CN112327088A - 直流转换开关避雷器电场及动作电流测量装置的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直流转换开关避雷器电场及动作电流测量装置的测量方法，测量装置内部的频率计算及控制单元通过对比高精度参考时钟模块的频率信息和本地压控振荡器的高频时钟，输出频率偏差来调节压控振荡器，通过多次调整，使得两者的频率误差收敛在预定范围内，实现对数据采样的精确同步。本发明测试装置能够实现电流及电场采样数据精确的同步，能够对换流站直流转换开关避雷器组中所有避雷器进行精确的同步测量，方便实现避雷器组中多只避雷器采样数据的分析，比较。
Description
技术领域
本发明涉及一种直流转换开关避雷器电场及动作电流测量装置的测量方法，尤其涉及一种用于超高压换流站直流转换开关避雷器电场及动作电流测量装置的同步测量方法。
背景技术
直流转换开关是超高压直流工程直流场的关键设备，主要用于直流输电系统各种运行方式的转换，接地系统的转换、故障处理等。
当前国内外对避雷器的在线监测研究主要应用于交流避雷器。指针式避雷器在线监测仪是变电站普遍使用的在线监测设备，其最大的优点就是无需供电，并能准确地读出全电流和雷击次数等相关参数。但是随着科技进步，变电站智能化改造的进行，指针式避雷器的不足也越来越明显：其一，全电流法的测量方式虽然简单明了，但是还是不能准确反应避雷器的工作状态，其二，没有网络连接，无法进行数据传输，因此无法对避雷器进行实时在线监测和数据共享。其三，需要操作人员定时去变电站现场抄表，如果抄表间隔比较长，事故将不容易被监测到。已有基于光纤或无线网络技术的交流避雷器在线监测传感装置可以采集避雷器泄漏电流、雷击次数，并进行阻性电流的计算，能实时监测避雷器的工作状态，但是无法直接应用于直流场并联避雷器。对于特高压直流换流站内直流场并联避雷器监测技术的研究和应用需要研究全新的在线监测装置，重点在于监测并联避雷器动作电流的一致性。
由于直流转换开关避雷器运行工况特殊，现有标准规定的暂时过电压耐受试验和均流特性试验无法完全覆盖现场可能出现的工况，无法满足直流转换开关并联避雷器的一致性检验的要求，无法做到提前发现劣化的单支避雷器。
为了准确的测量各避雷器特性的一致性，需要将多只并联避雷器同时施加标准波形，幅值接近保护残压的冲击电压，测量出流过避雷器的最小电流和最大电流，差异要在设计允许的范围之内，而这个实验目前在现场几乎无法进行。
因此，需要开发一种能全面监测避雷器电场及动作电流测量装置，其中最关键的就是电场及动作电流测量装置必须能够实现精确的同步测量。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种直流转换开关避雷器电场及动作电流测量装置的测量方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种直流转换开关避雷器电场及动作电流测量装置的测量方法，电场及动作电流测量装置包括压控振荡器、高精度参考时钟模块和频率计算及控制单元，包括以下步骤：
步骤1：高精度参考时钟模块用于输出高精度时钟脉冲信号，该时钟脉冲信号输入到频率计算及控制单元，频率计算及控制单元通过计算输入的时钟脉冲信号及压控振荡器的频率信号，计算出压控振荡器当前频率误差；
步骤2：频率误差如果小于等于目标值，则判定压控振荡器控制收敛，此流程结束；
如果大于目标值，频率计算及控制单元则根据下式计算出控制电压并输出控制电压给压控振荡器，此流程重新开始，直到平均频偏小于等于目标值，公式如下：
V2＝V1-Δf/slope*K
上式中
Δf为平均频偏；
slope为压控振荡器控制斜率；
V1为上次的控制电压值；
V2为本次根据频偏计算出的新的控制电压值；
K是系数，取值范围是0.1～1；
步骤3：上述自动频率控制流程，由步骤1至步骤2每秒执行一次。
优选地，所述的一种直流转换开关避雷器电场及动作电流测量装置的测量方法，所述步骤1中的高精度参考时钟模块输出的是频率为10Mhz时钟脉冲信号。
优选地，所述的一种直流转换开关避雷器电场及动作电流测量装置的测量方法，所述频率计算及控制单元为频率比较计算及输出控制电压的模块。
优选地，所述的一种直流转换开关避雷器电场及动作电流测量装置的测量方法，所述高精度参考时钟模块的10Mhz时钟脉冲信号，和压控振荡器输出的高频信号在频率计算及控制单元内部进行频率误差计算，根据频率误差的结果输出控制电压，调节具有压控特性的压控振荡器，通过多次调整最终使得压控振荡器的频率偏差收敛在预定范围内，实现电场及动作电流测量装置的采样频率同步。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明利用测量装置内部的频率计算及控制单元通过对比高精度参考时钟模块的时钟信号和本地压控振荡器高频时钟，输出对比频率偏差来调节压控振荡器，通过多次调整，使得两者的频率误差收敛在预定范围内，从而实现对数据采样的精确同步。采用本发明的电场及动作电流测量装置能够实现采样数据精确的同步，能够对换流站直流转换开关避雷器组中所有避雷器进行精确的同步测量，方便实现避雷器组中多只避雷器采样数据的分析，比较。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是是本发明的智能电网传感装置的结构示意图；
图2是是本发明的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
实施例
如图1所示，智能电网传感装置包括压控振荡器、高精度参考时钟模块和频率计算及控制单元，其中，压控振荡器、高精度参考时钟模块的输出端与频率计算及控制单元输入端相连，所述频率计算及控制单元的控制端与压控振荡器的受控端相连，
高精度参考时钟模块101，输出高精度时钟脉冲信号作为频率；
压控振荡器102，输出高频时钟作为测量装置的采样时钟；
频率计算及控制单元103，负责频率误差计算及控制信号的输出，并计算出频率偏差转换成控制电压信号，输出给压控振荡器102，从而实现对压控振荡器102的频率的精确控制。
如图2所示，一种直流转换开关避雷器电场及动作电流测量装置的测量方法，包括如下步骤：
(1)当高精度参考时钟模块101输出10Mz时钟脉冲信号，频率计算及控制单元103读取高精度参考时钟模块101时钟信号并将其与压控振荡器102的输出的频率进行计算，得到频率偏差Δf；
(2)频率误差Δf如果小于等于目标值，则判定压控振荡器控制收敛，此流程结束；
如果大于目标值，频率计算及控制单元则根据下式计算出控制电压并输出控制电压给压控振荡器，此流程重新开始，直到平均频偏小于等于目标值；
V2＝V1-Δf/slope*K
上式中Δf为平均频偏；
slope为压控振荡器控制斜率；
V1为上次的控制电压值；
V2为本次根据频偏计算出的新的控制电压值；
K为系数，取值范围是0.1～1。
(3)以上自动频率控制流程每秒执行一次，以保证压控振荡器102的频率始终保持在理想范围内。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种直流转换开关避雷器电场及动作电流测量装置的测量方法，其特征在于，包括智能电网传感装置，所述智能电网传感装置包括压控振荡器、高精度参考时钟模块和频率计算及控制单元，其中，压控振荡器、高精度参考时钟模块的输出端与频率计算及控制单元输入端相连，所述频率计算及控制单元的控制端与压控振荡器的受控端相连，包括以下步骤：
步骤1：高精度参考时钟模块用于输出高精度时钟脉冲信号，该时钟脉冲信号输入到频率计算及控制单元，频率计算及控制单元通过计算输入的时钟脉冲信号及压控振荡器的频率信号，计算出压控振荡器当前频率误差；
步骤2：频率误差如果小于等于目标值，则判定压控振荡器控制收敛，此流程结束；
如果大于目标值，频率计算及控制单元则根据下式计算出控制电压并输出控制电压给压控振荡器，此流程重新开始，直到平均频偏小于等于目标值，公式如下：
V2＝V1-Δf/slope*K
上式中
Δf为平均频偏；
slope为压控振荡器控制斜率；
V1为上次的控制电压值；
V2为本次根据频偏计算出的新的控制电压值；
K是系数，取值范围是0.1～1；
步骤3：上述自动频率控制流程，由步骤1至步骤2每秒执行一次。
2.根据权利要求1所述的一种直流转换开关避雷器电场及动作电流测量装置的测量方法，其特征在于：所述步骤1中的高精度参考时钟模块输出的是频率为10Mhz时钟脉冲信号。
3.根据权利要求1所述的一种直流转换开关避雷器电场及动作电流测量装置的测量方法，其特征在于：所述频率计算及控制单元为频率比较计算及输出控制电压的模块。
4.根据权利要求1所述的一种直流转换开关避雷器电场及动作电流测量装置的测量方法，其特征在于：所述高精度参考时钟模块的10Mhz时钟脉冲信号，和压控振荡器输出的高频信号在频率计算及控制单元内部进行频率误差计算，根据频率误差的结果输出控制电压，调节具有压控特性的压控振荡器，通过多次调整最终使得压控振荡器的频率偏差收敛在预定范围内，实现电场及动作电流测量装置的采样频率同步。
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| CN105680855A (zh) * | 2014-11-18 | 2016-06-15 | 苏州银蕨电力科技有限公司 | 一种用于智能电网传感装置的自动频率控制方法 |
| CN105954562A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-09-21 | 苏州银蕨电力科技有限公司 | 高压/特高压换流站直流转换开关避雷器动作电流的测量装置及方法和应用 |
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