專利名稱：10kv電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電力系統(tǒng)在線監(jiān)測裝置。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中的10KV電力輸送系統(tǒng)雖然安裝了大量的避雷器等過電壓保護(hù)裝置，但過電壓事故率(變壓器等高壓設(shè)備損壞或引起停電事故)仍然較高。迄今為止對于問題的研究只是停留在理論和實驗室模擬研究水平，沒有實際事故波過程的案例對應(yīng)。這是由于運(yùn)行系統(tǒng)沒有能夠在過電壓出現(xiàn)時實時記錄下事故波過程的在線(與系統(tǒng)同時運(yùn)行)監(jiān)測裝置，就難以分析出事故的確切原因(是由于過電壓幅值或陡度超過設(shè)備的承受能力，或者設(shè)備的絕緣水平降低，還是保護(hù)裝置有問題)，提出防范對策。
發(fā)明的內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種10KV電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置。該裝置響應(yīng)特性好，能穩(wěn)定在線運(yùn)行，自動捕捉、儲存10KV電力系統(tǒng)的過電壓事件波過程。當(dāng)發(fā)生過電壓擊穿事故時能夠通過波過程分析出擊穿前一定時限和擊穿后的電壓波形變化規(guī)律。為電力系統(tǒng)運(yùn)行過電壓事故分析提供技術(shù)支持，為電氣設(shè)備防止過電壓損壞積累運(yùn)行經(jīng)驗。
本實用新型采用的技術(shù)方案是這樣的，即一種10KV電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置，裝置包括傳感器、前置電路、數(shù)據(jù)采集卡及計算機(jī)系統(tǒng)；其特征是傳感器由高壓分壓器構(gòu)成，高壓分壓器包括串聯(lián)的高壓臂和低壓臂，其分壓輸出端通過傳輸電纜與前置電路的過壓保護(hù)電路連接；前置電路包括過壓保護(hù)電路、觸發(fā)電路和信號處理電路。過壓保護(hù)電路的輸出分兩路分別與信號處理電路和觸發(fā)電路連接。信號處理電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的采樣信道連接。觸發(fā)電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的外觸發(fā)信道連接；數(shù)據(jù)采樣卡通過總線插槽與計算機(jī)系統(tǒng)連接。
本實用新型由于所述結(jié)構(gòu)而具有的優(yōu)點是能夠長期在線運(yùn)行適時采樣、能夠捕捉、存儲電力系統(tǒng)的暫態(tài)過電壓波形。通過暫態(tài)過電壓波形進(jìn)行分析，為電力系統(tǒng)的設(shè)備過電壓擊穿事故原因分析提供技術(shù)依據(jù)。


本實用新型的結(jié)構(gòu)可以通過附圖給出的實施例進(jìn)一步說明。
實施例有如下的附圖附圖1為本實用新型的邏輯框圖；附圖2、3為傳感器的等效電路圖和結(jié)構(gòu)剖面示意圖；附圖4為本實用新型的前置電路和采樣的邏輯框圖；附圖5為本實用新型的信號處理電路圖；附圖6為本實用新型的觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
參見附圖，實施例中的10KV電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)包括傳感器、前置電路、數(shù)據(jù)采集卡和計算機(jī)系統(tǒng)，其中(1)、實施例中的傳感器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)采用低阻尼RC阻容高壓分壓器作為傳感器，其結(jié)構(gòu)包括高壓臂和低壓臂。其中高壓臂包括高壓電容C1、阻尼電阻R1和絕緣外護(hù)套；低壓臂包括低壓電容C2、低壓阻尼電阻R2、保護(hù)間隙g、分壓輸出端電纜連接柱J及金屬屏蔽外套3；高壓臂的絕緣外護(hù)套1為硅橡膠外護(hù)套，其爬電距離不小于21mm/kv，高壓臂外護(hù)套下端與低壓臂金屬屏蔽殼體2上端是絕緣緊固件連接；低壓電容由若干個電容同軸并聯(lián)，表面涂有絕緣涂料層，裝在金屬屏蔽外殼內(nèi)，在低壓臂的低壓電容上并聯(lián)有保護(hù)間隙，即氖氣管，當(dāng)?shù)蛪罕垭娙葸^壓時，保護(hù)間隙放電起到保護(hù)作用；分壓輸出端通過匹配電阻R3連接電纜連接柱J。
在上述實施例中，分壓比取k＝1450，高壓臂電容C1為250pF，在高壓臂中串接阻尼電阻R1取50歐，低壓臂電容C2取0.36uF，時間常數(shù)為C1R1小于50ns。
所述傳輸電纜為同軸屏蔽電纜。
(2)、前置電路結(jié)構(gòu)計算機(jī)前置電路包括過壓保護(hù)電路、觸發(fā)電路和信號處理電路；其中觸發(fā)電路包括電壓跟隨器、二次分壓電路、三相電壓比較觸發(fā)電路、光電隔離器電路；信號處理電路包括壓跟隨器、二次分壓電路和濾波電路；由同軸電纜傳輸來的過電壓信號通過1N4728穩(wěn)壓管組成的過壓保護(hù)電路后分兩路。一路通過LM318組成的電壓跟隨器和二次分壓電路后將信號電壓降為±5V，通過三相比較觸發(fā)電路和光電偶合電路與數(shù)據(jù)采集卡的外觸發(fā)信道連接，啟動采集卡上的A/D轉(zhuǎn)換器采樣；另一路通過AD817組成的電壓跟隨器和標(biāo)準(zhǔn)分壓電路后進(jìn)入濾波電路再與數(shù)據(jù)采樣卡的采樣信道連接等待采樣。觸發(fā)電路中的三相電壓比較觸發(fā)電路采用的是LM319電壓比較器芯片，光電隔離器選用6N137高速光電隔離器。信號處理電路選用AD817組合成的二階有源濾波電路。
(3)數(shù)據(jù)采集卡本實用新型需要采樣三相過電壓，因而具有三個傳感器和三個采樣信道及三信道的數(shù)據(jù)采集卡。在實施例中，采用兩塊采集卡。該采集卡可可采用普源精電公司生產(chǎn)RVO405采集卡。采集卡都是10M/秒采樣速率、八位分辨率、儲存深度64K、帶0～50％予觸發(fā)和A/D和D/A轉(zhuǎn)換功能。
裝置的工作過程是這樣的傳感器在線與系統(tǒng)所有電力設(shè)備并列運(yùn)行，將系統(tǒng)三相對地電壓降低到設(shè)定范圍(降低1450倍)送到前置電路。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中任意一相對地電壓出現(xiàn)超過14140伏幅值時，觸發(fā)電路自動觸發(fā)采樣記錄下過電壓波過程，并且以時間為序、為事件名儲存到計算機(jī)指定位置，隨即發(fā)出警報。管理人員可以實時或隨機(jī)進(jìn)行在線或脫機(jī)分析處理。
權(quán)利要求1.一種10KV電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置，裝置包括傳感器、前置電路、數(shù)據(jù)采集卡及計算機(jī)系統(tǒng)；其特征是傳感器為高壓分壓器，該高壓分壓器包括高壓臂和低壓臂，其分壓輸出端通過傳輸電纜與前置電路的過壓保護(hù)電路連接，過壓保護(hù)電路的輸出分兩路分別與信號處理電路和觸發(fā)控制電路連接，信號處理電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的采樣信道連接；觸發(fā)電路的輸出端與數(shù)據(jù)采樣卡的外觸發(fā)信道連接，數(shù)據(jù)采集卡通過總線插槽與計算機(jī)系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的10KV電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置，其特征是高壓分壓器中高壓臂和低壓臂串聯(lián)，高壓臂內(nèi)有高壓電容(C1)、阻尼電阻(R1)和硅橡膠絕緣外護(hù)套(1)；低壓臂內(nèi)有低壓電容(C2)、低壓阻尼電阻(R2)；分壓比為1450，分壓輸出有匹配電阻(R3)，硅橡膠外護(hù)套(1)爬電距離為21mm/kv，高壓臂絕緣外套(1)下端與低壓臂金屬屏蔽殼體(2)上端依靠絕緣緊固件連接，低壓電容由若干個電容同軸并聯(lián)，表面涂有絕緣涂料層，在低壓電容上并聯(lián)有過電壓保護(hù)間隙，由電纜連接柱(J)連接輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的10KV電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置，其特征是由同軸電纜傳輸來的過電壓信號通過穩(wěn)壓管組成的過壓保護(hù)電路后分兩路，一路通過電壓跟隨器和二次分壓電路后將信號電壓降為±5V，通過三相比較觸發(fā)電路和光電偶合電路與數(shù)據(jù)采集卡的外觸發(fā)信道連接，啟動采集卡上的A/D轉(zhuǎn)換器采樣；另一路通過電壓跟隨器和標(biāo)準(zhǔn)分壓電路后進(jìn)入濾波電路再與數(shù)據(jù)采樣卡的采樣信道連接等待采樣。
專利摘要一種10KV電力系統(tǒng)過電壓在線監(jiān)測裝置，其特征是傳感器為高壓分壓器，該高壓分壓器包括高壓臂和低壓臂，高壓臂內(nèi)的高壓電容和低壓臂內(nèi)的低壓電容串聯(lián)，其分壓輸出端通過傳輸電纜與前置電路的過壓保護(hù)電路連接；前置電路還包括過壓保護(hù)電路、觸發(fā)電路和信號處理電路，過壓保護(hù)電路的輸出分兩路分別與信號處理電路和觸發(fā)電路連接，信號處理電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的采樣口連接，觸發(fā)電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的外觸發(fā)信道連接；數(shù)據(jù)采樣卡通過總線插槽與計算機(jī)系統(tǒng)連接。本實用新型能夠長期在線運(yùn)行適時采樣、能夠捕捉、存儲電力系統(tǒng)的暫態(tài)過電壓波形、通過暫態(tài)過電壓波形進(jìn)行分析，為電力系統(tǒng)的設(shè)備事故原因分析提供技術(shù)依據(jù)。
文檔編號H02H9/04GK2779413SQ200420033840
公開日2006年5月10日 申請日期2004年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月31日
發(fā)明者席世友, 孫財新 申請人:綦南供電局