CN105182056A - 一种雷击过电压在线监测*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力自动化***领域，公开了一种雷击过电压在线监测***。所述监测***过电压在线监测装置、波形分析仪、母线、阻容串联分压器和传输线；所述母线连接传输电缆，同时并联连接在所述阻容串联分压器的高压侧，所述阻容串联分压器的低压侧通过所述传输线连接所述过电压在线监测装置，所述过电压在线监测装置同时连接所述波形分析仪。通过具有高频响应特性的阻容串联分压器，可高频响应母线中的电压波形，从而能够完整准确的从母线中获取各类过电压的实际电压波形，尤其是雷击过电压的高频电压波形，并予以存储或展示分析，为检修人员分析事故原因提供可靠依据，保障设备及电力***的安全稳定运行，具有更强的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及电力自动化***领域，具体地，涉及一种雷击过电压在线监测***。
背景技术
随着社会经济的迅速发展，对电网运行的安全性和可靠性提出了更高的要求。但是根据运行经验，在电力***中经常发生一些不明原因的异常现象，如短路、跳闸、高压熔丝熔断、电压互感器烧损、设备损坏甚至出现与避雷器并列运行的设备损坏等，特别在雷雨季节发生更频繁。例如在雷雨季节中，虽然变压器处于各级避雷器(该避雷器事后进行试验正常)保护下，但是仍然会出现一定的损坏现场。为了掌握发生异常现象的规律和依据，以便有效分析异常的原因，必须对电力***中出现的过电压情况进行捕捉和分析。
由此在电力***中新兴了一种在线监测技术，通过电压在线监测***进行过电压情况的捕捉和分析，但是国内外目前研制的各类电压在线监测装置，一般都只能监测电力***内部过电压情况，而对于外部的雷击过电压(在用于操作和雷电过电压绝缘配合的波形要求中，操作冲击电压波的特征是：至最大值时间250微秒，波尾2500微秒，典型频率为17.5kHz；雷电冲击电压波：波头时间1.2微秒，波尾50微秒，典型频率为3.65MHz；雷电载波冲击电压波：波头时间1.2微秒，波尾3微秒，典型频率3.65MHz)，由于采用的故障录波器或电压互感器的响应频率不够(例如电压互感器最高响应频率为200kHz)，将无法捕捉到发生雷击过电压的真实情况。
针对上述现有电压在线监测装置的问题，有必要提供一种新型的雷击过电压在线监测***，可具有极高响应频率的特性，能够完整准确的从母线获取各类过电压的实际电压波形，尤其是雷击过电压的高频电压波形，并予以存储或展示分析，为检修人员分析事故原因提供可靠依据，保障设备及电力***的安全稳定运行，具有更强的实用性。
发明内容
针对前述现有电压在线监测装置的问题，本发明提供了一种雷击过电压在线监测***，采用具有高频响应特性的阻容串联分压器，可高频响应母线中的电压波形，从而能够完整准确的从母线中获取各类过电压的实际电压波形，尤其是雷击过电压的高频电压波形，并予以存储或展示分析，为检修人员分析事故原因提供可靠依据，保障设备及电力***的安全稳定运行，具有更强的实用性。
本发明采用的技术方案，提供了一种雷击过电压在线监测***，包括过电压在线监测装置、波形分析仪、母线、阻容串联分压器和传输线；所述母线连接传输电缆，同时并联连接在所述阻容串联分压器的高压侧，所述阻容串联分压器的低压侧通过所述传输线连接所述过电压在线监测装置，所述过电压在线监测装置同时连接所述波形分析仪；所述阻容串联分压器用于高频响应所述母线中的电压波形，产生即时电压信号，并通过所述传输线将所述即时电压信号传送至所述过电压在线监测装置，所述过电压在线监测装置用于高频采集所述即时电压信号，经模数转换后生成电压波形数字信息，并予以存储记录，所述波形分析仪用于处理来自所述过电压在线监测装置的电压波形数字信息，进行波形记录还原展示和/或过电压故障分析。在所述雷击过电压在线监测***中，所述阻容串联分压器具有耐高压和高频响应的特性，可高频响应所述母线中的电压波形，并产生反映所述电压波形的即时电压信号，从而能够完整准确的从母线中获取各类过电压的实际电压波形，尤其是雷击过电压的高频电压波形，并予以存储或展示分析，为检修人员分析事故原因提供可靠依据，保障设备及电力***的安全稳定运行，具有更强的实用性。
具体的，所述阻容串联分压器采用型号为CDAS8016B10的阻容串联分压器。所述型号为CDAS8016B10的阻容串联分压器，可适用于1～35kV的配电电力***中，并承受400kV以下雷击过电压，同时其最大响应频率可高达7MHz，从而可在诸如雷击等情况时，及时产生反映所述母线中电压波形的即时电压信号。
具体的，所述传输线采用平行双导线、平行多导线、同轴线、带状线和工作于准TEM模的微带线中的任意一种。由于所述即时电压信号的波形在过电压时具有高频特性，为了降低传输过程中串扰问题，有必要采用前述中的任意一种传输线传送所述即时电压信号。进一步具体的，所述传输线采用特性阻抗为50欧姆的同轴电缆。
具体的，所述过电压在线监测装置通过无线网络或以太网线连接所述波形分析仪。所述过电压在线监测装置与所述波形分析仪之间传输的是数字化的电压波形数字信息，因此可通过无线网络或以太网线进行传输。
具体的，所述过电压在线监测装置采用型号为xy6540的过电压在线监测装置。由于所述型号为xy6540的过电压在线监测装置中采用了Xilinx生产的Spartan-6系列FPGA芯片XC6SLX150，可使所述过电压在线监测装置具有高频的数据采集功能和储存功能，实现在诸如雷电过电压等特殊情况下的大容量数据采集和存储记录。
具体的，所述波形分析仪采用型号为xyDYJC的波形分析仪。
具体的，所述母线为矩形母线。
综上，采用本发明所提供的雷击过电压在线监测***，具有如下有益效果：采用具有高频响应特性的阻容串联分压器，可高频响应母线中的电压波形，从而能够完整准确的从母线中获取各类过电压的实际电压波形，尤其是雷击过电压的高频电压波形，并予以存储或展示分析，为检修人员分析事故原因提供可靠依据，保障设备及电力***的安全稳定运行，具有更强的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的雷击过电压在线监测***的结构示意图。
上述附图中：1、过电压在线监测装置2、波形分析仪3、母线4、阻容串联分压器5、传输线6、以太网线7、电缆室8、传输电缆9、开关柜。
具体实施方式
以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明提供的雷击过电压在线监测***。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
本文中描述的各种技术可以用于但不限于电力自动化***领域，还可以用于其它类似领域。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
实施例一
图1示出了本发明提供的雷击过电压在线监测***的结构示意图。所述雷击过电压在线监测***，包括过电压在线监测装置1、波形分析仪2、母线3、阻容串联分压器4和传输线5；所述母线3连接传输电缆，同时并联连接在所述阻容串联分压器4的高压侧，所述阻容串联分压器4的低压侧通过所述传输线5连接所述过电压在线监测装置1，所述过电压在线监测装置1同时连接所述波形分析仪2；所述阻容串联分压器4用于高频响应所述母线3中的电压波形，产生即时电压信号，并通过所述传输线5将所述即时电压信号传送至所述过电压在线监测装置1，所述过电压在线监测装置1用于高频采集所述即时电压信号，经模数转换后生成电压波形数字信息，并予以存储记录，所述波形分析仪2用于处理来自所述过电压在线监测装置1的电压波形数字信息，进行波形记录还原展示和/或过电压故障分析。
如图1所示，所述母线3和所述阻容串联分压器4安装于电缆室7的内部，所述母线3连接传输电缆8，用于中转传输电缆8中的电能，因此所述母线3中的电压波形可以直接表征处于电力***中的传输电缆8的电压波形，同时由于所述母线3并联连接在所述阻容串联分压器4的高压侧(即图1中，所述阻容串联分压器3的顶部)，可利用所述阻容串联分压器4的耐高压和高频响应特性，及时对所述母线3中的电压波形进行高频响应，确保产生的所述及时电压信号能够不失真的反映所述母线3或传输电缆8中的高压电波，尤其是在出现因雷击而产生的过电压现象时，可以不失真的反映所述母线3或传输电缆8中异常电压波(此时电压波的波形陡度升高、频率增加)。所述传输线5连接所述阻容串联分压器4的低压侧(即图1中，所述阻容串联分压器4的底部)和所述过电压在线监测装置1的电压采集端子，使所述即时电压信号在传输过程中具有低衰落且不失真的特点。所述过电压在线监测装置1安装于开关柜9的内侧壁上，用于高频采集所述即时电压信号，经模数转换后生成电压波形数字信息，并予以存储记录，为后续的波形分析提供基础数据。所述波形分析仪2位于远端用户侧(例如远端的监测室)，可通过无线方式或有线方式接收来自所述过电压在线监测装置1的所述电压波形数字信息，并进处理后予以波形记录还原展示和/或进行过电压故障分析。因此所述雷击过电压在线监测***，可利用阻容串联分压器的耐高压和高频响应特性，高频响应母线中的电压波形，并产生反映母线或传输电缆中电压波形的即时电压信号，从而能够完整准确的从母线中获取各类过电压的实际电压波形，尤其是雷击过电压的高频电压波形，并予以存储或展示分析，为检修人员分析事故原因提供可靠依据，保障设备及电力***的安全稳定运行，具有更强的实用性。
具体的，所述阻容串联分压器4可以但不限于采用型号为CDAS8016B10的阻容串联分压器。所述型号为CDAS8016B10的阻容串联分压器具有如下工作参数：最高响应频率7MHz，低压侧最大输出电压200V，分压比误差为±1％(-40℃～60℃)，温度系数为-0.26‰，电容值偏差为±2％(-40℃～60℃)，因此其可适用于1～35kV的配电电力***中，并承受400kV以下雷击过电压，同时其最大响应频率可高达7MHz，从而可在诸如雷击等情况时，及时产生反映所述母线3中电压波形的即时电压信号。
具体的，所述传输线5可以但不限于采用平行双导线、平行多导线、同轴线、带状线和工作于准TEM模的微带线中的任意一种。由于所述即时电压信号的波形在过电压时具有高频特性，为了降低传输过程中串扰问题，有必要采用前述中的任意一种传输线传送所述即时电压信号。进一步具体的，所述传输线5采用特性阻抗为50欧姆的同轴电缆。
具体的，所述过电压在线监测装置1通过无线网络或以太网线6连接所述波形分析仪2。所述过电压在线监测装置与所述波形分析仪之间传输的是数字化的电压波形数字信息，因此可通过无线网络或以太网线6进行传输，作为举例的，如图1所示，在本实施例中，所述过电压在线监测装置1通过以太网线6连接所述波形分析仪2。
具体的，所述过电压在线监测装置1可以但不限于采用型号为xy6540的过电压在线监测装置。由于所述型号为xy6540的过电压在线监测装置中采用了Xilinx生产的Spartan-6系列FPGA(Field－ProgrammableGateArray，即现场可编程门阵列)芯片XC6SLX150(内置了近1MB的大容量高速随机存取存储器和高效的先入先出储存器)，可使所述过电压在线监测装置1具有高频的数据采集功能和储存功能，实现在诸如雷电过电压等特殊情况下的大容量数据采集和存储记录。
具体的，所述波形分析仪2可以但不限于采用型号为xyDYJC的波形分析仪。所述型号为xyDYJC的波形分析仪，不但可以实现波形复原功能，还能够对显示的波形进行拉伸、缩放等操作，同时还具有针对电压故障的类型的自动分析功能、设备台帐管理功能、过电压曲线监视功能和报表查询功能等功能，使得由所述波形分析仪构成的雷击过电压在线监测***的应用功能更为强大、并且易于操作，用户体验好。
具体的，所述母线3可以但不限于为矩形母线。在本实施例中，所述母线3采用矩形母线，一方面可便于安装在所述电缆室7中，另一方面还具有运行稳定、载流量大的优点。
上述提供的雷击过电压在线监测***，具有如下技术效果：采用具有高频响应特性的阻容串联分压器，可高频响应母线中的电压波形，从而能够完整准确的从母线中获取各类过电压的实际电压波形，尤其是雷击过电压的高频波形，并予以存储或展示分析，为检修人员分析事故原因提供可靠依据，保障设备及电力***的安全稳定运行，具有更强的实用性。
如上所述，可较好的实现本发明。对于本领域的技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的雷击过电压在线监测***并不需要创造性的劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、替换、整合和变型仍落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种雷击过电压在线监测***，其特征在于，包括过电压在线监测装置(1)、波形分析仪(2)、母线(3)、阻容串联分压器(4)和传输线(5)；
所述母线(3)连接传输电缆，同时并联连接在所述阻容串联分压器(4)的高压侧，所述阻容串联分压器(4)的低压侧通过所述传输线(5)连接所述过电压在线监测装置(1)，所述过电压在线监测装置(1)同时连接所述波形分析仪(2)；
所述阻容串联分压器(4)用于高频响应所述母线(3)中的电压波形，产生即时电压信号，并通过所述传输线(5)将所述即时电压信号传送至所述过电压在线监测装置(1)，所述过电压在线监测装置(1)用于高频采集所述即时电压信号，经模数转换后生成电压波形数字信息，并予以存储记录，所述波形分析仪(2)用于处理来自所述过电压在线监测装置(1)的电压波形数字信息，进行波形记录还原展示和/或过电压故障分析。
2.如权利要求1所述的一种雷击过电压在线监测***，其特征在于，所述阻容串联分压器(4)采用型号为CDAS8016B10的阻容串联分压器。
3.如权利要求1所述的一种雷击过电压在线监测***，其特征在于，所述传输线(5)采用平行双导线、平行多导线、同轴线、带状线和工作于准TEM模的微带线中的任意一种。
4.如权利要求3所述的一种雷击过电压在线监测***，其特征在于，所述传输线(5)采用特性阻抗为50欧姆的同轴电缆。
5.如权利要求1所述的一种雷击过电压在线监测***，其特征在于，所述过电压在线监测装置(1)通过无线网络或以太网线(6)连接所述波形分析仪(2)。
6.如权利要求1所述的一种雷击过电压在线监测***，其特征在于，所述过电压在线监测装置(1)采用型号为xy6540的过电压在线监测装置。
7.如权利要求1所述的一种雷击过电压在线监测***，其特征在于，所述波形分析仪(2)采用型号为xyDYJC的波形分析仪。
8.如权利要求1所述的一种雷击过电压在线监测***，其特征在于，所述母线(3)为矩形母线。
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| CN201510565845.XA CN105182056A (zh) | 2015-09-08 | 2015-09-08 | 一种雷击过电压在线监测*** |
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