CN2779413Y - 10kv电力系统过电压在线监测装置 - Google Patents

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Abstract

一种10KV电力系统过电压在线监测装置，其特征是：传感器为高压分压器，该高压分压器包括高压臂和低压臂，高压臂内的高压电容和低压臂内的低压电容串联，其分压输出端通过传输电缆与前置电路的过压保护电路连接；前置电路还包括过压保护电路、触发电路和信号处理电路，过压保护电路的输出分两路分别与信号处理电路和触发电路连接，信号处理电路的输出端与数据采集卡的采样口连接，触发电路的输出端与数据采集卡的外触发信道连接；数据采样卡通过总线插槽与计算机系统连接。本实用新型能够长期在线运行适时采样、能够捕捉、存储电力系统的暂态过电压波形、通过暂态过电压波形进行分析，为电力系统的设备事故原因分析提供技术依据。

Description

10KV电力系统过电压在线监测装置
技术领域
本实用新型属于电力系统在线监测装置。
技术背景
现有技术中的10KV电力输送系统虽然安装了大量的避雷器等过电压保护装置，但过电压事故率(变压器等高压设备损坏或引起停电事故)仍然较高。迄今为止对于问题的研究只是停留在理论和实验室模拟研究水平，没有实际事故波过程的案例对应。这是由于运行系统没有能够在过电压出现时实时记录下事故波过程的在线(与系统同时运行)监测装置，就难以分析出事故的确切原因(是由于过电压幅值或陡度超过设备的承受能力，或者设备的绝缘水平降低，还是保护装置有问题)，提出防范对策。
发明的内容
本实用新型的目的是提供一种10KV电力系统过电压在线监测装置。该装置响应特性好，能稳定在线运行，自动捕捉、储存10KV电力系统的过电压事件波过程。当发生过电压击穿事故时能够通过波过程分析出击穿前一定时限和击穿后的电压波形变化规律。为电力系统运行过电压事故分析提供技术支持，为电气设备防止过电压损坏积累运行经验。
本实用新型采用的技术方案是这样的，即一种10KV电力系统过电压在线监测装置，装置包括传感器、前置电路、数据采集卡及计算机系统；其特征是：传感器由高压分压器构成，高压分压器包括串联的高压臂和低压臂，其分压输出端通过传输电缆与前置电路的过压保护电路连接；前置电路包括过压保护电路、触发电路和信号处理电路。过压保护电路的输出分两路分别与信号处理电路和触发电路连接。信号处理电路的输出端与数据采集卡的采样信道连接。触发电路的输出端与数据采集卡的外触发信道连接；数据采样卡通过总线插槽与计算机系统连接。
本实用新型由于所述结构而具有的优点是：能够长期在线运行适时采样、能够捕捉、存储电力系统的暂态过电压波形。通过暂态过电压波形进行分析，为电力系统的设备过电压击穿事故原因分析提供技术依据。
附图说明
本实用新型的结构可以通过附图给出的实施例进一步说明。
实施例有如下的附图：
附图1为本实用新型的逻辑框图；
附图2、3为传感器的等效电路图和结构剖面示意图；
附图4为本实用新型的前置电路和采样的逻辑框图；
附图5为本实用新型的信号处理电路图；
附图6为本实用新型的触发电路结构图。
具体实施方式
参见附图，实施例中的10KV电力系统过电压在线监测装置的结构包括：传感器、前置电路、数据采集卡和计算机系统，其中：
(1)、实施例中的传感器的结构和参数
采用低阻尼RC阻容高压分压器作为传感器，其结构包括高压臂和低压臂。其中高压臂包括高压电容C1、阻尼电阻R1和绝缘外护套；低压臂包括低压电容C2、低压阻尼电阻R2、保护间隙g、分压输出端电缆连接柱J及金属屏蔽外套3；高压臂的绝缘外护套1为硅橡胶外护套，其爬电距离不小于21mm/kv，高压臂外护套下端与低压臂金属屏蔽壳体2上端是绝缘紧固件连接；低压电容由若干个电容同轴并联，表面涂有绝缘涂料层，装在金属屏蔽外壳内，在低压臂的低压电容上并联有保护间隙，即氖气管，当低压臂电容过压时，保护间隙放电起到保护作用；分压输出端通过匹配电阻R3连接电缆连接柱J。
在上述实施例中，分压比取k＝1450，高压臂电容C1为250pF，在高压臂中串接阻尼电阻R1取50欧，低压臂电容C2取0.36uF，时间常数为C1R1小于50ns。
所述传输电缆为同轴屏蔽电缆。
(2)、前置电路结构
计算机前置电路包括过压保护电路、触发电路和信号处理电路；其中触发电路包括电压跟随器、二次分压电路、三相电压比较触发电路、光电隔离器电路；信号处理电路包括压跟随器、二次分压电路和滤波电路；
由同轴电缆传输来的过电压信号通过1N4728稳压管组成的过压保护电路后分两路。一路通过LM318组成的电压跟随器和二次分压电路后将信号电压降为±5V，通过三相比较触发电路和光电偶合电路与数据采集卡的外触发信道连接，启动采集卡上的A/D转换器采样；另一路通过AD817组成的电压跟随器和标准分压电路后进入滤波电路再与数据采样卡的采样信道连接等待采样。触发电路中的三相电压比较触发电路采用的是LM319电压比较器芯片，光电隔离器选用6N137高速光电隔离器。信号处理电路选用AD817组合成的二阶有源滤波电路。
(3)数据采集卡
本实用新型需要采样三相过电压，因而具有三个传感器和三个采样信道及三信道的数据采集卡。在实施例中，采用两块采集卡。该采集卡可可采用普源精电公司生产RVO405采集卡。采集卡都是10M/秒采样速率、八位分辨率、储存深度64K、带0～50％予触发和A/D和D/A转换功能。
装置的工作过程是这样的：传感器在线与系统所有电力设备并列运行，将系统三相对地电压降低到设定范围(降低1450倍)送到前置电路。当系统运行中任意一相对地电压出现超过14140伏幅值时，触发电路自动触发采样记录下过电压波过程，并且以时间为序、为事件名储存到计算机指定位置，随即发出警报。管理人员可以实时或随机进行在线或脱机分析处理。

Claims (3)

1、一种10KV电力系统过电压在线监测装置，装置包括传感器、前置电路、数据采集卡及计算机系统；其特征是：传感器为高压分压器，该高压分压器包括高压臂和低压臂，其分压输出端通过传输电缆与前置电路的过压保护电路连接，过压保护电路的输出分两路分别与信号处理电路和触发控制电路连接，信号处理电路的输出端与数据采集卡的采样信道连接；触发电路的输出端与数据采样卡的外触发信道连接，数据采集卡通过总线插槽与计算机系统连接。
2、根据权利要求1所述的10KV电力系统过电压在线监测装置，其特征是：高压分压器中高压臂和低压臂串联，高压臂内有高压电容(C1)、阻尼电阻(R1)和硅橡胶绝缘外护套(1)；低压臂内有低压电容(C2)、低压阻尼电阻(R2)；分压比为1450，分压输出有匹配电阻(R3)，硅橡胶外护套(1)爬电距离为21mm/kv，高压臂绝缘外套(1)下端与低压臂金属屏蔽壳体(2)上端依靠绝缘紧固件连接，低压电容由若干个电容同轴并联，表面涂有绝缘涂料层，在低压电容上并联有过电压保护间隙，由电缆连接柱(J)连接输出。
3、根据权利要求1所述的10KV电力系统过电压在线监测装置，其特征是：由同轴电缆传输来的过电压信号通过稳压管组成的过压保护电路后分两路，一路通过电压跟随器和二次分压电路后将信号电压降为±5V，通过三相比较触发电路和光电偶合电路与数据采集卡的外触发信道连接，启动采集卡上的A/D转换器采样；另一路通过电压跟随器和标准分压电路后进入滤波电路再与数据采样卡的采样信道连接等待采样。
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