CN204304620U - 一种电压质量监测一体化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电压质量监测一体化系统，其包括：监测装置、数据处理装置、传输装置、客户端；所述监测保护装置依次通过数据处理装置和传输装置与客户端相连；其中，所述监测装置包括：谐振检测装置、谐波检测装置、电压偏差检测装置、电压波动检测装置以及单相接地故障检测装置。通过高速采样系统实现电压监测的功能，通过实时电压监测能够得出电压稳态质量及电压暂态质量。另外，对不同的电压等级、不同监测要求的监测点或变电站采用多方位、多角度的监测，使获取信息更简捷、更明确。其通过综合采集信息来实现系统电能质量评估、故障发展趋势分析等，具有很好的推广应用前景。

Description

一种电压质量监测一体化系统

技术领域

本实用新型技术涉及到电压质量监测技术领域，尤其涉及的是一种电压质量监测一体化系统。

背景技术

随着现代科学技术的发展，电能作为一种重要的商品，其质量问题近几年备受关注。一方面，造成电能质量问题的因素不断增长，如以电力装置为代表的非线性负荷的使用、各种大型用电设备的启停等造成大量电能质量问题。另一方面，各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及，如高性能家用电器、办公设备、精密实验仪器、精密生产过程的自动控制设备等，对电能质量的要求越来越高。

在衡量电能质量的指标中，电压质量是以实际电压与理想电压的偏差，反映供电企业向用户供应的电能是否合格的概念，它能够反映大多数电能质量问题。电能质量问题很大程度上可以说就是电压质量问题。稳态电压质量可以从电压偏差、电压波动和闪变、电压波形畸变以及三相电压不平衡等方面来衡量；暂态电压质量可以从暂降、暂升、瞬时间断、暂时过电压和瞬态过电压、脉冲等方面来衡量。从供电质量的角度来说，这些质量指标不仅与偏离标准的程度有关，而且还与偏离标准所持续的时间有关。

目前35kV及以下不接地电力系统电压质量监测采取电能质量监测专项工作来完成，监测工作依靠人工接线，测试时间长度仅有24小时，实时性差，不能完全反应电能质量；电压质量测试设备因自身原因，采样频率低，精度差，不能采集暂态电压质量。

目前所使用的监测方法存在着诸多的不足，主要有以下几个方面：

1)监测广度不足。目前的监测设备仅有稳态电压质量分析，鲜有暂态电压质量分析。，尤其是暂态电压质量，不能够全面的监测所发生的暂态电压质量问题；再如对连续型或事件型电压质量问题的处理等。

2)监测深度不够。目前所使用的监测设备的敏感度分析、故障发展的记录、预见维护判断存在着众多的不足。目前的监测数据仅供参考，缺少监测状态评估和事故诊断能力。

3)目前所使用的检测设备尚未实现网络化、信息化和标准化，信息共享程度差，数据来源不统一。设备的开放性和可扩充性差，造成了设备的持续改进和完善的缺点。

4)供电单位局限于监测本身，却没有对负荷的相应的控制措施和管理策略。用电单位在电压质量破坏其正常生产时，才采取治理。监测和治理之间，缺乏更加科学的管理方式。

5)电力行业尚无统一的电压质量管理和监督部门。电网的污染和干扰源没有得到根本的制度性管理。

有鉴于此，开展对电压质量实时监测的研究显得十分必要。

实用新型内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型目的在于提供一种电压质量监测一体化系统。旨在解决现有电压监测依靠人工接线，实时性差的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种电压质量监测一体化系统，其中，包括：监测装置、数据处理装置、传输装置、客户端；所述监测保护装置依次通过数据处理装置和传输装置与客户端相连；

其中，所述监测装置包括：谐振检测装置、谐波检测装置、电压偏差检测装置、电压波动检测装置以及单相接地故障检测装置，所述客户端上设置有若干个报警指示灯，每一指示灯分别对应每一种不同的检测装置。

所述电压质量监测一体化系统，其中，所述监测装置进一步包括若干个用于对电压电流的实时数据采集的监测终端。

所述电压质量监测一体化系统，其中，所述数据处理装置进一步包括若干工作站。

所述电压质量监测一体化系统，其中，所述工作站包括：门户工作站、就地工作站和/或远动工作站。

所述电压质量监测一体化系统，其中，所述传输装置进一步包括若干个按照以太网结构连接的门户交换机。

有益效果：

本实用新型的电压质量监测一体化系统，与现有技术相比，其包括以下优点：

(1)实现系统零序电压、系统相电压和出线零序电流的实时高速数据采集，除了满足传统的稳态电压质量监测要求，还能满足暂态电压质量监测要求，实现对电压闪变、瞬态过电压等电压事件的准确捕捉；

(2)通过对电压质量事件、单相接地故障、铁磁谐振事件检测，实现电能质量性能全面评估等，为电能质量控制管理提供科学的依据和方法。

附图说明

图1为本实用新型的电压质量监测一体化系统的较佳实施例的示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种电压质量监测一体化系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

近年来，随着现代网络技术、光纤通信技术及标准化协议的发展，国内外开始出现采用电压质量在线监测方式和建立一个具有统一开放的监控和管理平台的质量在线监测网络的想法。美国在几年前已经开始实现电压质量监测网络化运行。在我国最早实现是借助公用电话线路的有线拨号方式将若干变电站的下位监测装置和质量管理中心联系起来。目前，广东省电力局正在开展网络型电压质量监测系统的设计、开发和实验工作；浙江省电力局也曾提出建立浏览方式的电压质量监测系统，或者把电压质量监测融入到原有的SCADA系统的工作中。

从监测方法看，对电网电压质量的测量要求不能一概而论，应遵循分层、分级、分权限控制的原则，注重测量的深度和广度，根据实际问题决定需要什么样的监测。具体讲，对不同的电压等级、不同监测要求的监测点或变电站分级、对不同的应用程序和用户设定相应的权限，达到多方位、多角度的监测，并且使获取信息更简捷、更明确。电压质量监测在不久的将来会向深层次和大范围的方向发展，其中更高一级的监测，如故障趋势分析型、预见维护型必将成为对电网安全经济运行进行综合评价不可缺少的一部分。这就需要大容量存储、高速数据流与数据库管理，实时更新能力、浏览方面、数据共享。这只有实现电压质量在线监测网络化才能满足要求。

信息化是科技发展的必然趋势。技术的发展使用户可以通过新的手段实现更高速的信息传递，各种业务活动能够以更广泛的方式更顺畅地进行。电压质量监测信息化要求达到以下五个目标：信息采集的全面性、信息传输的实时性、信息记录的可存储性、信息识别的准确性、信息控制的合理性。

电压质量控制的整体性决定了它是一项系统工程，电压质量监测技术的发展也必须趋于标准化。一方面，可以提高数据的可信度和可比性；另一方面，可以优化信息系统的各类数据，缩小数据库的占用空间，提高数据库与其他系统的开放性和共享性。这也是网络化和信息化的必然要求。两个目标：数据格式标准化，显示界面标准化。

长期以来，人们对于选线技术和电压质量的研究都作为孤立的两个领域分别开展，事实上选线技术和电压质量的研究对象都是系统固有电压电流信号，电压质量会引起接地故障，而接地故障会影响电压质量性能指标，两者相互独立，又互有关联，因此，把单相接地故障当作电压质量的一类进行研究是一种大胆的尝试和创新，是一个新的研究思路和方向。

请参阅图1，其为本实用新型的电压质量监测一体化系统的较佳实施例的示意图。如图所示，所述电压质量监测一体化系统包括：监测装置100、数据处理装置200、传输装置300、客户端400；所述监测保护装置100依次通过数据处理装置200和传输装置300与客户端400相连；其中，所述监测装置100包括：谐振检测装置、谐波检测装置、电压偏差检测装置、电压波动检测装置以及单相接地故障检测装置，所述客户端上设置有若干个报警指示灯，每一指示灯分别对应每一种不同的检测装置。

具体来说，所述监测装置100由多组监测终端组成，实现对电压电流的实时数据采集，并通过数据通信将采集的数据传送给附近的工作站。根据不同的地理位置，一个工作站可以同时接收多个终端的数据。数据处理装置200对监测装置100采集的数据进行分析，获得电网无功、谐波、负序、电压骤升、电压跌落和闪变等电压质量参数，由于一个工作站要对多个监测终端的数据进行分析处理，这就要求工作站的运行速度要快，并且能快速准确地检测出各个电压质量参数，工作站对采集获取的数据进行分析处理后将其通过核心交换机传送给门户工作站。统一由门户工作站负责与网络传输层的数据交换。

应当理解地是，所述数据处理装置200对数据的分析为现有技术(获得电网无功、谐波、负序、电压骤升、电压跌落和闪变等电压质量参数)，与本方案无关。本方案保护的是硬件终端之间的连接关系，实现了数据分类采集、一体化管理的组织架构。

其中，所述监测装置100包括：谐振检测装置、谐波检测装置、电压偏差检测装置、电压波动检测装置以及单相接地故障检测装置。其为本实用新型的关键所在，通过对电压质量事件(电压偏差检测装置、电压波动检测装置、谐振检测装置和谐波检测装置)、单相接地故障(单相接地故障检测装置)，实现电能质量性能全面评估等，为电能质量控制管理提供科学的依据和方法。其中电压偏差检测装置用于检测实际运行电压对系统标称电压的偏差相对值，以百分数表示。电压偏差(％)＝(电压测量值－系统标称电压)/系统标称电压×100％，通过对电压偏差的统计可以计算电压合格率，它指的是实际运行电压偏差在限值范围内累计运行时间与对应的总运行统计时间的百分比。供电电压偏差监测统计的时间单位为min，通常每次以月(或周、季、年)的时间为电压监测总时间，供电电压偏差超限的时间累计之和为电压超限时间，则

电压合格率(％)＝(1－电压超限时间/总运行统计时间)×100％。

电压波动检测装置用于检测电压的波动和闪变，电压波动指电压方均根值(有效值)一系列的变动或连续的改变。闪变是灯光照度不稳定造成的视感。电压波动可以通过电压方均根曲线U(t)来描述，电压变动d和电压变动频度r则是衡量电压波动大小和快慢的指标。电压方均根曲线U(t)定义为每半个基波电压周期方均根值(有效值)的时间函数。电压变动d指电压方均根曲线上相邻两个极值电压之差，以系统标称电压的百分数表示。电压变动频度r指单位时间内电压变动的次数(电压由大到小或由小到大各算一次变动)，不同方向的若干次变动，如果间隔时间小于30ms则算一次变动。闪变可用短时间闪变值Pst和长时间闪变值Plt来量度。Pst是衡量短时间(若干分钟)内闪变强弱的一个统计量值，其基本记录周期为10min。Plt则由短时间闪变值Pst推算出，反映长时间(若干小时)内闪变强弱的量值，其基本记录周期为2h。

谐振检测装置和谐波检测装置用于谐振、谐波检测。不接地供电网络的谐振分为铁磁谐振和串联谐振，铁磁谐振是由铁芯电感元件，如发电机、变压器、电压互感器、电抗器、消弧线圈等和系统的电容元件，如输电线路，电容补偿器等形成共谐条件，激发持续的铁磁谐振，使系统产生谐振过电压。串联谐振是由高压断路器电容与母线电压互感器的电感耦合产生谐振。

所述传输装置300采用以太网结构，将数据处理层的分析处理结果通过以太网传输给各个客户端，以便客户端进行查询和参数设置等。所述客户端400是根据监测装置100进行相应的显示：所述客户端上设置有若干个报警指示灯，每一指示灯分别对应每一种不同的检测装置。

综上所述，本实用新型公开的一种电压质量监测一体化系统，其包括：监测装置、数据处理装置、传输装置、客户端；所述监测保护装置依次通过数据处理装置和传输装置与客户端相连；其中，所述监测装置包括：谐振检测装置、谐波检测装置、电压偏差检测装置、电压波动检测装置以及单相接地故障检测装置。通过高速采样系统实现电压监测的功能，通过实时电压监测能够得出电压稳态质量及电压暂态质量。另外，对不同的电压等级、不同监测要求的监测点或变电站采用多方位、多角度的监测，使获取信息更简捷、更明确。其通过综合采集信息来实现系统电能质量评估、故障发展趋势分析等，具有很好的推广应用前景。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种电压质量监测一体化系统，其特征在于，包括：监测装置、数据处理装置、传输装置、客户端；所述监测保护装置依次通过数据处理装置和传输装置与客户端相连；

其中，所述监测装置包括：谐振检测装置、谐波检测装置、电压偏差检测装置、电压波动检测装置以及单相接地故障检测装置；所述客户端上设置有若干个报警指示灯，每一指示灯分别对应每一种不同的检测装置。

2.根据权利要求1所述的电压质量监测一体化系统，其特征在于，所述监测装置进一步包括若干个用于对电压电流的实时数据采集的监测终端。

3.根据权利要求1所述电压质量监测一体化系统，其特征在于，所述数据处理装置进一步包括若干工作站。

4.根据权利要求3所述电压质量监测一体化系统，其特征在于，所述工作站包括：门户工作站、就地工作站和/或远动工作站。

5.根据权利要求1所述电压质量监测一体化系统，其特征在于，所述传输装置进一步包括若干个按照以太网结构连接的门户交换机。