CN103048532B - 瞬态波全电压故障录波在线检测装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种瞬态波全电压故障录波在线检测装置及其工作方法。装置为其上置有分压抽头端子(5)的无感电阻分压器(9)抽头后低阻值的一端与接地端子(8)电连接、另一端经无感熔丝(3)与高压接线端子(2)电连接，分压抽头端子(5)与接地端子(8)间并联连接有气体放电管(7)和采样频率≥30MHz/s的采样卡(5)，采样卡(5)的输出端与工业控制器(4)电连接；方法为设定采样卡的采样速率为90～110ns/次，并将采集到的电压数据按序存储，以当前采集到的电压数据为起点，分别计算回取9～11个、1900～2100个和≤20ms的电压数据的变化斜率，根据斜率角度将其分别视为雷击过电压或操作过电压或非过电压类的波形。它可用于检测各种瞬态电压故障波。

Description

瞬态波全电压故障录波在线检测装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种故障录波在线检测装置及工作方法，尤其是一种瞬态波全电压故障录波在线检测装置及其工作方法。

背景技术

在电力系统中，各种过电压对设备的危害非常大。人们为了对过电压进行检测，常使用过电压检测设备，如目前系统中正在使用的型号为GYC-2X的过电压检测仪。该过电压检测仪由与电阻分压器电连接的信号采集器和控制器组成，其虽能检测到过电压，却也存在着不足之处，首先，电阻分压器不可避免地带有电感，不仅对检测到的过电压的波形有影响，还无法对过电压的瞬态波进行全面有效地检测，尤为高频瞬态波；其次，检测方法是以硬件触发为前提的，使其只能检测过电压类的瞬态电压故障波，而不能检测非过电压类的瞬态电压故障波，如谐波、陷波、闪变等故障波均无法检测。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种结构合理，可检测各种瞬态电压故障波的瞬态波全电压故障录波在线检测装置。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述瞬态波全电压故障录波在线检测装置的工作方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：瞬态波全电压故障录波在线检测装置包括与电阻分压器电连接的信号采集器和控制器，特别是，

所述电阻分压器为无感电阻分压器，其上置有按阻值比例1000～3000∶0.9～1.1设定的分压抽头端子，用于将10～35KV的电压分压为≤44V；

所述无感电阻分压器抽头后低阻值的一端与接地端子电连接、另一端经无感熔丝与高压接线端子电连接；

所述分压抽头端子与接地端子之间并联连接有气体放电管和信号采集器；

所述信号采集器为采样频率≥30MHz/s的采样卡，其输出端与控制器电连接；

所述控制器为工业控制器，用于对采集到的电压数据进行分析，以判别出其波形属于雷击过电压或操作过电压或非过电压类之波形。

作为瞬态波全电压故障录波在线检测装置的进一步改进，所述的无感电阻分压器的阻值为10～35MΩ；所述的气体放电管的型号为R150W03；所述的采样卡的型号为研华PCI-1714U；所述的工业控制器的型号为研华AIMB-256。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：上述瞬态波全电压故障录波在线检测装置的工作方法包括采集信号和对其进行处理，特别是，

设定采样卡的采样速率为90～110ns/次，并将采集到的电压数据按照采集时间顺序存储；

以当前采集到的电压数据为起点，分别，

计算回取9～11个电压数据的变化斜率，若其斜率角度＞65.00度，则视为雷击过电压，

计算回取1900～2100个电压数据的变化斜率，若其斜率角度＜65.00度、且＞1.00度，则视为操作过电压，

计算≤20ms的电压数据的波形变化斜率，若其斜率角度＜1.00度，则视为非过电压类的波形。

相对于现有技术的有益效果是，其一，装置采用其上置有按阻值比例1000～3000∶0.9～1.1设定的分压抽头端子的无感电阻分压器抽头后低阻值的一端与接地端子电连接、另一端经无感熔丝与高压接线端子电连接，分压抽头端子与接地端子间并联连接有气体放电管和采样频率≥30MHz/s的采样卡，采样卡的输出端与工业控制器电连接的技术方案，既杜绝了电感对检测结果的影响，又可将各种瞬态电压故障波全面、无形变地记录下来，为后续的分析、判断和解决故障奠定了良好的基础，还因不需硬件触发为前提而使结构变得合理、实用，且使用起来也方便得多。其二，方法采用设定采样卡的采样速率为90～110ns/次，并将采集到的电压数据按序存储，以当前采集到的电压数据为起点，分别计算回取9～11个、1900～2100个和≤20ms的电压数据的变化斜率，根据斜率角度＞65.00度、＜65.00度且＞1.00度和＜1.00度，将其分别视为雷击过电压或操作过电压或非过电压类的波形的技术方案，是基于对已发生的各种瞬态电压故障波进行了长期、大量的测试和分析后，经归纳、总结并参照行业标准得出的判断标准，不仅科学、有效，还不受硬件限制和为其配置的软件的制约就能对雷击过电压、操作过电压和非过电压类的波形均进行检测，除降低了检测的成本之外，也提高了检测的速度和大大地扩大了检测的范围。

作为有益效果的进一步体现，一是无感电阻分压器的阻值优选为10～35MΩ，适于将10～35KV的电压分压为≤44V；是气体放电管的型号优选为R150W03，利于将输入采样卡的信号电压限制于≤44V；三是采样卡的型号优选为研华PCI-1714U，工业控制器的型号优选为研华AIMB-256，均因其具有较高的性价比和易于配套实施。

附图说明

下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。

图1是本发明的一种基本结构示意图。

具体实施方式

参见图1，瞬态波全电压故障录波在线检测装置的构成如下：无感电阻分压器9上置有按阻值比例1000∶1(可在1000～3000∶0.9～1.1之间，用于将10～35KV的电压分压为≤44V)设定的分压抽头端子5，其抽头后低阻值的一端与接地端子8电连接、另一端经无感熔丝3与高压接线端子2电连接；其中，无感电阻分压器9的阻值为10MΩ(可在10～35MΩ之间)。分压抽头端子5与接地端子8之间并联连接有气体放电管7和采样频率≥30MHz/s的采样卡6，采样卡6的输出端与工业控制器4电连接；其中，气体放电管7的型号为R150W03，采样卡6的型号为研华PCI-1714U，工业控制器4的型号为研华AIMB-256。

检测时，只需将本装置的高压接线端子2和接地端子8分别与10KV的母线1和地线电连接即可。之后，本装置在工业控制器4的调控下，由无感电阻分压器9的分压抽头端子5与接地端子8之间获取电压幅值约10V的电压信号，经采样卡6以采样速率为100(可为90～110)ns/次的采集速度采集并转换成数字量的电压数据后，送往工业控制器4。工业控制器4将收到的电压数据按序存储，并以当前采集到的电压数据为起点，分别先后：计算回取10(可为9～11)个电压数据的变化斜率，若其斜率角度＞65.00度，则视为雷击过电压；计算回取2000(可为1900～2100)个电压数据的变化斜率，若其斜率角度＜65.00度、且＞1.00度，则视为操作过电压；计算20(可为≤20)ms的电压数据的波形变化斜率，若其斜率角度＜1.00度，则视为非过电压类的波形。

显然，本领域的技术人员可以对本发明的瞬态波全电压故障录波在线检测装置及其工作方法进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种瞬态波全电压故障录波在线检测装置，包括与电阻分压器电连接的信号采集器和控制器，其特征在于：

所述电阻分压器为无感电阻分压器(9)，其上置有按阻值比例1000～3000∶0.9～1.1设定的分压抽头端子(5)，用于将10～35KV的电压分压为≤44V；

所述无感电阻分压器(9)抽头后低阻值的一端与接地端子(8)电连接、另一端经无感熔丝(3)与高压接线端子(2)电连接；

所述分压抽头端子(5)与接地端子(8)之间并联连接有气体放电管(7)和信号采集器；

所述信号采集器为采样频率≥30×10⁶Hz的采样卡(6)，其输出端与控制器电连接；

所述控制器为工业控制器(4)，用于对采集到的电压数据进行分析，以判别出其波形属于雷击过电压或操作过电压或非过电压类之波形。

2.根据权利要求1所述的瞬态波全电压故障录波在线检测装置，其特征是无感电阻分压器(9)的阻值为10～35MΩ。

3.根据权利要求1所述的瞬态波全电压故障录波在线检测装置，其特征是气体放电管(7)的型号为R150W03。

4.根据权利要求1所述的瞬态波全电压故障录波在线检测装置，其特征是采样卡(6)的型号为研华PCI-1714U。

5.根据权利要求1所述的瞬态波全电压故障录波在线检测装置，其特征是工业控制器(4)的型号为研华AIMB-256。

6.一种权利要求1所述瞬态波全电压故障录波在线检测装置的工作方法，包括采集信号和对其进行处理，其特征在于：

设定采样卡的采样速率为90～110ns/次，并将采集到的电压数据按照采集时间顺序存储；

以当前采集到的电压数据为起点，分别，

计算回取9～11个电压数据的变化斜率，若其斜率角度＞65.00度，则视为雷击过电压，

计算回取1900～2100个电压数据的变化斜率，若其斜率角度＜65.00度、且＞1.00度，则视为操作过电压，

计算≤20ms的电压数据的波形变化斜率，若其斜率角度＜1.00度，则视为非过电压类的波形。