CN109116125A - 一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统，所述瞬时电场测量系统包括信号采集单元、信号调理单元、光电转换单元、信号接收单元、A/D转换单元、控制处理单元、显示单元和存储单元；所述瞬时电场测量系统采用光纤传输技术，将所述信号采集单元采集的电场信号转换为光信号进行传输，再转换为电信号进行分析，再通过所述显示单元进行实时数据显示和波形显示。本发明提供一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统和方法，将辐射电磁场转换为便于处理的电压信号，并计算出对应的特征量。
Description
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统及其测量方法。
背景技术
变电站是电力系统重要组成部分之一，在电能的传输过程中起着非常重要的作用，变电站安全可靠的运行成为电力系统安全运行的重要保障。随着电力行业的不断发展，变电站也由传统的敞开式转变为组合封闭式，由于空间的改变，变电站二次设备也由原来的独立控制空间改为离一次设备不远的共同空间。由于一次设备动作过程会产生一定辐射电磁场，使得二次设备工作在电磁干扰的环境中，可能导致二次设备不能准确正常工作，进而导致事故的发生。因此，需要变电站内辐射电磁场进行有效的检测，将辐射电磁场转换为便于处理的电压信号，准确计算出对应的电磁场特征量，进而帮助相关工作人员及时采取准确有效的电磁防护工作。
发明内容
本发明提供一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统和方法，将辐射电磁场转换为便于处理的电压信号，并计算出对应的特征量。
本发明具体为一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统，所述瞬时电场测量系统包括信号采集单元、信号调理单元、光电转换单元、信号接收单元、A/D转换单元、控制处理单元、显示单元和存储单元，所述信号采集单元与所述信号调理单元、所述光电转换单元通过导线顺序连接，所述光电转换单元与所述信号接收单元通过光纤连接，所述信号接收单元还与所述A/D转换单元、所述控制处理单元通过导线顺序连接，所述控制处理单元分别与所述显示单元、所述存储单元连接；所述瞬时电场测量系统采用光纤传输技术，将所述信号采集单元采集的电场信号转换为光信号进行传输，再转换为电信号进行分析，再通过所述显示单元进行实时数据显示和波形显示。
所述信号采集单元采用可调棒状电小天线来接收瞬时电磁干扰脉冲信号，所述电小天线通过改变天线的长度来调节所述瞬时电场系统的测量范围，所述天线为螺旋状，半径取为1mm，长度为25mm，测量范围为800V/m～50KV/m。
所述信号调理单元采用具有高输入的运算放大器组成的电压跟随器，接收所述信号采集的单元输出的电压信号，调制输给所述光电转换单元。
所述光电转换单元包括直流偏置电路和激光发射器，所述激光发射器在所述直流偏置电路的作用下将电压信号转换为光信号。
所述电小天线与所述电压跟随器、所述直流偏置电路、所述激光发射器组合安装在下表面为正方形的长方体铝盒中，安装在距离所述开关1.5m处，且所述天线与所述瞬时电场的垂直极化方向平行。
所述信号接收单元采用光接收机，通过光电二极管将输入的光信号转换成电信号输出；所述信号接收单元与所述显示单元、所述存储单元组合安装在屏蔽柜中，防止电磁干扰影响所述瞬时电场测量系统的准确性和可靠性。
本发明还提供一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统的测量方法，所述测量方法包括如下步骤：
步骤(1)：所述电小天线接收瞬时电磁干扰脉冲信号，根据电磁感应原理感应输出电压信号；
步骤(2)：经过所述电压跟随器将输入的电压信号进行调理输入所述激光发射器；
步骤(3)：所述激光发射器在所述直流偏置电路产生的偏置电流的作用下将电压信号转换为光信号，并经过所述光纤输至所述光接收机；
步骤(4)：所述光信号经过所述光接收机的光电二极管转换成电信号，分别输出直流信号和交流信号，所述直流信号的大小代表了激光器出光率，通过光功率显示电路进行显示，所述交流信号输至所述A/D转换单元；
步骤(5)：所述A/D转换单元对信号进行A/D转换后输至所述控制处理单元；
步骤(6)：所述控制处理单元控制所述存储单元对信息进行存储，并根据采集的信号计算出对应的电场的特征量；
步骤(7)：通过所述显示单元对所述电场强度进行实时数据显示和波形显示。
附图说明
图1为本发明一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的瞬时电场测量系统包括信号采集单元、信号调理单元、光电转换单元、信号接收单元、A/D转换单元、控制处理单元、显示单元和存储单元，所述信号采集单元与所述信号调理单元、所述光电转换单元通过导线顺序连接，所述光电转换单元与所述信号接收单元通过光纤连接，所述信号接收单元还与所述A/D转换单元、所述控制处理单元通过导线顺序连接，所述控制处理单元分别与所述显示单元、所述存储单元连接；所述瞬时电场测量系统采用光纤传输技术，将所述信号采集单元采集的电场信号转换为光信号进行传输，再转换为电信号进行分析，再通过所述显示单元进行实时数据显示和波形显示。
所述信号采集单元采用可调棒状电小天线来接收瞬时电磁干扰脉冲信号，所述电小天线通过改变天线的长度来调节所述瞬时电场系统的测量范围，所述天线为螺旋状，半径取为1mm，长度为25mm，测量范围为800V/m～50KV/m。
所述信号调理单元采用具有高输入的运算放大器组成的电压跟随器，接收所述信号采集的单元输出的电压信号，调制输给所述光电转换单元。
所述光电转换单元包括直流偏置电路和激光发射器，所述激光发射器在所述直流偏置电路的作用下将电压信号转换为光信号。
所述电小天线与所述电压跟随器、所述直流偏置电路、所述激光发射器组合安装在下表面为正方形的长方体铝盒中，安装在距离所述开关1.5m处，且所述天线与所述瞬时电场的垂直极化方向平行。
所述信号接收单元采用光接收机，通过光电二极管将输入的光信号转换成电信号输出；所述信号接收单元与所述显示单元、所述存储单元组合安装在屏蔽柜中，防止电磁干扰影响所述瞬时电场测量系统的准确性和可靠性。
本发明还提供一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统的测量方法，所述测量方法包括如下步骤：
步骤(1)：所述电小天线接收瞬时电磁干扰脉冲信号，根据电磁感应原理感应输出电压信号；
步骤(2)：经过所述电压跟随器将输入的电压信号进行调理输入所述激光发射器；
步骤(3)：所述激光发射器在所述直流偏置电路产生的偏置电流的作用下将电压信号转换为光信号，并经过所述光纤输至所述光接收机；
步骤(4)：所述光信号经过所述光接收机的光电二极管转换成电信号，分别输出直流信号和交流信号，所述直流信号的大小代表了激光器出光率，通过光功率显示电路进行显示，所述交流信号输至所述A/D转换单元；
步骤(5)：所述A/D转换单元对信号进行A/D转换后输至所述控制处理单元；
步骤(6)：所述控制处理单元控制所述存储单元对信息进行存储，并根据采集的信号计算出对应的电场的特征量；
步骤(7)：通过所述显示单元对所述电场强度进行实时数据显示和波形显示。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
Claims (7)
1.一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统，其特征在于，所述瞬时电场测量系统包括信号采集单元、信号调理单元、光电转换单元、信号接收单元、A/D转换单元、控制处理单元、显示单元和存储单元，所述信号采集单元与所述信号调理单元、所述光电转换单元通过导线顺序连接，所述光电转换单元与所述信号接收单元通过光纤连接，所述信号接收单元还与所述A/D转换单元、所述控制处理单元通过导线顺序连接，所述控制处理单元分别与所述显示单元、所述存储单元连接；所述瞬时电场测量系统采用光纤传输技术，将所述信号采集单元采集的电场信号转换为光信号进行传输，再转换为电信号进行分析，再通过所述显示单元进行实时数据显示和波形显示。
2.根据权利要求1所述的一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统，其特征在于，所述信号采集单元采用可调棒状电小天线来接收瞬时电磁干扰脉冲信号，所述电小天线通过改变天线的长度来调节所述瞬时电场系统的测量范围，所述天线为螺旋状，半径取为1mm，长度为25mm，测量范围为800V/m～50KV/m。
3.根据权利要求2所述的一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统，其特征在于，所述信号调理单元采用具有高输入的运算放大器组成的电压跟随器，接收所述信号采集的单元输出的电压信号，调制输给所述光电转换单元。
4.根据权利要求3所述的一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统，其特征在于，所述光电转换单元包括直流偏置电路和激光发射器，所述激光发射器在所述直流偏置电路的作用下将电压信号转换为光信号。
5.根据权利要求4所述的一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统，其特征在于，所述电小天线与所述电压跟随器、所述直流偏置电路、所述激光发射器组合安装在下表面为正方形的长方体铝盒中，安装在距离所述开关1.5m处，且所述天线与所述瞬时电场的垂直极化方向平行。
6.根据权利要求5所述的一种组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统，其特征在于，所述信号接收单元采用光接收机，通过光电二极管将输入的光信号转换成电信号输出；所述信号接收单元与所述显示单元、所述存储单元组合安装在屏蔽柜中，防止电磁干扰影响所述瞬时电场测量系统的准确性和可靠性。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合式封闭变电站开关动作时产生的瞬时电场测量系统的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括如下步骤：
步骤(1)：所述电小天线接收瞬时电磁干扰脉冲信号，根据电磁感应原理感应输出电压信号；
步骤(2)：经过所述电压跟随器将输入的电压信号进行调理输入所述激光发射器；
步骤(3)：所述激光发射器在所述直流偏置电路产生的偏置电流的作用下将电压信号转换为光信号，并经过所述光纤输至所述光接收机；
步骤(4)：所述光信号经过所述光接收机的光电二极管转换成电信号，分别输出直流信号和交流信号，所述直流信号的大小代表了激光器出光率，通过光功率显示电路进行显示，所述交流信号输至所述A/D转换单元；
步骤(5)：所述A/D转换单元对信号进行A/D转换后输至所述控制处理单元；
步骤(6)：所述控制处理单元控制所述存储单元对信息进行存储，并根据采集的信号计算出对应的电场的特征量；
步骤(7)：通过所述显示单元对所述电场强度进行实时数据显示和波形显示。
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| CN110133390A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-08-16 | 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种便携式特快速暂态高频电场测量系统 |
| CN110174628A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-08-27 | 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种便携式特快速暂态高频磁场测量系统 |
| CN112327154A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-02-05 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局 | 换流站直流转换开关的测量装置及其测量系统和测量方法 |
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2018
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