CN203299270U - 一种用于准确测量cvt电网侧电压谐波的装置 - Google Patents

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刘清蝉
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Abstract

一种用于准确测量CVT电网侧电压谐波的装置,包括电流传感器A(1)、电流传感器B(2)、数据采集卡(3)、电脑的USB口(4)、装有谐波分析程序的电脑(5);其连接结构为:电流传感器A(1)、电流传感器B(2)分别与数据采集卡(3)连接;数据采集卡(3)通过电脑的USB口(4)与装有谐波分析程序的电脑(5)连接。本实用新型能够有效地解决国家标准GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》附录D7规定的CVT不能用于谐波测量的问题。

Description

—种用于准确测量CVT电网侧电压谐波的装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于电力测量技术领域,具体地说是一种用于准确测量CVT电网侧电压谐波的装置。
背景技术
[0002] 供电质量是用户和电力企业共同关注的热点。随着电网的发展,直流工程和新能源项目的建设,开关电源、晶闸管器件、风电机组等在电网中越来越多的得到应用。这些设备一方面提高了人们对电能的利用效率,另一方面在电网里形成了大量谐波电流。其后果是使同一电网的其他电子产品受到干扰,谐波电流还会引起电网中线电流的超载,影响电网对电力的传输能力。此外,对交流电源的相位控制还会在电网上引起电流有效值的变化,导致电压有效值明显波动,这种电压波动有可能引起照明装置的闪烁。此外,谐波的出现,会危害系统中的一次和二次设备,干扰设备的正常工作,会改变继电保护设备的工作特性。广州电网某220kV变电站,云南电网某变电站系统运行时曾发生过多组电压互感器保险同时击穿的问题,经分析与谐波引起的谐振有关。因此对系统谐波的监测是电力系统必不可少的测试环节。
[0003]目前国内外对电网电压谐波的监测,大都是采用在电压互感器二次侧直接取样的方式进行,而绝大部分互感器采用的是CVT。然而受不同频率下CVT的变比差异影响,若直接利用谐波分析仪连接到CVT 二次侧测试谐波将不能准确反映电网谐波的构成比例,谐波测量数据不能被采用,因此,国家标准GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》附录D7规定CVT不能用于谐波测量。
[0004] CVT等互感器谐波测试方法在国内外都有过一些研究。基于网络分析仪的散射参数测试法,不能反映高压情况下互感器谐波频段的传输特性;基于浪涌电压发生器的脉冲函数测量法,电压过高可能造成CVT损耗的隐患。加拿大多伦多大学等相关科研单位基于在CVT内部磁性元件额定电压下进行测试,操作比较困难;美国电力科学研究院和德克萨斯农工大学等科研单位的低压终端测试方法,可能毁坏CVT内部元件。总之,目前国内外还没有一种可准确测试CVT电网侧电压谐波的方法和装置。
发明内容
[0005] 针对上述背景技术中提到CVT谐波测量问题,本实用新型的目的在于通过CVT 二次侧准确测量CVT电网侧的电压谐波水平,解决国家标准GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》附录D7规定CVT不能用于谐波测量的问题。特提出一种用于准确测量CVT电网侧电压谐波的装置。
[0006] 电流传感器A、电流传感器B分别采集流过CVT高压电容C1、低压电容C2的电流信号;数据采集卡接收电流传感器A、电流传感器B采集到的电流信号,并转换成为USB信号,连接到电脑的USB 口 ;装有谐波分析程序的电脑接收数据采集卡的电流信号后,利用编辑的程序开展计算;由此得出CVT电网侧电压谐波情况。[0007] 此装置所得CVT电网侧各频点的电压U1(Jco)由式U1 (Jco)=I1 (].ω)].Χε1+Ι20 ω)」乂。2计算而得,其中,I1(Jo)为流过高压电容C1、低压电容C2和内部电路在该频点下的总电流,可以通过电流传感器Α、电流传感器B测量结果求和得到,I2(j«)为流过低压电容。2在该频点下的电流,由电流传感器B测量,Xcl (j ω)为高压电容器C1在该频点下的电抗值,Xc2 (j ω )为低压电容器C2在该频点下的电抗值。
[0008] 本实用新型的目的通过如下技术方案实现。
[0009] 一种用于准确测量CVT电网侧电压谐波的装置,本实用新型特征是,由电流传感器Α、电流传感器B、数据采集卡、电脑USB 口、装有谐波分析程序的电脑组成;其连接结构为:电流传感器Α、电流传感器B分别与数据采集卡连接;数据采集卡通过电脑的USB 口与装有谐波分析程序的电脑连接。
[0010] 本实用新型的有益效果是:
[0011] I)在线状态下通过CVT 二次侧直接测量,拟合得到一次侧电压,不会对其余带电运行设备产生影响,安全可靠性高,抗干扰性强,可以准确测量CVT电网侧谐波,消除了由于CVT传输特性影响在谐波测量中带来的失真。
[0012] 2)电脑谐波分析软件面板实时显示CVT电网侧电压谐波情况,有效地解决了国家标准GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》附录D7规定CVT不能用于谐波测量的问题。
[0013] 下面结合附图及实例进一步阐述本实用新型内容。
附图说明
[0014] 图1为测量CVT 电网侧电压谐波装置的构成图;
[0015] 图2为测量得到的CVT电网侧电压谐波。
具体实施方式
[0016] 一种用于准确测量CVT电网侧电压谐波的装置,本实用新型特征是,由电流传感器Al、电流传感器Β2、数据采集卡3、电脑USB 口 4、装有谐波分析程序的电脑5组成;其连接结构为:电流传感器Al、电流传感器Β2分别与数据采集卡3连接;数据采集卡3通过电脑的USB 口 4与装有谐波分析程序的电脑5连接。
[0017] 电流传感器Al、电流传感器Β2分别采集流过CVT高压电容C1、低压电容C2的电流信号;数据采集卡3接收电流传感器Al、电流传感器Β2采集到的电流信号,并转换成为USB信号,连接到电脑的USB 口 4 ;装有谐波分析程序的电脑5接收数据采集卡3的电流信号后,利用编辑的程序开展计算;由此得出CVT电网侧电压谐波情况。
[0018] 此装置所得CVT电网侧各频点的电压U1(Jco)由式U1 (J-GJ)=I1 (jco)jXcl+I2(j ω)」乂。2计算而得,其中,I1(Jo)为流过高压电容C1、低压电容C2和内部电路在该频点下的总电流,可以通过电流传感器Al、电流传感器Β2测量结果求和得到,I2(jco)为流过低压电容C2在该频点下的电流,由电流传感器B2测量,Xcl (j ω)为高压电容器C1在该频点下的电抗值,Xc2 (j ω )为低压电容器C2在该频点下的电抗值。
[0019] 下面结合附图,应用本实用新型测试IlOkV CVT电网侧电压谐波为例进行详细说明。应该强调的是,下述说明仅仅是示例性的,而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。
[0020] ( I)将各模块按电器接线图正确接线,组成测试装置
[0021] 一种用于准确测量CVT电网侧电压谐波的装置,由电流传感器、数据采集卡、电脑USB 口、装有谐波分析程序的电脑组成。组成图1所示的完整的谐波测试系统。
[0022] (2)利用图1所示的测试系统开展CVT电网侧电压谐波测量
[0023] 电流传感器Al、电流传感器B2分别采集流过CVT高压电容C1、低压电容C2的电流信号;数据采集卡3接收两个电流传感器采集到的电流信号,并转换成为USB信号,连接到电脑的USB 口 4 ;装有谐波分析程序的电脑5接收数据采集卡的电流信号后,利用编辑的程序开展计算,并在软件面板显示测量结果。
[0024] 利用本实用新型得到一次侧各频点的电压U1 (j « ),并进行谐波分析:
[0025] 通过式(I)可以得到一次侧各频点的电压仏(_]_ «):
[0026] U1(Jco)=I1(Jco) jXcl+I2 (Jco)JXc2 (I)
[0027] 式中,U1U «)为CVT电网侧电压;I1U «)为流过高压、低压电容和内部电路在该频点下的总电流,通过电流传感器Al、电流传感器B2测量结果求和得到;I2(j«)为流过低压电容C2在该频点下的电流,通过电流传感器B2测量AcaUco)为高压电容器C1在该频点下的电抗值,Xc2 (j «)为低压电容器C1在该频点下的电抗值。
[0028] 图2所示为测量得到CVT电网侧电压波形,电压总的谐波畸变率以及各次谐波幅值等。
[0029] 本说明书未作详细描述的内容属本领域专业技术人员公知的现有技术。
[0030] 以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种用于准确测量CVT电网侧电压谐波的装置,其特征是,由电流传感器A (I)、电流传感器B (2)、数据采集卡(3)、电脑USB 口(4)、装有谐波分析程序的电脑(5)组成;其连接结构为:电流传感器A (I)、电流传感器B (2)分别与数据采集卡(3)连接;数据采集卡(3)通过电脑的USB 口(4)与装有谐波分析程序的电脑(5)连接。
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