CN101408565B - 基于电压互感器采样的35kv配电站内、外过电压监测方法 - Google Patents

基于电压互感器采样的35kv配电站内、外过电压监测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101408565B
CN101408565B CN2008102340040A CN200810234004A CN101408565B CN 101408565 B CN101408565 B CN 101408565B CN 2008102340040 A CN2008102340040 A CN 2008102340040A CN 200810234004 A CN200810234004 A CN 200810234004A CN 101408565 B CN101408565 B CN 101408565B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
signal processor
digital signal
value
overvoltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008102340040A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101408565A (zh
Inventor
谢楠
许建明
李佑淮
肖登明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Changzhou Power Supply Co of Jiangsu Electric Power Co
Original Assignee
Changzhou Power Supply Co of Jiangsu Electric Power Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou Power Supply Co of Jiangsu Electric Power Co filed Critical Changzhou Power Supply Co of Jiangsu Electric Power Co
Priority to CN2008102340040A priority Critical patent/CN101408565B/zh
Publication of CN101408565A publication Critical patent/CN101408565A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101408565B publication Critical patent/CN101408565B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明涉及一种基于电压互感器采样的35kV配电站内、外过电压监测方法,(1)利用电压互感器采集各相电压信号;(2)各相电压信号经信号调理、光电隔离、模数转换器、数据缓存器后作为采样电压信号送至数字信号处理器内,数字信号处理器连续对采样点处的各相采样电压信号进行处理得到各采样点的各相电压采样值;(3)数字信号处理器将各相电压采样值与设定的电压基准值进行比较和判断是否为内外过电压,各相电压采样值送入数字信号处理器的存储区内,并通过通信接口上传电压信号,上位机记录暂态过电压的波形及参数,监测电网中发生的各种内、外过电压,在线完整准确的记录过电压发生的过程,本发明具有安全、实用,大大节省设备投资的特点。

Description

基于电压互感器采样的35KV配电站内、外过电压监测方法
技术领域
[0001] 本发明及一种基于电压互感器采样的35KV配电站内、外过电压监测方法,属于过 电压在线监测技术。
背景技术
[0002] 过电压在线监测是在线监测技术在电力领域内的应用。过电压信号的获取是过电 压在线监测技术的关键所在,通常可以用来获取过电压信号的设备有:电压互感器、高压分 压器以及光纤电压传感器,其中应用较多的是采用高压分压器来获取过电压信号。传统的 采用高压分压器的过电压监测系统的结构框图如图1所示,系统母线电压经高压分压器降 低至合适的电压水平后,隔离传感器对电压信号进行高速、高精度的隔离变换,将高压分压 器低压臂的电压信号进一步降低至数据采集部分能接收的合适水平,经多路开关选通的某 路信号进入数据采集卡进行数模转换,转换后的数字信号通过通信接口传至后台机进行处 理与分析。
[0003] 这种传统的过电压在线监测系统利用高压分压器来获取过电压信号,将分压器直 接并联在母线上并长期运行,这对电网的安全运行可能会有影响,而且测量回路和一次设 备直接有电气联系,这会影响到测量设备和人员的安全;其次这种传统的监测系统大多采 用数据采集卡来采集电压信号,这种技术虽然成熟、可靠性也较好,但是其性能一般,成本 很高。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种具有安全、实用,不会影响系统的正常运行,可大大节省
设备投资的基于电压互感器采样的35KV配电站内、外过电压监测方法。
[0005] 本发明为达到上述目的的技术方案是:一种基于电压互感器采样的35KV配电站
内、外过电压监测方法,其特征在于:
[0006] (1)、利用电压互感器采集各相电压信号;
[0007] (2)、各相电压信号经信号调理、光电隔离、模数转换器、数据缓存器后作为采样电 压信号送至数字信号处理器内,数字信号处理器连续对采样点处的各相采样电压信号进行 处理得到各采样点的各相电压采样值,
[0008] (3)、数字信号处理器将各相电压采样值与设定的电压基准值进行比较和判断, [0009] 当各相电压采样值均小于电压基准值时,数字信号处理器判断配电站内没有产生 过电压,数字信号处理器将各相电压采样值送入环形存储区内,并通过通信接口上传电压 信号,上位机记录电压波形及参数;
[0010] 当其中任何一相的电压采样值大于电压基准值时,数字信号处理器判断配电站内 产生过电压,各相电压采样值跳出环形存储区,同时,数字信号处理器计算该采样点处的电 压上升率Ki,
[0011] 当该采样点处的电压上升率Ki小于临界电压上升率Kc时,数字信号处理器判断配
3电站产生内过电压,各相电压采样值进入用于存储内过电压信号的存储区内,通过通信接 口上传内过电压信号,上位机记录暂态内过电压波形及参数;
[0012] 当该采样点处的电压上升率Ki大于临界电压上升率Kc时,数字信号处理器判断 配电站产生的是外过电压时,各相电压采样值进入用于外过电压信号的存储区,数字信号 处理器通过复杂可编程逻辑器件向模数转换器和数据缓存器发出控制信号,切换至大于 18MHz以上设定的高频采样频率,采集各相下一个采样点处及以后的外过电压信号值并存 储至用于外过电压信号的存储区,通过通信接口上传外过电压信号,上位机记录暂态外过 电压的波形及参数。
[0013] 本发明的配电站过电压在线监测,主要具有以下特点:
[0014] 1、本发明利用配电站内现有的电压互感器来获取过电压信号。在低频状态下,电 压互感器的稳态幅频响应和暂态幅频响应都是线性的,具有较好的过电压信号传输性能, 而对于高频的快速变化的雷电波(标准雷电波是1. 2/50 i! s)而言,由于其波头较陡,此时 电压互感器可看作电容分压器,通过电容分压器的静电感应效应获取外过电压信号,于是 电压互感器既能传输变送低频的内过电压信号,也能传输变送高频的外过电压信号,由于 无需增加母线的电气节点,因此不会影响系统的正常运行,同时可以大大节省设备投资。 [0015] 2、本发明通过数字信号处理器对产生的内外过电压进行判断识别,并通过复杂可 编程逻辑器件控制在低频或高频采样状态下准确采集内过电压信号和外过电压信号,可在 线完成过电压事故发生前以及过电压事故发生后的电压波形记录。
附图说明
[0016] 下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。 [0017] 图1是原采用高压分压器的过电压在线监测系统结构框图。 [0018] 图2是本发明内、外过电压监测的结构框图。 [0019] 图3是高频状态下互感器静电感应的简化等效电路。 [0020] 图4是本发明过电压监测系统信号变换与传输部分结构图。
具体实施方式
[0021 ] 见图2所示,本发明基于电压互感器采样的35KV配电站内、外过电压监测方法, 电压互感器与配电站各相进线母排或开关柜的母排连接,利用电压互感器采集各相电压信 号。在低频状态下如工频,电压互感器的稳态幅频响应和暂态幅频响应都是线性的,具有较 好的过电压信号传输能力。而互感器线圈在冲击电压如操作冲击电压、雷电冲击电压等作 用下会产生线圈间的静电感应,此时电压的传递是以静电感应为主,因此在高频段时,电压 互感器可看作电容分压器来传输高频的冲击电压信号,如图3所示,是本发明高频状态下 互感器静电感应的简化等效电路,可以看出主要取决于二次线圈的对地电容和一次线圈与 二次线圈之间的电容。因此本发明通过电压互感器既能传变低频的内过电压信号,也能传 变高频的外过电压信号。
[0022] 各相电压信号经信号调理、光电隔离、模数转换器、数据缓存器后作为采样电压信 号送至数字信号处理器内,而数字信号处理器连续对采样点处的各相采样电压信号进行处 理得到各采样点的各相电压采样值,数字信号处理器的控制端通过复杂可编程逻辑器件分别控制各相的模数转换器和数据缓存器进行频率转换。电压互感器二次侧输出为采集的 各相电压信号,各相电压信号经二次分压、阻抗隔离和二阶低通滤波的信号调理,再经高速 线性光耦如HCNR201进行光电隔离作为采样电压信号,以保证各相采样电压信号传输的 精度和速度,同时实现过电压在线监测系统的前向通道与数据采集部分的电气隔离。见 图4所示,各相采样电压信号经高速模数转换器、数据缓存器(FIFO)、复杂可编程逻辑器 件(CPLD)以及数字信号处理器(DSP)的变换和传输得到各相电压采样值。数字信号处 理器(DSP)采用TI公司生产的lGHz高性能的TMS320C6416T,而高速模数转换器的带宽 为12bit,在使用采样频率为高频即18MHz采集外过电压信号时,在每秒钟形成的数据量很 大,能通过数据缓存器(FIFO)进行数据缓冲,进入数字信号处理器(DSP)的存储区,实现模 拟数据的数字化和数据的传输,同时实现内、外过电压信号的识别。本发明针对所采集到的 电压信号在多数情况下是正弦的50Hz工频电压,只有在异常情况下会采集到内过电压和 外过电压,故在数字信号处理器设有三个存储区,用于存储正常状态下的工频电压信号的 环形存储区,用于存储内过电压的存储区和用于存储外过电压的存储区。 [0023] 数字信号处理器将各相电压采样值与设定的电压基准值进行比较和判断,当各相 电压采样值均小于电压基准值时,数字信号处理器判断配电站内没有产生过电压,数字信 号处理器将各相电压采样值送入环形存储区内,并通过通信接口上传各相电压信号,上位 机记录电压波形及频率、幅值等参数。
[0024] 当其中任何一相的电压采样值大于电压基准值时,数字信号处理器判断配电站内 产生过电压,各相电压采样值跳出环形存储区,同时,数字信号处理器计算该采样点处的电 压上升率Ki,当该采样点处的电压上升率&小于临界电压上升率Ke时,数字信号处理器判 断配电站产生内过电压,各相电压采样值进入用于存储内过电压信号的存储区内,通过通 信接口上传内过电压信号,上位机记录暂态电压波形及频率、幅值、波形陡度等参数。当该 采样点处的电压上升率Ki大于临界电压上升率Kc时,数字信号处理器判断配电站产生的是 外过电压时,各相电压采样值进入用于外过电压信号的存储区,数字信号处理器通过复杂 可编程逻辑器件向模数转换器发出控制信号,切换至大于18MHz以上设定的采样频率,采 集下一个采样点处及以后的各相外过电压信号并存储至用于外过电压信号的存储区,通过 通信接口上传外过电压信号,记录暂态外过电压的波形及及频率、幅值、波形陡度等参数。
本发明的电压上升率Ki可通过下列公式计算得到,《,;^^^1^ (KV/ns),其中:
i > 1, i为整数,、是第i个采样点处的电压采样值,V卜工是第i-l个采样点处的电压采样 值,1是第i个采样点处的采样时刻,T卜工是第i-l个采样点处的采样时刻。 [0025] 临界电压上升率Kc,是一个经验值,用以区分内、外过电压,通常在75KV/ y s〜 120KV/ii s之间,可根据不同的监测系统设定。
[0026] 本发明能判断电网中有无过电压发生,并监测电网中发生的各种内、外过电压,完 整准确的记录过电压发生的过程,记录过电压的波形及频率、幅值、波形陡度等参数,存储 事故发生前后过电压的进程和对电网电压的影响,为电力系统事故分析提供可靠的依据, 也为电力系统的安全运行和故障诊断提供技术支持。

Claims (3)

  1. 一种基于电压互感器采样的35KV配电站内、外过电压监测方法,其特征在于:(1)、利用电压互感器采集各相电压信号;(2)、各相电压信号经信号调理、光电隔离、模数转换器、数据缓存器后作为采样电压信号送至数字信号处理器内,数字信号处理器连续对采样点处的各相采样电压信号进行处理得到各采样点的各相电压采样值;(3)、数字信号处理器将各相电压采样值与设定的电压基准值进行比较和判断,当各相电压采样值均小于电压基准值时,数字信号处理器判断配电站内没有产生过电压,数字信号处理器将各相电压采样值送入环形存储区内,并通过通信接口上传电压信号,上位机记录电压波形及参数;当其中任何一相的电压采样值大于电压基准值时,数字信号处理器判断配电站内产生过电压,各相电压采样值跳出环形存储区,同时,数字信号处理器计算该采样点处的电压上升率Ki,当该采样点处的电压上升率Ki小于临界电压上升率KC时,数字信号处理器判断配电站产生内过电压,各相电压采样值进入用于存储内过电压信号的存储区内,通过通信接口上传内过电压信号,上位机记录暂态内过电压波形及参数;当该采样点处的电压上升率Ki大于临界电压上升率KC时,数字信号处理器判断配电站产生的是外过电压时,各相电压采样值进入用于外过电压信号的存储区,数字信号处理器通过复杂可编程逻辑器件向模数转换器和数据缓存器发出控制信号,切换至大于18MHz以上设定的高频采样频率,数字信号处理器采集各相下一个采样点处及以后的外过电压信号值并存储至用于外过电压信号的存储区,通过通信接口上传外过电压信号,上位机记录暂态外过电压的波形及参数。
  2. 2. 根据权利要求1所述的基于电压互感器采样的35KV配电站内、外过电压监测方法,AF ,其特征在于:所述的电压上升率A -T^-^^KV/ii S,其中:i > 1, i为整数,、是第i个采样点处的电压采样值,v卜工是第i-i个采样点处的电压采样值, Ti是第i个采样点处的采样时刻, T卜工是第i-l个采样点处的采样时刻。
  3. 3. 根据权利要求1所述的基于电压互感器采样的35KV配电站内、外过电压监测方法, 其特征在于:所述临界电压上升率Kc在75KV/ii s〜120KV/ii s之间。
CN2008102340040A 2008-10-31 2008-10-31 基于电压互感器采样的35kv配电站内、外过电压监测方法 Expired - Fee Related CN101408565B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008102340040A CN101408565B (zh) 2008-10-31 2008-10-31 基于电压互感器采样的35kv配电站内、外过电压监测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008102340040A CN101408565B (zh) 2008-10-31 2008-10-31 基于电压互感器采样的35kv配电站内、外过电压监测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101408565A CN101408565A (zh) 2009-04-15
CN101408565B true CN101408565B (zh) 2010-07-07

Family

ID=40571662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008102340040A Expired - Fee Related CN101408565B (zh) 2008-10-31 2008-10-31 基于电压互感器采样的35kv配电站内、外过电压监测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101408565B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102737828B (zh) * 2011-04-13 2015-08-26 华东电力试验研究院有限公司 带暂态过电压监测单元的电容式电压互感器
CN102313834B (zh) * 2011-06-09 2013-10-09 保定市三川电气有限责任公司 一种电力数据的转换系统、方法与装置
CN102721854B (zh) * 2012-05-31 2015-08-05 重庆市电力公司綦南供电局 电网过电压信号检测方法及系统
CN103063907B (zh) * 2012-12-26 2016-02-17 武汉烽火富华电气有限责任公司 一种电子式电压互感器信号采集系统
CN103245896B (zh) * 2013-04-24 2016-09-07 广州供电局有限公司 基于火箭引雷技术的配电线路雷电感应过电压模拟平台
CN103812216B (zh) * 2014-01-17 2016-04-20 贵阳供电局 一种区域电网暂态过电压监测系统
CN104793038A (zh) * 2015-04-20 2015-07-22 清华大学 一种电力系统全光学过电压监测装置
CN105182054A (zh) * 2015-09-16 2015-12-23 成都比善科技开发有限公司 一种三相电路的过电压监测方法
CN106124843A (zh) * 2016-07-08 2016-11-16 国网上海市电力公司 一种交流电网暂态过程的宽频带监测系统
CN106771521A (zh) * 2016-12-15 2017-05-31 重庆大学 一种变电站设备过电压数据综合采集系统及方法
JP6866800B2 (ja) * 2017-08-04 2021-04-28 ブラザー工業株式会社 電圧異常検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101408565A (zh) 2009-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101408565B (zh) 基于电压互感器采样的35kv配电站内、外过电压监测方法
CN202126472U (zh) 基于无线同步技术的氧化锌避雷器泄漏电流在线监测装置
CN202041575U (zh) 氧化锌避雷器状态监测系统
CN207689566U (zh) 一种宽频带电磁暂态过电压采样装置
CN105137158A (zh) 电力系统暂态过电压监测系统
CN101666826B (zh) 基于双时基采样技术的过电压在线监测装置
CN203759497U (zh) 一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统
CN104459483A (zh) 一种330kV电力电缆线路局部放电监测方法及装置
CN102116824A (zh) 高压电缆系统分布式局部放电在线监测方法及装置
CN201083800Y (zh) 基于虚拟仪器技术的变电站绝缘带电检测仪
CN201302591Y (zh) 过电压在线监测装置
CN102707135A (zh) 基于微分环的架空输电线路雷电流在线监测系统
CN101685121A (zh) 电力系统动态过程在线监测装置及方法
CN204101619U (zh) 一种用于gis雷电侵入过电压的监测装置
CN106872866A (zh) 并联避雷器均流特性测试系统
CN104965111A (zh) 一种基于钳形同轴电容的输配电线路电压在线测量系统
CN105092947B (zh) 一种三相电路的过电压监测系统及其方法
CN204462307U (zh) 基于同步采样的电缆-架空线混合线路故障区段定位系统
CN204832330U (zh) 暂态过电压监测设备
CN204855663U (zh) 一种基于总线分布式的容性设备绝缘特性监测系统
CN202512161U (zh) 基于罗氏线圈的超高压电网过电压监测系统
CN101916648B (zh) 多频段测量的数字式线性交流电压互感器及其测量方法
CN203164360U (zh) 一种变电设备绝缘在线监测系统
CN204882734U (zh) 一种可在高压侧带电装拆的电能质量监测和电能计量装置
CN204595062U (zh) 一种基于钳形同轴电容的输配电线路电压在线测量系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: JIANGSU ELECTRIC POWER CO. STATE ELECTRIC NET CROP

Effective date: 20120917

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20120917

Address after: 213003 No. 27, West Front Street, Changzhou, Jiangsu

Patentee after: Changzhou Power Supply Co, Jiangsu Provincial Power Corp.

Patentee after: Jiangsu Electric Power Company

Patentee after: State Grid Corporation of China

Address before: 213003 No. 27, West Front Street, Changzhou, Jiangsu

Patentee before: Changzhou Power Supply Co, Jiangsu Provincial Power Corp.

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100707

Termination date: 20171031