一种电力系统谐振判断和测量的新方法
【专利摘要】本发明公布了一种电力系统谐振判断和测量的新方法。在电力系统一种全绝缘的电压互感器的一次中性点与地之间加一电流传感器，接收流过电压互感器一次中性点的零序电流，通过二次电缆将电流传感器的电流信号接至微机检测装置，对电流传感器中的电流进行检测和分析，从而判断谐振的发生以及发生谐振的性质。本发明是针对当前我国电力系统中谐振判断存在的不及时、不准确的问题，提供一种电力系统谐振判断和测量的方法，为谐振故障的报警和消除提供可靠的依据。
【专利说明】一种电力系统谐振判断和测量的新方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统谐振的判断和测量技术，具体的说是一种安装在电压互感器一次中性点与地之间，通过对流过电压互感器一次中性点的零序电流的测量，判断系统发生谐振的状况，为谐振的防治提供准确的判断依据的方法。
[0002]【背景技术】
我国的中压电力系统大多采用中性点非有效接地方式，该系统具有较高的供电可靠性，但过电压相对比较严重，特别是因电压互感器饱和产生的非线性谐振，更是常见，其不仅幅值较高，而且能量很大，并且能够遍及整个电网，破坏性很大，过电压一旦发生，往往造成电气设备的损坏和大面积的停电事故。多年电力生产运行的记载和事故分析表明，中低压电网中过电压事故大多数都是由谐振现象所引起的。
[0003]谐振在故障与单相接地故障、断线、高压熔断器熔断以及电压互感器损坏故障，从现象上看，有许多相似的地方，在运行过程中，如果判断不清，处理不当，会延误处理时间，还容易因误判造成错误处理，使异常变成事故，引起设备损坏。目前对谐振判断都是根据零序电压的大小来确定，该判据虽然简单，但存在着无法区分断线、接地、熔断器熔断以及互感器自身损坏故障，一旦出现误判，不仅影响故障的及时处理，错误的处理还会引发更大的事故，后果严重。采用零序电压作为谐振的判据，为避免经常误判，需将判断阈值设置得较高，其造成的结果是在谐振刚开始发生时，是无法检测的，必须等谐振发展到一定的强度时，再做处理，此时谐振不仅已经对系统造成一定的危害，而且较高强度的谐振处理难度更大。上述问题亟待解决。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对当前我国电力系统中谐振判断存在的不及时、不准确的问题，提供一种电力系统谐振判断和测量的方法，为谐振故障的报警和消除提供可靠的依据。
[0005]为解决上述问题，本发明的技术方案为:
1.一种电力系统谐振判断和测量的新方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
(1)在一种全绝缘的电压互感器一次侧对地之间加一电流传感器，接收流过电压互感器一次中性点的零序电流；
(2)通过二次电缆将电流传感器接收的电流信号接至微机检测装置；
(3)微机检测装置通过对电流传感器中的电流进行检测和分析，从而判断谐振的发生以及发生谐振的性质；微机检测装置的工作步骤是:外部交流信号接入模拟量转换器板，模拟量转换器将信号转换为-5疒+5V之间的低压模拟量信号，该模拟量进入主板后先进行低通滤波和整形，然后通过AD转换为数字信号;CPU对数字信号进行计算和分析，算出电流幅值和电流频率，再根据零序电流的大小和频率分析出谐振的性质，保存故障完整数据；
(4)将计算和分析结果通过液晶显示器、通讯模块和报警模块三种方式输出。
[0006]2.所述的电流传感器为电磁式的零序电流互感器或霍尔传感器。
[0007]本发明的有益效果: 本发明通过检测电压互感器一次中性点对地的电流信号来判断谐振故障，具有简单、可靠，可避免低烈度谐振时的漏判，也可避免系统单相接地、断线、高压熔断器熔断以及电压互感器损坏等故障的干扰，为谐振故障的准确判断和及时处理提高便捷依据。
[0008]本发明具有原理科学、方法简单可靠，成本低廉的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明电力系统谐振判断和测量装置的结构示意图。
[0010]图2为微机检测装置硬件结构框图。
[0011]图中:1.电流传感器LCK、2.微机检测装置WLJ、3.电压互感器PT、4.通讯模块、
5.液晶显示器、6.报警节点、7.地G、8.嵌入式主板、9.模拟量转换器板、10.电缆、11.4U机箱、12.CPU、13.内存、14.Flash存储器、15.AD、16.背板连接器、17.显示、18.通讯、19.报警、20.通讯及报警模块。
【具体实施方式】
[0012]参见图1，本发明提供一种安装在电压互感器中性点对地之间，通过对流过电压互感器中性点的零序电流进行检测来判断谐振及谐振性质的方法。
[0013]所述的电流传感器LCKl安装在电压互感器PT3 —次中性点与地G7之间，上端连接至电压互感器PT3 —次中性点，下端接地，其可以采用电磁式电流互感器，也可以采用霍尔元件电流传感器，该传感器的耐压不得低于AC5000V。
[0014]微机检测装置的工作步骤是:
参见图2，微机检测装置WLJ2由嵌入式主板8、模拟量转换器板9、通讯和报警模块20、液晶显示器5以及电源组成，通讯和报警模块20中含有通讯模块4和报警节点6 ;所有板卡均安装在4U机箱11内，主板是装置的核心，包括有主频500MHz的32位ARM、32M的内存13 |、128M的Flash存储器14、12M的AD15采用芯片、RS485串口。主板用汇编或C语言写入应用程序。
[0015]电流传感器LCKl的电流信号通过电缆10接入模拟量转换器板9A1和A2，转换器将信号转换为_5V、5V之间的低压模拟量信号，该模拟量进入嵌入式主板8后先进行低通滤波和整形，然后通过AD15转换为数字信号。CPU12对数字信号进行计算，计算出电流的幅值和频率，再根据零序电流幅值的大小和频率分析出谐振的性质，保存故障完整数据，最后将计算和分析结果通过液晶显示器5、通讯模块4及报警节点6分别进行显示17、通讯18和报警19。
[0016]所述主板与模拟量转换器板9、通讯和报警模块20及液晶显示器5通过背板连接器16进行连接；通过二次电缆10将连续电流传感器的电流信号连接至微机检测装置的模拟量转换器板9 ;通过二次电缆10将通讯模块4连接到上位管理机
谐振的判断方法为:
正常运行时，通过电压互感器一次中性点的电流很小，一般10〈3mA，当系统有谐振故障发生时，IO将急剧增大，考虑到电压互感器具有一定的过负荷能力，特别是短时过载能力很大，为保证装置的可靠性，因此我们设置当10>25mA时，装置判断为谐振发生，这时对IO进行计算和分析，根据IO的幅值和频率，判断出所发生的谐振的烈度以及谐振的性质，但10>500mA时，为高烈度谐振，需立即处理，根据实频率测数值，可准确判断发生的故障是高频谐振、工频谐振还是分频谐振。在故障发生时检测装置输出报警，提醒工作人员进行处理，同时记录并输出计算和分析结果，供事故处理和分析参考。
【权利要求】
1.一种电力系统谐振判断和测量的新方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)在电力系统一种全绝缘的电压互感器的一次中性点与地之间加一电流传感器，接收流过电压互感器一次中性点的零序电流； (2)通过二次电缆将电流传感器接收的电流信号接至微机检测装置； (3)微机检测装置通过对电流传感器中的电流进行检测和分析，从而判断谐振的发生以及发生谐振的性质；微机检测装置的工作步骤是:外部交流信号接入模拟量转换器板，模拟量转换器将信号转换为-5疒+5V之间的低压模拟量信号，该模拟量进入主板后先进行低通滤波和整形，然后通过AD转换为数字信号;CPU对数字信号进行计算和分析，算出电流幅值和电流频率，再根据零序电流的大小和频率分析出谐振的性质，保存故障完整数据； (4)将计算和分析结果通过液晶显示器、通讯模块和报警模块三种方式输出。
2.根据权利要求1所述的一种电力系统谐振判断和测量的新方法，其特征在于，所述的电流传感器为电磁式的零序电流互感器或霍尔传感器。
【文档编号】G01R31/00GK103869194SQ201410110340
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】郭道林 申请人:安徽泰隆电气有限公司