CN108169630B - 一种中性点不接地电网谐振在线监测的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请一方面公开一种中性点不接地电网谐振在线监测的装置，包括第一电磁式电压互感器、第二电磁式电压互感器、第三电磁式电压互感器、绝缘导线、罗氏线圈、压电陶瓷式电子电压互感器、SIC消谐器、通信光纤、数模转换器、通信双绞线、后台监控计算机、同轴电缆和示波器，本申请又公开一种中性点不接地电网谐振在线监测的方法，罗氏线圈采集并将电流信号传输至示波器，示波器实时采集中性点中性点相对地的电压；数模转换器将采集到的电压信号传输至后台监控计算机；后台监控计算机对系统故障类型识别及诊断，该套装置及方法可实时在线监测中性点不接地系统的状态及其谐振参数，经提取故障特性，进行类型识别，故障诊断。

Description

一种中性点不接地电网谐振在线监测的装置及方法
技术领域
本申请涉及电气在线监测技术领域，尤其涉及一种中性点不接地电网谐振在线监测的装置及方法。
背景技术
中性点不接地系统是中国的电力系统，方式主要有三种，即不接地，经消弧线圈接地和直接接地。电力系统中性点运行方式有不接地、经电阻接地，经消弧线圈接地或直接接地等多种。中性点接地有很多优越性，如正常供电情况下能维持相线的对地电压不变，从而可向外提供220/380V这两种不同的电压，以满足单相220V及三相380V不同的用电需要，二是若中性点不接地，当发生单相接地的情况时，另外两相的对地电压便升高为相电压的几倍。中性点接地后，另两相的对地电压便仍为相电压，这样，既能减小人体的接触电压，同时还可以适当降低对电器设备的绝缘要求，有利于制造和降低造价。三是可以避免高压电窜到低压侧的危险。
系统的中性点不接地系统，当系统遭到一定程度的冲击扰动，如系统发生故障或由于某种原因电网参数发生了变化，就很可能激发起铁磁谐振现象。由于对地电容和互感器的参数不同，可能产生三种频率的共振：基波共振、高次谐波共振和分频谐波谐振。谐振过程虽然时间非常短暂，但后果却十分严重。
发明内容
本申请提供了一种中性点不接地电网谐振在线监测的装置及方法，该套装置及方法可实时在线监测中性点不接地系统的状态及其谐振参数，经提取故障特性，进行类型识别，故障诊断，且可为抑制谐振提供可靠、准确的测试数据基础。
为了解决技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种中性点不接地电网谐振在线监测的装置，包括第一电磁式电压互感器、第二电磁式电压互感器、第三电磁式电压互感器、绝缘导线、罗氏线圈、压电陶瓷式电子电压互感器、SIC消谐器、通信光纤、数模转换器、通信双绞线、后台监控计算机、同轴电缆和示波器。
所述电磁式电压互感器的一次绕组端通过所述绝缘导线与所述SIC消谐器连接。
所述电磁式电压互感器的一次绕组端通过所述绝缘导线与所述SIC消谐器连接。
所述电磁式电压互感器的一次绕组端通过所述绝缘导线与所述SIC消谐器连接。
所述罗氏线圈的数量为三个，所述罗氏线圈分别套在所述第一电磁式电压互感器一次绕组端、所述第二电磁式电压互感器、所述第三电磁式电压互感器一次绕组端与所述SIC消谐器连接的绝缘导线上。
所述压电陶瓷式电子电压互感器通过所述绝缘导线与所述SIC消谐器连接。
所述罗氏线圈通过所述同轴电缆与所述示波器的输入端连接。
所述第三电磁式电压互感器的二次绕组端通过同轴电缆与所述示波器的输入端连接。
所述示波器的输出端通过通信双绞线与所述后台监控计算机的一端连接。
所述后台监控计算机的另一端通过通信双绞线与所述数模转换器的一端连接。
所述数模转换器的另一端通过通信光纤与所述压电陶瓷式电子电压互感器连接。
优选的，所述电磁式电压互感器的一次绕组端通过所述绝缘导线与所述SIC消谐器的高压端连接。
优选的，所述电磁式电压互感器的一次绕组端通过所述绝缘导线与所述SIC消谐器的高压端连接。
优选的，所述电磁式电压互感器的一次绕组端通过所述绝缘导线与所述SIC消谐器的高压端连接。
优选的，所述压电陶瓷式电子电压互感器的高压端通过所述绝缘导线与所述SIC消谐器的高压端连接。
优选的，所述数模转换器的另一端通过通信光纤与所述压电陶瓷式电子电压互感器的低压端连接。
一种中性点不接地电网谐振在线监测的方法，包括：
S1：所述罗氏线圈采集流过电磁式电压互感器一次绕组的电流，并将电流信号传输至示波器，为系统的状态及其谐振参数，故障类型识别、故障诊断等的在线监测提供可靠信号。
S2：所述示波器实时采集中性点不接地系统相对地电压，为谐振状态、故障识别提供可靠数据。
S3：所述压电陶瓷式电子互感器，在不改变电磁式电压互感器中性点对地参数的前提下测试中性点相对地的电压。
S4：所述数模转换器将采集到的电压信号传输至后台监控计算机。
S5：所述后台监控计算机通过程序编写，依据程序中写入谐振判据，进行系统故障类型识别及诊断。
由以上技术方案可以看出，本申请一方面示出了一种中性点不接地电网谐振在线监测的装置，包括第一电磁式电压互感器、第二电磁式电压互感器、第三电磁式电压互感器、绝缘导线、罗氏线圈、压电陶瓷式电子电压互感器、SIC消谐器、通信光纤、数模转换器、通信双绞线、后台监控计算机、同轴电缆和示波器，所述电磁式电压互感器的一次绕组端通过所述绝缘导线与所述SIC消谐器连接，所述电磁式电压互感器的一次绕组端通过所述绝缘导线与所述SIC消谐器连接，所述电磁式电压互感器的一次绕组端通过所述绝缘导线与所述SIC消谐器连接，所述罗氏线圈的数量为三个，所述罗氏线圈分别套在所述第一电磁式电压互感器一次绕组端、所述第二电磁式电压互感器、所述第三电磁式电压互感器一次绕组端与所述SIC消谐器连接的绝缘导线上，所述压电陶瓷式电子电压互感器通过所述绝缘导线与所述SIC消谐器连接，所述罗氏线圈通过所述同轴电缆与所述示波器的输入端连接，所述第三电磁式电压互感器的二次绕组端通过同轴电缆与所述示波器的输入端连接，所述示波器的输出端通过通信双绞线与所述后台监控计算机的一端连接，所述后台监控计算机的另一端通过通信双绞线与所述数模转换器的一端连接，所述数模转换器的另一端通过通信光纤与所述压电陶瓷式电子电压互感器连接，本申请另一方面示出了一种中性点不接地电网谐振在线监测的方法，包括如下步骤：S1：所述罗氏线圈采集流过电磁式电压互感器一次绕组的电流，并将电流信号传输至示波器，为系统的状态及其谐振参数，故障类型识别、故障诊断等的在线监测提供可靠信号；S2：所述示波器实时采集中性点不接地系统相对地电压，为谐振状态、故障识别提供可靠数据；S3：所述压电陶瓷式电子互感器，在不改变电磁式电压互感器中性点对地参数的前提下测试中性点相对地的电压；S4：所述数模转换器将采集到的电压信号传输至后台监控计算机；S5：所述后台监控计算机通过程序编写，依据程序中写入谐振判据，进行系统故障类型识别及诊断。该套装置及方法可实时在线监测中性点不接地系统的状态及其谐振参数，经提取故障特性，进行类型识别，故障诊断，且可为抑制谐振提供可靠、准确的测试数据基础。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请的一种中性点不接地电网谐振在线监测的装置位置关系图。
图2为本申请提供的一种中性点不接地电网谐振在线监测的方法流程图。
001-第一电磁式电压互感器，002-第二电磁式电压互感器，003-第三电磁式电压互感器，02-绝缘导线，03-罗氏线圈，04-压电陶瓷式电子电压互感器，05-SIC消谐器，06-通信光纤，07-数模转换器，08-通信双绞线，09-后台监控计算机，10-同轴电缆，11-示波器。
具体实施方式
参见图1，为本申请的一种中性点不接地电网谐振在线监测的装置位置关系图。
一种中性点不接地电网谐振在线监测的装置，包括第一电磁式电压互感器001、第二电磁式电压互感器002、第三电磁式电压互感器003、绝缘导线02、罗氏线圈03、压电陶瓷式电子电压互感器04、SIC消谐器05、通信光纤06、数模转换器07、通信双绞线08、后台监控计算机09、同轴电缆10和示波器11。
电磁式电压互感器，其工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组，特点是容量很小且比较稳定，正常运行时接近空载状态。电磁式电压互感器的一次侧电压，不受互感器二次侧负荷的影响，并且在大多数情况下，二次侧负荷是恒定的。
所述电磁式电压互感器001的一次绕组端通过所述绝缘导线02与所述SIC消谐器05连接。
所述电磁式电压互感器002的一次绕组端通过所述绝缘导线02与所述SIC消谐器05连接。
所述电磁式电压互感器003的一次绕组端通过所述绝缘导线02与所述SIC消谐器05连接。
所述罗氏线圈03的数量为三个，所述罗氏线圈03分别套在所述第一电磁式电压互感器001一次绕组端、所述第二电磁式电压互感器002、所述第三电磁式电压互感器003一次绕组端与所述SIC消谐器05连接的绝缘导线02上。
罗氏线圈03是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈，采集流过在线圈上形成的电压信号，再通过积分器将电压信号积分后得到电流信号，以达到还原真实流过线圈所围圆周内的电流的目的。
所述压电陶瓷式电子电压互感器04通过所述绝缘导线02与所述SIC消谐器05连接。压电陶瓷式电子电压互感器04主要采集三相电磁式电压互感器中性点的电压。
所述罗氏线圈03通过所述同轴电缆10与所述示波器11的输入端连接。
所述第三电磁式电压互感器003的二次绕组端通过同轴电缆10与所述示波器11的输入端连接。
所述示波器11的输出端通过通信双绞线08与所述后台监控计算机09的一端连接。示波器11使用的是进口示波器，即流过电磁式电压互感器一次绕组的电流。
所述后台监控计算机09的另一端通过通信双绞线08与所述数模转换器07的一端连接。后台监控计算机09主要是采集示波器传输过来的罗氏线圈03采集到的电流信号，以及互感器的电压信号。
所述数模转换器07的另一端通过通信光纤06与所述压电陶瓷式电子电压互感器04连接。
进一步的，所述电磁式电压互感器001的一次绕组端通过所述绝缘导线02与所述SIC消谐器05的高压端连接。
进一步的，所述电磁式电压互感器002的一次绕组端通过所述绝缘导线02与所述SIC消谐器05的高压端连接。
进一步的，所述压电陶瓷式电子电压互感器04的高压端通过所述绝缘导线02与所述SIC消谐器05的高压端连接。
进一步的，所述数模转换器07的另一端通过通信光纤06与所述压电陶瓷式电子电压互感器04的低压端连接。
优选的，所述电磁式电压互感器001的一次绕组端通过所述绝缘导线02与所述SIC消谐器05的高压端连接。
优选的，所述电磁式电压互感器002的一次绕组端通过所述绝缘导线02与所述SIC消谐器05的高压端连接。
优选的，所述电磁式电压互感器003的一次绕组端通过所述绝缘导线02与所述SIC消谐器05的高压端连接。
优选的，所述压电陶瓷式电子电压互感器04的高压端通过所述绝缘导线02与所述SIC消谐器05的高压端连接。
优选的，所述数模转换器07的另一端通过通信光纤06与所述压电陶瓷式电子电压互感器04的低压端连接。
参见图2，为本申请提供的一种中性点不接地电网谐振在线监测的方法的流程图。
本发明另一方面公开了一种中性点不接地电网谐振在线监测的方法，包括如下步骤：
S1：所述罗氏线圈采集流过电磁式电压互感器一次绕组的电流，并将电流信号传输至示波器，为系统的状态及其谐振参数，故障类型识别、故障诊断等的在线监测提供可靠信号。
S2:所述示波器实时采集中性点不接地系统相对地电压，为谐振状态、故障识别提供可靠数据。
S3:所述压电陶瓷式电子互感器，在不改变电磁式电压互感器中性点对地参数的前提下测试中性点相对地的电压。
S4:所述数模转换器将采集到的电压信号传输至后台监控计算机。
S5：所述后台监控计算机通过程序编写，依据程序中写入谐振判据，进行系统故障类型识别及诊断。
由以上技术方案可以看出，本申请一方面提供了一种中性点不接地电网谐振在线监测的装置，包括第一电磁式电压互感器001、第二电磁式电压互感器002、第三电磁式电压互感器003、绝缘导线02、罗氏线圈03、压电陶瓷式电子电压互感器04、SIC消谐器05、通信光纤06、数模转换器07、通信双绞线08、后台监控计算机09、同轴电缆10和示波器11。所述电磁式电压互感器001的一次绕组端通过所述绝缘导线02与所述SIC消谐器05连接，所述电磁式电压互感器002的一次绕组端通过所述绝缘导线02与所述SIC消谐器05连接；所述电磁式电压互感器003的一次绕组端通过所述绝缘导线02与所述SIC消谐器05连接，所述罗氏线圈03的数量为三个，所述罗氏线圈03分别套在所述第一电磁式电压互感器001一次绕组端、所述第二电磁式电压互感器002、所述第三电磁式电压互感器003一次绕组端与所述SIC消谐器05连接的绝缘导线02上，所述压电陶瓷式电子电压互感器04通过所述绝缘导线02与所述SIC消谐器05连接，所述罗氏线圈03通过所述同轴电缆10与所述示波器11的输入端连接，所述第三电磁式电压互感器003的二次绕组端通过同轴电缆10与所述示波器11的输入端连接，所述示波器11的输出端通过通信双绞线08与所述后台监控计算机09的一端连接，所述后台监控计算机09的另一端通过通信双绞线08与所述数模转换器07的一端连接，所述数模转换器07的另一端通过通信光纤06与所述压电陶瓷式电子电压互感器04连接。本申请另一方面公开了一种中性点不接地电网谐振在线监测的方法，包括如下步骤：S1：所述罗氏线圈采集流过电磁式电压互感器一次绕组的电流，并将电流信号传输至示波器，为系统的状态及其谐振参数，故障类型识别、故障诊断等的在线监测提供可靠信号；S2：所述示波器实时采集中性点不接地系统相对地电压，为谐振状态、故障识别提供可靠数据；S3：所述压电陶瓷式电子互感器，在不改变电磁式电压互感器中性点对地参数的前提下测试中性点相对地的电压；S4：所述数模转换器将采集到的电压信号传输至后台监控计算机；S5:所述后台监控计算机通过程序编写，依据程序中写入谐振判据，进行系统故障类型识别及诊断。该套装置及方法可实时在线监测中性点不接地系统的状态及其谐振参数，经提取故障特性，进行类型识别，故障诊断，且可为抑制谐振提供可靠、准确的测试数据基础。
领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (3)

1.一种中性点不接地电网谐振在线监测的装置，其特征在于，包括第一电磁式电压互感器(001)、第二电磁式电压互感器(002)、第三电磁式电压互感器(003)、绝缘导线(02)、罗氏线圈(03)、压电陶瓷式电子电压互感器(04)、SIC消谐器(05)、通信光纤(06)、数模转换器(07)、通信双绞线(08)、后台监控计算机(09)、同轴电缆(10)和示波器(11)；
所述电磁式电压互感器(001)的一次绕组端通过所述绝缘导线(02)与所述SIC消谐器(05)连接；
所述电磁式电压互感器(002)的一次绕组端通过所述绝缘导线(02)与所述SIC消谐器(05)连接；
所述电磁式电压互感器(003)的一次绕组端通过所述绝缘导线(02)与所述SIC消谐器(05)连接；
所述罗氏线圈(03)的数量为三个，所述罗氏线圈(03)分别套在所述第一电磁式电压互感器(001)一次绕组端、所述第二电磁式电压互感器(002)、所述第三电磁式电压互感器(003)一次绕组端与所述SIC消谐器(05)连接的绝缘导线(02)上；
所述压电陶瓷式电子电压互感器(04)通过所述绝缘导线(02)与所述SIC消谐器(05)连接；
所述罗氏线圈(03)通过所述同轴电缆(10)与所述示波器(11)的输入端连接；
所述第三电磁式电压互感器(003)的二次绕组端通过同轴电缆(10)与所述示波器(11)的输入端连接；
所述示波器(11)的输出端通过通信双绞线(08)与所述后台监控计算机(09)的一端连接；
所述后台监控计算机(09)的另一端通过通信双绞线(08)与所述数模转换器(07)的一端连接；
所述数模转换器(07)的另一端通过通信光纤(06)与所述压电陶瓷式电子电压互感器(04)连接；
所述电磁式电压互感器(001)的一次绕组端通过所述绝缘导线(02)与所述SIC消谐器(05)的高压端连接；
所述电磁式电压互感器(002)的一次绕组端通过所述绝缘导线(02)与所述SIC消谐器(05)的高压端连接；
所述电磁式电压互感器(003)的一次绕组端通过所述绝缘导线(02)与所述SIC消谐器(05)的高压端连接；
所述压电陶瓷式电子电压互感器(04)的高压端通过所述绝缘导线(02)与所述SIC消谐器(05)的高压端连接。
2.根据权利要求1所述的一种中性点不接地电网谐振在线监测的装置，其特征在于，所述数模转换器(07)的另一端通过通信光纤(06)与所述压电陶瓷式电子电压互感器(04)的低压端连接。
3.一种中性点不接地电网谐振在线监测的方法，应用于上述权利要求1或2中所述的一种中性点不接地电网谐振在线监测的装置，其特征在于，包括：
所述罗氏线圈采集流过电磁式电压互感器一次绕组的电流，并将电流信号传输至示波器，为系统的状态及其谐振参数，故障类型识别、故障诊断等的在线监测提供可靠信号；
所述示波器实时采集中性点不接地系统相对地电压，为谐振状态、故障识别提供可靠数据；
所述压电陶瓷式电子互感器，在不改变电磁式电压互感器中性点对地参数的前提下测试中性点相对地的电压；
所述数模转换器将采集到的电压信号传输至后台监控计算机；
所述后台监控计算机通过程序编写，依据程序中写入谐振判据，进行系统故障类型识别及诊断。
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