CN114509626A - 一种参数测量方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种参数测量方法，适用于电网对地参数的测量，其特征在于，采用一输出装置，通过一接地变压器连接至电网，并预先对所述输出装置设定输出功率，步骤S1，采用所述输出装置根据所述输出功率，通过所述接地变压器向所述电网输出一变频波形；步骤S2，采用一测量装置采集所述变频波形中多个不同频率点的电网数据，并处理得到所述电网的对地参数。有益效果：本发明的技术方案可以有效的排除公频信号的干扰，也可以减少注入信号对电网的影响，也可以加大功率提高电流电压使得测量更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及一种参数测量方法及系统，尤其涉及一种用级联模块变频信号对测量地参数的方法。
背景技术
在电网领域里，对地参数有着很重要的作用，对于消弧线圈的合理调谐、提高动作成功了率、防止过电压事故和保障电力系统的安全运行等都是不可缺少的，也对于电力电子补偿装置补偿的效果有着至关重要的作用等。谐振接地系统中需测量的参数包含，电容电流、阻尼率等。
传统的配电网对参数测量的方法种类很多，有直接法、间接法以及估算法等。直接法主要包括单相金属接地法。间接法包含很多种,如外加电压法、调谐法、外加电容法以及变频法和电容增量法。目前,世界范围内相继提出从电压互感器二次侧对于中性点不接地电网的电容进行测量。这一系列的方法包括有谐振测量法以及电压互感器二次侧注入信号法,我们知道电压互感器二次侧注入法包括有相量法、两频率法和三频率法，在用互感器进行注入时存在的每个电压互感器阻抗不一样，系统阻抗太大输出功率小，采样太小不精准等问题。
发明内容
根据上述现有技术中的缺陷，本发明的技术方案提供了一种参数测量方法，适用于电网对地参数的测量，其特征在于，采用一输出装置，通过一接地变压器连接至电网，并预先对所述输出装置设定输出功率，
步骤S1，采用所述输出装置根据所述输出功率，通过所述接地变压器向所述电网输出一变频波形；
步骤S2，采用一测量装置采集所述变频波形中多个不同频率点的电网数据，并处理得到所述电网的对地参数。
优选的，其中，所述步骤S1中，采用多个输出模块顺序级联的方式形成所述输出装置；
第一个所述输出模块的输出端连接一注入电感，第一个输出模块的输入连接下一个输出模块的输出端，最后一个所述输出模块的输入端接地。
优选的，其中，所述输出装置的输出端通过所述注入电感连接一第一节点，所述第一节点连接所述接地变压器；
则所述步骤S2中，所述电网数据中包括采用一电压互感器采集得到的电压数据；
所述电压互感器串接于所述注入电感与所述第一节点之间。
优选的，其中，所述步骤S2中，所述电网数据中还包括采用一电流互感器采集得到的第一电流数据；
所述电流互感器串接于一谐振电感与接地端之间；
所述谐振电感的另一端连接所述第一节点。
优选的，其中，所述步骤S2中，所述电网数据还包括采用一霍尔传感器采集得到的第二电流数据；
所述霍尔传感器串接于最后一个所述输出模块的输入端与接地端之间。优选的，其中，所述步骤S2中，采用如下公式处理得到所述对地参数，
Uph＝2500*IL*(I1/f1-I2/f2)/(f1*I1-f2*I2)；
Ic＝50*Uph*(U1/f1-U2/f2)/(U1-U2)；
其中，
Uph为所述输出装置的额定电压；
Ic为所述对地参数；
U1为处于一第一频率下采集得到的所述电压数据；
U2为处于一第二频率下采集得到的所述电压数据；
I1为处于所述第一频率下采集得到的所述第二电流数据；
I2为处于所述第二频率下采集得到的所述第二电流数据；
IL为所述第一电流数据；
f1为所述第一频率；
f2为所述第二频率。
本发明的技术方案还提供一种参数测量系统，应用于上述任意一所述的参数测量方法，包含，
输出装置，通过一接地变压器连接至电网，用于根据所述输出功率通过所述接地变压器向所述电网输出一变频波形；
测量装置，连接所述输出装置，用于采集所述变频波形中多个不同频率点的电网数据，并计算得出所述电网的对地参数。
优选的，其中，所述输出装置包含级联的多个输出模块，并按照顺序连接，第一个输出模块的输出端连接一注入电感，第一个输出模块的输入端，连接下一个输出模块的输出端，最后一输出模块的输入端接地；
所述输出装置还包括一注入电感，一谐振线圈，
所述注入电感连接所述第一个输出模块的输出端，并通过所述第一节点连接所述接地变压器的副边，
所述谐振线圈一端接地，另一端通过所述第一节点连接所述接地变压器的副边。
优选的，其中，所述测量装置包括，
一控制器，通过所述电网数据计算得出所述电网的对地参数；
一电压互感器，连接所述控制器，用于采集采集得到所述电网数据中的电压数据，所述电压互感器连接所述控制器，并置于所述注入电感与所述第一节点之间；
一霍尔传感器，连接所述控制器，用于采集所述第二电流数据，置于所述最后一个输出模块的输入端与一接地端之间；
一电流互感器，连接所述控制器，用于采集所述第一电流数据，置于所述谐振线圈与所述接地端之间。
优选的，其中，所述电网为三相电路，每个相位的电路包含一接地单元，
每个所述接地单元为并联的一电阻与一电容，经过电容的交变电流为对地电容电流。
有益效果：本发明的技术方案可以有效的排除公频信号的干扰，也可以减少注入信号对电网的影响，也可以加大功率提高电流电压使得测量更加准确。
附图说明
图1为本发明较佳的实施例中，一种参数测量方法的总体流程图；
图2为本发明较佳的实施例中，一种参数测量系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明提供一种参数测量方法，适用于电网对地参数的测量，其特征在于，采用一输出装置，通过一接地变压器连接至电网，并预先对输出装置设定输出功率，
步骤S1，采用输出装置根据输出功率，通过接地变压器向电网输出一变频波形；
步骤S2，采用一测量装置采集变频波形中多个不同频率点的电网数据，并计算得出电网的对地参数。
具体的，本实施例中，测量装置包含多个传感器，传感器集成在测量装置内的控制器中，并通过端口连接至待测电路中的待测点，可以灵活的应用于不同的电网，测量装置还通过一控制器接收到测量参数的信号，对级联输出模块进行控制，用SPWM控制测量输出，通过电抗后向接地变压器接地变向电网注入变频电压电流信号。
本发明较佳的实施例中，步骤S1中，采用多个输出模块顺序级联的方式形成输出装置；
第一个输出模块的输出端连接一注入电感，第一个输出模块的输入连接下一个输出模块的输出端，最后一个输出模块的输入端接地。
具体的，本实施例中，上述输出模块，每个输出模块均为由一单相全桥式逆变电路构成，可以实现较大范围内的输出功率范围，其按照顺序进行连接，其中包括四个IGBT子模块，从第二个输出模块开始，输出模块的输出端由一第一IGBT子模块与第二IGBT子模块之间连出，输入模块由一第三IGBT与第四IGBT子模块之间接入。
本发明较佳的实施例中，输出装置的输出端通过注入电感连接一第一节点，第一节点连接接地变压器；
则步骤S2中，电网数据中包括采用一电压互感器采集得到的电压数据；
电压互感器串接于注入电感与第一节点之间。
具体的，本实施例中，电压数据为根据预设数据生成，并通过一注入电感后的电压。
本发明较佳的实施例中，步骤S2中，电网数据中还包括采用一电流互感器采集得到的第一电流数据；
电流互感器串接于一谐振电感与接地端之间；
谐振电感的另一端连接第一节点。
具体的，本实施例中，电流互感器采集的第二电流数据为，从最后一个输出模块的输入端至接地端的电路电流；电流互感器采集的第一电流数据为，从第一节点通过谐振模块接地线路上的电路电流。
本发明较佳的实施例中，步骤S2中，电网数据还包括采用一霍尔传感器采集得到的第二电流数据；
霍尔传感器串接于最后一个输出模块的输入端与接地端之间。
具体的，本实施例中，上述谐振补偿线圈的电流相位滞后于其电相位压90°，所以带有电感的阻抗元件接入电路，除了需要从电源吸收有功功率之外，还要吸收无功功率，所以还需接入电流相位超前于其电压相位90°的电容。
本发明较佳的实施例中，测量装置采用如下公式处理得到对地参数，
Uph＝2500*IL*(I1/f1-I2/f2)/(f1*I1-f2*I2)；
Ic＝50*Uph*(U1/f1-U2/f2)/(U1-U2)；
其中，
Uph为输出装置的额定电压；
Ic为对地参数；
U1为处于一第一频率下采集得到的电压数据；
U2为处于一第二频率下采集得到的电压数据；
I1为处于第一频率下采集得到的第二电流数据；
I2为处于第二频率下采集得到的第二电流数据；
IL为第一电流数据；
f1为第一频率；
f2为第二频率。
具体的，本实施例中，Ic为电网中滤波电路中的电容电流，此设备可以平缓电路中的波动提高精度。
本发明还提供一种参数测量系统，应用于上述任意一参数测量方法，其特征在于，包含，
输出装置1，通过一接地变压器3连接至电网4，用于根据输出功率通过接地变压器3向电网4输出一变频波形；
测量装置2，连接输出装置1，用于采集变频波形中多个不同频率点的电网4数据，并计算得出电网4的对地参数
具体的，本实施例中，上述输出装置1通过一接地变压器3连接电网4，通过接地变压器3中心点向电网4系统注入一个变频的信号，测量装置2还包含比较子模块，通过比较不同频率，确认是否为所需要的采集的数据。
本发明较佳的实施例中，输出装置1包含级联的多个输出模块11，每个输出模块11由一单相全桥式逆变电路构成，并按照顺序连接，第一个输出模块11的输出端连接一注入电感12，第一个输出模块11的输入端，连接下一个输出模块11的输出端，最后一输出模块11的输入端接地，
输出装置1还包括一注入电感12，一谐振线圈13，
注入电感12连接第一个输出模块11的输出端，并通过第一节点连接接地变压器3，
谐振线圈13一端接地，另一端通过第一节点连接接地变压器3。
具体的，本实施例中，电网4电线经谐振线圈13，即消弧线圈接地，正常运行时，消弧线圈中无电流通过。而当电网4受到雷击或发生单相电弧性接地时，中性点电位将上升到相电压，这时流经消弧线圈的电感性电流与单相接地的电容性故障电流相互抵消，使故障电流得到补偿，补偿后的残余电流变得很小，不足以维持电弧，从而自行熄灭。这样，就可使接地故障迅速消除而不致引起过电压。
本发明较佳的实施例中，测量装置2包括，
一控制器21，通过电网4数据计算得出电网4的对地参数；
一电压互感器22，连接控制器21，用于采集采集得到电网4数据中的电压数据，电压互感器22连接控制器21，并置于注入电感12与第一节点之间；
一霍尔传感器23，连接控制器21，用于采集第二电流数据，置于最后一个输出模块11的输入端与一接地端之间；
一电流互感器24，连接控制器21，用于采集第一电流数据，置于谐振线圈13与接地端之间。
具体的，本实施例中，由于电路内部存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔传感器23测量出磁场，从而确定导线中电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器，上述霍尔传感器23不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，适合于大电流传感。
本发明较佳的实施例中，电网4为三相电路，每个相位的电路包含一接地单元41，
每个接地单元41为并联的一电阻与一电容，经过电容的交变电流为对地电容电流。
具体的，本实施例中，由三个单相变压器在电路上做三相联结而组成的，各相主磁通沿各自铁心形成一个单独回路；
在不同的工频条件下，电容所产生的容抗也是不容的，流过的电容电流在电容器上并不产生功耗。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种参数测量方法，适用于电网对地参数的测量，其特征在于，采用一输出装置，通过一接地变压器连接至电网，并预先对所述输出装置设定输出功率，
步骤S1，采用所述输出装置根据所述输出功率，通过所述接地变压器向所述电网输出一变频波形；
步骤S2，采用一测量装置采集所述变频波形中多个不同频率点的电网数据，并处理得到所述电网的对地参数。
2.如权利要求1所述的一种参数测量的方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用多个输出模块顺序级联的方式形成所述输出装置；
第一个所述输出模块的输出端连接一注入电感，第一个输出模块的输入连接下一个输出模块的输出端，最后一个所述输出模块的输入端接地。
3.如权利要求2所述的一种参数测量方法，其特征在于，所述输出装置的输出端通过所述注入电感连接一第一节点，所述第一节点连接所述接地变压器；
则所述步骤S2中，所述电网数据中包括采用一电压互感器采集得到的电压数据；
所述电压互感器串接于所述注入电感与所述第一节点之间。
4.如权利要求3所述的一种参数测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述电网数据中还包括采用一电流互感器采集得到的第一电流数据；
所述电流互感器串接于一谐振电感与接地端之间；
所述谐振电感的另一端连接所述第一节点。
5.如权利要求4所述的一种参数测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述电网数据还包括采用一霍尔传感器采集得到的第二电流数据；
所述霍尔传感器串接于最后一个所述输出模块的输入端与接地端之间。
6.如权利要求5所述的一种参数测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用如下公式处理得到所述对地参数，
Uph＝2500*IL*(I1/f1-I2/f2)/(f1*I1-f2*I2)；
Ic＝50*Uph*(U1/f1-U2/f2)/(U1-U2)；
其中，
Uph为所述输出装置的额定电压；
Ic为所述对地参数；
U1为处于一第一频率下采集得到的所述电压数据；
U2为处于一第二频率下采集得到的所述电压数据；
I1为处于所述第一频率下采集得到的所述第二电流数据；
I2为处于所述第二频率下采集得到的所述第二电流数据；
IL为所述第一电流数据；
f1为所述第一频率；
f2为所述第二频率。
7.一种参数测量系统，其特征在于，应用于权利要求1-6中任意一所述的参数测量方法，包括：
输出装置，通过一接地变压器连接至电网，用于根据所述输出功率通过所述接地变压器向所述电网输出一变频波形；
测量装置，连接所述输出装置，用于采集所述变频波形中多个不同频率点的电网数据，并计算得出所述电网的对地参数。
8.如权利要求7所述的一种参数测量系统，其特征在于，
所述输出装置包含级联的多个输出模块，并按照顺序连接，第一个输出模块的输出端连接一注入电感，第一个输出模块的输入端，连接下一个输出模块的输出端，最后一输出模块的输入端接地；
所述输出装置还包括一注入电感，一谐振线圈，
所述注入电感连接所述第一个输出模块的输出端，并通过所述第一节点连接所述接地变压器的副边，
所述谐振线圈一端接地，另一端通过所述第一节点连接所述接地变压器的副边。
9.如权利要求8所述的一种参数测量系统，其特征在于，所述测量装置包括，
一控制器，通过所述电网数据计算得出所述电网的对地参数；
一电压互感器，连接所述控制器，用于采集采集得到所述电网数据中的电压数据，所述电压互感器连接所述控制器，并置于所述注入电感与所述第一节点之间；
一霍尔传感器，连接所述控制器，用于采集所述第二电流数据，置于所述最后一个输出模块的输入端与一接地端之间；
一电流互感器，连接所述控制器，用于采集所述第一电流数据，置于所述谐振线圈与所述接地端之间。
10.如权利要求6所述的一种参数测量系统，其特征在于，所述电网为三相电路，每个相位的电路包含一接地单元，
每个所述接地单元为并联的一电阻与一电容，经过电容的交变电流为对地电容电流。
Priority Applications (1)
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| CN202111682451.4A CN114509626A (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种参数测量方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202111682451.4A CN114509626A (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种参数测量方法及系统 |
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| CN114509626A true CN114509626A (zh) | 2022-05-17 |
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Family Applications (1)
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| CN202111682451.4A Pending CN114509626A (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种参数测量方法及系统 |
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