CN203572868U - 用于测量变电站gis上智能组件受到骚扰电压的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电气二次设备电压测量领域，特别涉及一种用于测量变电站GIS上智能组件受到骚扰电压的系统。该测量系统包括连接在智能变电站气体绝缘开关上的待测传感器内端子与电压测量装置之间的测量引线、由主板及数据采集卡组成的数据采集系统、与主板连接的光纤收发器以及供电模块，电压测量装置与主板连接，屏蔽装置将上述各部件整体包覆屏蔽。测量系统整体利用管箍扣和扎带可固定在GIS管道上进行测量。通过上述技术方案，消除空间骚扰了对测试结果的影响,减小测量引线，减小测量装置的体积，提高了测量系统的准确性和使用灵活性。

Description

用于测量变电站GIS上智能组件受到骚扰电压的系统

技术领域

本实用新型属于电气二次设备电压测量领域，特别涉及一种用于测量变电站GIS上智能组件受到骚扰电压的系统。

背景技术

高压交流输变电系统中气体绝缘开关设备具有占地面积小，密封性好，受环境影响小，运行可靠性高，检修周期长，维护工作量少，运行费用低等显著优点，在我国电网得到了广泛应用。GIS中的隔离开关、接地开关和断路器操作时，产生波头很陡的行波，这些行波在GIS内发生多次折反射后，形成特快速暂态过电压。相对于传统变电站，智能变电站作为智能电网的核心环节，在我国已经达到了可以大规模进行推广的条件，根据《2013-2017年中国智能变电站行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》分析，2011年以后所有新建变电站全面按照智能变电站技术标准建设，并且重点对枢纽及中心变电站进行智能化改造。根据国规划未来我国智能变电站将迎来爆发式增长：第一阶段新建智能变电站46座，在运变电站智能化改造28座；第二阶段新建智能变电站8000座，在运变电站智能化改造50座，特高压交流变电站改造48座;第三阶段新建智能变电站7700座，在运变电站智能化改造44座，特高压交流变电站改造60座。较传统变电站，智能变电站特点鲜明：将传感器或执行器与高压设备或其部件进行一体化设计，以达到特定的监测或控制目的；将互感器与变压器、断路器等高压设备进行一体化设计，以减少变电站占地面积；在智能组件中，将相关测量、控制、计量、监测、保护进行一体化融合设计，实现一、二次设备的融合。其中各种传感器等二次设备集成安装在GIS管道附近，暂态过电压通过各种耦合方式对智能组件产生影响。当过电压传播到外壳接地引线连接处、分支母线末端等位置，由于阻抗不连续使得GIS设备外壳对地出现瞬态电位升高，并将沿外壳与大地构成的传输线进行传播，进一步形成暂态地电位生（GPR，Grounding Potential Rise），产生危害，因此有必要对其进行准确的测量。

一方面，由于所测信号为瞬态电压信号，频率成分丰富，最高可达100MHz左右，测量引线产生传输线效应，导致测量的结果发生畸变，且测量引线的长度以及走向都会对测量的准确性产生影响。另一方面，由于其一、二次设备一体化融合的设计理念，目前智能变电站中所采用的智能开关设备，不同电压等级的GIS管道尺寸不同，并且结构复杂紧凑，管道间空间狭小，这对测量装置的体积和使用的灵活性上有了更高的要求。

发明内容

为了减少测量引线的干扰，提高测量的准确性，以及使测量设备体积更小，更加方便灵活的使用，本实用新型提供了一种用于测量变电站GIS上智能组件受到骚扰电压的系统。

本实用新型所述的测量系统，包括：

测量引线：连接在智能变电站气体绝缘开关上的待测传感器内端子与电压测量装置之间；

数据采集系统：由主板及安装在主板上的数据采集卡组成，主板与电压测量装置连接；

数据传输系统：包括与主板连接的光纤收发器，光纤收发器通过光纤与远端的PC机连接；

屏蔽装置：整体包覆测量引线、电压测量装置、数据采集系统以及数据传输系统。

所述屏蔽装置为屏蔽箱，设有四个开口，均为带有螺帽的螺孔，螺孔与波纹管360度无缝对接。

所述屏蔽箱外壁四角设有管箍固定装置。

所述屏蔽箱设置用于固定电压测量装置、数据采集系统以及数据传输系统的多块底板。

所述屏蔽装置的侧面设置通风口并安装风扇。

所述主板为170×170mm迷你ITX主板。

所述数据采集系统的主板通过DC-ATX模块与锂电池连接。

所述风扇通过USB接口与主板连接。

所述数据传输系统的光纤收发器与便携式移动电源连接。

本实用新型的有益效果为：

该测量系统提高了抗干扰性，减小了测量引线的长度，减小测量装置的体积，可以有效的提高测量系统的准确性和使用灵活性。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图。

图2是测量装置在GIS管道上接线示意图。

图3是10M到100M扫频测量波形图。

图中标号：

101-屏蔽箱，102-电压测量装置，103-测量引线，104-数据采集卡，105-主板，106-DC-ATX模块，107-锂电池，108-风扇，109-便携式移动电源，110-光纤收发器，111-管箍扣，112-底板；201-GIS管道，202-待测传感器，203-传感器屏蔽箱体，204-测量系统，205-光纤，206-绝缘支柱，207-光纤收发器，208-PC机。

具体实施方式

本实用新型提供了一种用于测量变电站GIS上智能组件受到骚扰电压的系统，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型提供的一种用于测量智能变电站气体绝缘开关上智能组件受到骚扰电压的系统结构示意图。主板105上安装数据采集卡104，主板105与电压测量装置102连接，光纤收发器110经过网线接在105主板上；大容量小型的锂电池107通过DC-ATX模块106给主板105供电，DC-ATX模块106经过排线与主板105对接；便携式移动电源109通过USB接口为光纤收发器110供电；测量引线103连接在智能变电站气体绝缘开关上的智能组件端子与电压测量装置102之间；屏蔽箱101整体屏蔽上述所有元器件。

屏蔽箱101的尺寸为470mm×450mm×197mm，箱体底部外侧四角设有管箍扣111。所述管箍扣111可用以拴住扎带，可以根据不同电压等级的GIS管道201尺寸，调节扎带的长短，将测量系统固定在其上。屏蔽箱门边内侧四周均加装铜质簧片，减少缝隙处电磁波泄露。侧壁各有两个引线管道，长30mm，均带有凸起螺纹，口径尺寸分别为左侧直径为40mm，右侧为30mm，并配有相应的螺帽。螺孔可接相应标准口径的波纹管，测量引线103通过螺孔进入波纹管接入相应位置（接地端或者信号输入端）。现有技术中为测量引线开孔往往导致屏蔽箱性能下降，本实用新型通过波纹管与螺孔紧扣360度无缝对接，减少了电磁波泄露，包括波纹管在内的整体屏蔽效果较已有技术大大提高，参照GJB5792-2006检测标准测试方法对其进行了测试，测试频率为450MHz屏蔽效能高达85dB，950MHz屏效为65dB，完全满足测量需求。屏蔽箱101底部装有可拆卸的底板112以及可拆空间隔板，可以根据测量需求灵活组合配置各种测试装置，方便不同型号、形状、体积的装置（如分压器，电源，采集卡等）更换使用，使有限的空间合理充分利用。数据采集卡104，主板105等长时间工作发热，加之试验外部环境的不确定性，在左侧内壁装有小功率的风扇108，右侧壁开有通风波导窗，保证了箱体内空气流通以达到散热保护设备的功能。风扇108通过USB接口从主板直接取电。

所述电压测量装置102可以采用多种类型的电压测量装置，在本实施例中，使用电阻性阻抗分压测量装置。该电阻性阻抗分压测量装置由串联连接的电阻构成。两个电阻构成了分压电路，并且决定了分压比。在输入的电压信号为高频情况下，由于电阻、连接线带来的杂散感性阻抗的影响，优选地需要为分压电阻配置并联电容以补偿杂散感性阻抗带来的影响，提高分压器的带宽。在另一个实施例中，根据所测信号电压等级可以直接使用可商业电压探头，例如：品致（pintech）P6039A高压探头，品致（pintech）CP-3308R测试棒。也可使用其他形式的分压装置。

所述数据采集卡104包括了多种类型的采集卡，在本实施例中，采用了数据传输总线类型为PCI的采集卡，可采集信号带宽为300MHz，单通道采样率为1Gs/s。

数据采集卡104将测量得到信号存储在主板105上并进行分析处理，然后将结果通过光纤收发器110传送至远端的PC机208。为了进一步减小装置体积，利用数据采集卡替代现有技术中笨重的示波器，通过小巧的DC-ATX模块106，直接对主板105直流供电，与现有技术相比较，省去了的逆变环节，节省空间，提高电能利用率，延长了测量装置工作时间。

使用时，测量系统204根据需要通过绝缘支柱206固定在待测传感器202附近的GIS管道201上，待测传感器202由传感器屏蔽箱体203包覆，测量引线103通过波纹管进入待测传感器202内部进行测量。测量系统204的光纤收发器110通过光纤205与后处理设备中的光纤收发器207连接，再接入PC机208。

附图3是利用本实用新型提出的测量装置进行的扫频实验测量。对10MHz到100MHz的正弦波形进行了测量，信号源波形设置峰值为正负5V。误差在正负10%以内，可以看出测量频率范围较宽，满足对瞬态高频信号的测量要求。

Claims (9)

1.一种用于测量变电站GIS上智能组件受到骚扰电压的系统，其特征在于，该测量系统包括：

测量引线（103）：连接在智能变电站气体绝缘开关上的待测传感器内端子与电压测量装置（102）之间；

数据采集系统：由主板（105）及安装在主板（105）上的数据采集卡（104）组成，主板（105）与电压测量装置（102）连接；

数据传输系统：包括与主板（105）连接的光纤收发器（110），光纤收发器（110）通过光纤与远端的PC机连接；

屏蔽装置：整体包覆测量引线（103）、电压测量装置（102）、数据采集系统以及数据传输系统。

2.根据权利要求1所述的用于测量变电站GIS上智能组件受到骚扰电压的系统，其特征在于，所述屏蔽装置为屏蔽箱（101），设有四个开口，均为带有螺帽的螺孔。

3.根据权利要求2所述的用于测量变电站GIS上智能组件受到骚扰电压的系统，其特征在于，所述屏蔽箱（101）外壁四角设有管箍固定装置。

4.根据权利要求2所述的用于测量变电站GIS上智能组件受到骚扰电压的系统，其特征在于，所述屏蔽箱（101）内设置用于固定电压测量装置（102）、数据采集系统以及数据传输系统的多块底板（112）。

5.根据权利要求1所述的用于测量变电站GIS上智能组件受到骚扰电压的系统，其特征在于，所述屏蔽装置的侧面设置通风口并安装风扇（108）。

6.根据权利要求1所述的用于测量变电站GIS上智能组件受到骚扰电压的系统，其特征在于，所述主板（105）为170×170mm迷你ITX主板。

7.根据权利要求1所述的用于测量变电站GIS上智能组件受到骚扰电压的系统，其特征在于，所述数据采集系统的主板（105）通过DC-ATX模块（106）与锂电池（107）连接。

8.根据权利要求5所述的用于测量变电站GIS上智能组件受到骚扰电压的系统，其特征在于，所述风扇（108）通过USB接口与主板（105）连接。

9.根据权利要求1所述的用于测量变电站GIS上智能组件受到骚扰电压的系统，其特征在于，所述数据传输系统的光纤收发器（110）与便携式移动电源（109）连接。

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