体内安装有阻性分流单元、积分单元及Zigbee信号采集无线通信单元，所述CVT与阻性分流单元串联连接，所述阻性分流单元与积分单元并联连接，所述Zigbee信号采集无线通信单元与所述积分单元并联连接。
2.根据权利要求1所述的一种无线通信技术采集CVT操作过电压的系统，其特征是：所述CVT包括：容性高压分压单元和线圈传感单元；所述容性高压分压单元由若干电容串联组成，容性高压分压单元的主电容器和串联电容器间的中压引出导线与所述线圈传感单元相接；所述串联电容器输出侧的接地导线经由接地连接端引出，串联电容器与所述阻性分流单元串联后连接至接地引下线；所述由接地连接端引出的接地导线通过屏蔽线经由阻性分流单元后，经由屏蔽线引出至接地引下线。
3.根据权利要求1所述的一种无线通信技术采集CVT操作过电压的系统，其特征是：所述阻性分流单元和所述积分单元均安装于抗电磁壳体内，所述积分单元包括：串联连接的积分电阻和积分电容；其中，积分单元的积分电阻和积分电容安装
4.根据权利要求1所述的一种无线通信技术采集CVT操作过电压的系统，其特征是：所述Zigbee信号采集无线通信单元与所述积分单元中积分电容并联，用于采集和检测积分电容两接线端的模拟输出信号，并通过无线方式与计算机完成数据交换；所述Zigbee信号采集无线通信单元的天线连接口经馈线连接至抗电磁壳体外部天线固定端。
5.一种无线通信技术采集CVT操作过电压的方法，其特征是：包括：
6.根据权利要求5所述的一种无线通信技术采集CVT操作过电压的方法，其特征是：所述获取积分单元的积分电容两接线端的模拟输出信号，是利用Zigbee信号采集无线通信单元获取积分单元的积分电容两端的模拟输出信号；当开展试验并产生操作过电压u(t)时，有高频瞬态电流i(t)流过CVT，高频瞬态电流与操作过电压的关系式如下式所示：
7.一种无线通信技术采集CVT操作过电压的装置，其特征是：包括：
8.根据权利要求7所述的一种无线通信技术采集CVT操作过电压的装置，其特征是：所述获取积分单元的积分电容两接线端的模拟输出信号，是利用Zigbee信号采集无线通信单元获取积分单元的积分电容两端的模拟输出信号；当开展试验并产生操作过电压u(t)时，有高频瞬态电流i(t)流过CVT，高频瞬态电流与操作过电压的关系式如下式所示：
9.一种计算机设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求5-6中任一权利要求所述的一种无线通信技术采集CVT操作过电压的方法的步骤。
10.一种计算机存储介质，其特征是：所述计算机存储介质上存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求5-6中任一权利要求所述的一种无线通信技术采集CVT操作过电压的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种无线通信技术采集cvt操作过电压的系统，其特征是：包括cvt，在cvt接地连接端下方安装抗电磁壳体，在抗电磁壳体内安装有阻性分流单元、积分单元及zigbee信号采集无线通信单元，所述cvt与阻性分流单元串联连接，所述阻性分流单元与积分单元并联连接，所述zigbee信号采集无线通信单元与所述积分单元并联连接。
2.根据权利要求1所述的一种无线通信技术采集cvt操作过电压的系统，其特征是：所述cvt包括：容性高压分压单元和线圈传感单元；所述容性高压分压单元由若干电容串联组成，容性高压分压单元的主电容器和串联电容器间的中压引出导线与所述线圈传感单元相接；所述串联电容器输出侧的接地导线经由接地连接端引出，串联电容器与所述阻性分流单元串联后连接至接地引下线；所述由接地连接端引出的接地导线通过屏蔽线经由阻性分流单元后，经由屏蔽线引出至接地引下线。
3.根据权利要求1所述的一种无线通信技术采集cvt操作过电压的系统，其特征是：所述阻性分流单元和所述积分单元均安装于抗电磁壳体内，所述积分单元包括：串联连接的积分电阻和积分电容；其中，积分单元的积分电阻和积分电容安装于印制电路板上。
4.根据权利要求1所述的一种无线通信技术采集cvt操作过电压的系统，其特征是：所述zigbee信号采集无线通信单元与所述积分单元中积分电容并联，用于采集和检测积分电容两接线端的模拟输出信号，并通过无线方式与计算机完成数据交换；所述zigbee信号采集无线通信单元的天线连接口经馈...
【专利技术属性】
技术研发人员：李佳奇，王南，刘碧琦，鲁旭臣，李斌，李爽，唐红，李冠华，周榆晓，崔巨勇，刘佳鑫，王雅楠，范琦睿，杨璐羽，韩月，宋云东，王亮，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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