CN207198283U - 一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，包括CPU模块，其与变频电流注入模块相连；变频电流注入模块用于输出变频电流信号，并从中性点消弧线圈电压互感器二次侧向配电网注入变频电流；及注入电流采集模块，其用于采集注入配电网的变频电流并传送至CPU模块中；及中性点电压采集模块，其用于从中性点电压互感器二次侧采集中性点电压并传送至CPU模块中，由CPU模块输出中性点经消弧线圈接地配电网对地电流。其能够消除消谐电阻影响，提高中性点经消弧线圈接地配电网对地电流的测量精度。
Description
技术领域
本实用新型属于电流测量领域，尤其涉及一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置。
背景技术
我国的电力规程规定当10kV和35kV配电网电容电流分别大于30A和10A时，应装设消弧线圈以补偿电容电流。因此，我国中低压配电网现普遍采用中性点经消弧线圈接地方式。我国现行国标(GBJ63-83)规定60kV及以下配电网，故障点的接地残流不得超过10A。准确、快速地测量配电网电容电流是确定消弧线圈容量的依据和限制接地故障残流大小的需求。同时，在调节消弧线圈档位时，为了防止工频谐振，也需要实时、精准测量对地电容值。
传统的配电网电容电流测量方法有单相金属接地法、外加电容法、注入信号法等，单相金属接地法、外加电容法都需要试验人员接触到一次设备，存在试验危险、操作繁杂，工作效率低等缺点。而且传统的注入信号法无法消除电压互感器内阻抗的影响，存在测量精度较低的缺点。
目前，在实际工程应用中，为了防止消弧线圈、电压互感器或测量电抗器等感性元件与配电网对地电容间产生工频谐振，此类元件一般与一消谐电阻串联使用。实用新型专利(专利申请号200720062722.5)提出了一种配电网中性点接地阻抗测控装置，通过一接地变压器中性点与地之间的测量电抗器，注入信号实时测量配电网对地参数。但由于该装置的采样电压、电流信号均来自测量电抗器处，而消谐电阻的分压作用会影响中性点对地电压的测量准确度，从而降低配电网对地参数的测量精度。
综上所述，亟需一种可消除消谐电阻影响，且快速、安全、准确同时测量中性点经消弧线圈接地配电网对地电流的装置。
实用新型内容
为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，其能够消除消谐电阻影响，提高中性点经消弧线圈接地配电网对地电流的测量精度。
本实用新型的一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，包括：
CPU模块，其与变频电流注入模块相连；变频电流注入模块用于输出变频电流信号，并从中性点消弧线圈电压互感器二次侧向配电网注入变频电流；及
注入电流采集模块，其用于采集注入配电网的变频电流并传送至CPU模块中；及
中性点电压采集模块，其用于从中性点电压互感器二次侧采集中性点电压并传送至CPU模块中，由CPU模块输出中性点经消弧线圈接地配电网对地电流。
进一步的，所述变频电流注入模块包括：脉冲驱动模块，其与CPU模块相连；所述脉冲驱动模块用于控制逆变器中开关管的通断，逆变器的输出端连接至中性点消弧线圈电压互感器的二次侧。
本实用新型利用CPU模块控制脉冲驱动模块启动，进而由脉冲驱动模块驱动逆变器中开关管的通断，实现相应脉冲宽度的调制。
进一步的，所述逆变器的输出端与中性点消弧线圈电压互感器的二次侧之间还串接有滤波器。
本实用新型利用滤波器来对注入配电网的变频电流进行滤除干扰。
进一步的，所述滤波器为LC滤波器。
需要说明的是，滤波器除了LC滤波器之外，还可以采用有源滤波器。
进一步的，所述注入电流采集模块和中性点电压采集模块均通过信号处理电路传送至CPU模块。
本实用新型利用信号处理电路对采集到的注入配电网的变频电流和从中性点电压互感器二次侧采集中性点电压进行处理，得到CPU模块能够处理的信号。
进一步的，所述信号处理电路包括串联连接的滤波电路、放大电路和A/D转换电路。
进一步的，所述CPU模块还通过通讯模块与上位机相连。
其中，通讯模块可采用无线通讯模块或有线电缆来实现。
进一步的，所述CPU模块还与远程服务器相连，所述远程服务器与远程终端相连。
进一步的，所述CPU模块还与云端服务器相连，所述云端服务器与移动终端相连。
进一步的，所述CPU模块还与显示模块相连。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型的中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，消除了消谐电阻的影响，且检测参数少，无需其他参数整定，不受配电网运行方式等因素的影响，大大提高了电容电流的测量精度；
(2)本实用新型的中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，不影响电网正常运行，并将参数测量从高压侧移到低压侧，测量安全快速、且操作简单，提高了测量试验的效率，同时大大降低测量试验时测量人员的人身安全隐患。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本实用新型的一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置结构示意图；
图2是本实用新型的变频电流注入模块结构示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
图1是本实用新型的一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置结构示意图。
如图1所示，本实用新型的一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，包括：
CPU模块4，其与变频电流注入模块1相连；变频电流注入模块1用于输出变频电流信号，并从中性点消弧线圈电压互感器二次侧向配电网注入变频电流；及
注入电流采集模块3，其用于采集注入配电网的变频电流并传送至CPU模块4中；及
中性点电压采集模块2，其用于从中性点电压互感器二次侧采集中性点电压并传送至CPU模块4中，由CPU模块4输出中性点经消弧线圈接地配电网对地电流。
如图2所示，本实施例的变频电流注入模块包括：脉冲驱动模块，其与CPU模块相连；所述脉冲驱动模块用于控制逆变器中开关管的通断，逆变器的输出端连接至中性点消弧线圈电压互感器的二次侧。
其中，脉冲驱动模块可采用由三极管构成的脉冲驱动电路来实现。
逆变器为PWM逆变器。
本实用新型利用CPU模块控制脉冲驱动模块启动，进而由脉冲驱动模块驱动逆变器中开关管的通断，实现相应脉冲宽度的调制。
具体地，所述逆变器的输出端与中性点消弧线圈电压互感器的二次侧之间还串接有滤波器。
本实用新型利用滤波器来对注入配电网的变频电流进行滤除干扰。
其中，所述滤波器为LC滤波器。
需要说明的是，滤波器除了LC滤波器之外，还可以采用有源滤波器。
具体地，在图2中，Udc为直流电源，L0和C0为滤波电感和电容。由CPU模块对采集的中性点电压信号和注入电流信号进行处理和分析后，设定变频电流的频率，控制脉冲驱动电路为PWM逆变器提供开关管驱动脉冲，从而使逆变器向中性点消弧线圈电压互感器的二次侧注入电流，实现变频电流的注入。
在本实施例中，CPU模块4可采用单片机或可编程逻辑器件实现。
变频电流注入模块1除了采用如图2所示的结构之外，还可以采用其他现有的变频电流产生电路来实现，此处将不再累述。
中性点电压采集模块2可采用电压互感器来实现。
注入电流采集模块3可采用现有的电流采集电路来实现。
在具体实施中，所述注入电流采集模块和中性点电压采集模块均通过信号处理电路传送至CPU模块。
本实用新型利用信号处理电路对采集到的注入配电网的变频电流和从中性点电压互感器二次侧采集中性点电压进行处理，得到CPU模块能够处理的信号。
具体地，所述信号处理电路包括串联连接的滤波电路、放大电路和A/D转换电路。
在另一实施例中，所述CPU模块4还通过通讯模块5与上位机相连。
其中，通讯模块5可采用无线通讯模块或有线电缆来实现。
在另一实施例中，所述CPU模块4还与远程服务器相连，所述远程服务器与远程终端相连。
这样本实用新型通过远程服务器与远程终端这些结构，来实现远程查看中性点经消弧线圈接地配电网对地电流的测量结果。
在另一实施例中，所述CPU模块4还与云端服务器相连，所述云端服务器与移动终端相连。
这样本实用新型通过云端服务器与移动终端这些结构，来实现实时且远程查看中性点经消弧线圈接地配电网对地电流的测量结果。
其中，移动终端为PC机或智能手机。
在另一实施例中，所述CPU模块4还与显示模块6相连。
其中，显示模块6可为触摸屏或LED屏。
本实用新型的中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置原理为：
由于消弧线圈为感性元件，而配电网对地电容呈容性，使用变频电流注入模块不断向配电网注入频率改变的小电流信号，CPU模块直至找到配电网谐振角频率，并计算出对应的配电网对地电容值。其中，CPU模块找到配电网谐振角频率，并计算出对应的配电网对地电容值，其过程可采用现有的方法来实现。
使用本实用新型提供的中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置与其他对地参数测量装置对10kV配电网系统对地电容值进行测量，测量结果如表1所示。根据测量结果平均误差数据可以看出，本实用新型测量误差低于0.5％，可以实现对中性点经消弧线圈接地配电网对地参数的准确测量，满足中性点经消弧线圈接地配电网的实际运行要求。
表1
本实用新型的中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，消除了消谐电阻的影响，且检测参数少，无需其他参数整定，不受配电网运行方式等因素的影响，大大提高了电容电流的测量精度；
本实用新型的中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，不影响电网正常运行，并将参数测量从高压侧移到低压侧，测量安全快速、且操作简单，提高了测量试验的效率，同时大大降低测量试验时测量人员的人身安全隐患。
本实用新型的硬件结构简单，能解决目前国内外对地电容电流测量时无法消除消谐电阻影响的难题。该测量装置改进了传统上从消弧线圈电压互感器二次侧采集中性点电压的方式，采用直接从中性点电压互感器二次侧采集中性点电压，从而有效消除了消谐电阻的影响。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，其特征在于，包括：
CPU模块，其与变频电流注入模块相连；变频电流注入模块用于输出变频电流信号，并从中性点消弧线圈电压互感器二次侧向配电网注入变频电流；及
注入电流采集模块，其用于采集注入配电网的变频电流并传送至CPU模块中；及
中性点电压采集模块，其用于从中性点电压互感器二次侧采集中性点电压并传送至CPU模块中，由CPU模块输出中性点经消弧线圈接地配电网对地电流。
2.如权利要求1所述的一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，其特征在于，所述变频电流注入模块包括：脉冲驱动模块，其与CPU模块相连；所述脉冲驱动模块用于控制逆变器中开关管的通断，逆变器的输出端连接至中性点消弧线圈电压互感器的二次侧。
3.如权利要求2所述的一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，其特征在于，所述逆变器的输出端与中性点消弧线圈电压互感器的二次侧之间还串接有滤波器。
4.如权利要求3所述的一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，其特征在于，所述滤波器为LC滤波器。
5.如权利要求1所述的一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，其特征在于，所述注入电流采集模块和中性点电压采集模块均通过信号处理电路传送至CPU模块。
6.如权利要求5所述的一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，其特征在于，所述信号处理电路包括串联连接的滤波电路、放大电路和A/D转换电路。
7.如权利要求1所述的一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，其特征在于，所述CPU模块还通过通讯模块与上位机相连。
8.如权利要求1所述的一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，其特征在于，所述CPU模块还与远程服务器相连，所述远程服务器与远程终端相连。
9.如权利要求1所述的一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，其特征在于，所述CPU模块还与云端服务器相连，所述云端服务器与移动终端相连。
10.如权利要求1所述的一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置，其特征在于，所述CPU模块还与显示模块相连。
Priority Applications (1)
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| CN201721308786.9U CN207198283U (zh) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 一种中性点经消弧线圈接地配电网对地电流测量装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109669104A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-23 | 镇江赛尔尼柯自动化有限公司 | 一种基于注入信号监测船舶电网系统智能绝缘状态的方法及其监测装置 |
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