CN102053203A - 高压电能质量检测方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压电能质量检测方法及装置。本发明采用电容分压器测量电压信号，采用低功耗低压电流互感器测量电流信号，将测量到的电压信号与电流信号同时发送到悬浮在高压侧的数据采集与处理电路，将相应的电能质量信息计算分析出来，并通过光纤发送到低压部分的综合处理单元进行保存与显示。本发明能够准确测量电压谐波信号，为谐波的监控提供有力的数据；在二次负荷很小的情况下能够准确测量电流信号，并拥有较宽的线性工作范围。本发明将数据采集与处理电路悬浮在高压侧，能够避免一、二次之间的绝缘，减小装置的体积与重量，并节省大量原材料；本发明能够在现有线路没有预留安装位置的情况下，将本发明的检测装置直接装在各种线路上，方便系统改进。

Description

高压电能质量检测方法与装置

技术领域

本发明涉及电能质量监测技术领域，具体地说，是一种高压电能质量检测方法与装置。

背景技术

电能质量是指关系到供电、用电系统及其设备正常工作(或运行)的电压、电流的各种指标偏离规定范围的程度。电能质量的检测对于提高供电质量有着十分重要的意义。现有电能质量检测方法的电压信号主要取自电压互感器，电流信号主要取自电流互感器。目前很多国家在110kV及以上等级中，大量使用了电容式电压互感器，但是电容式电压互感器只能测量工频信号，不能用于谐波检测。而电流信号如取自测量用电流互感器，则会改变电流互感器的负荷，可能影响计量的准确性；如果取自保护用电流互感器，则在系统正常运行时，二次信号小，同时电流互感器的准确度又不高，因此无法保证测试结果的准确性。

电能质量包括供电电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变以及谐波等，要分析电能质量，需要全面检测这些工作量，现有的电能质量检测装置难以满足这些全面检测的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能准确测量电压谐波信号和电流信号，且体积小，成本低的高压电能质量检测方法与装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高压电能质量检测方法，包括：

采用电容分压器测量电压信号，采用低压电流互感器测量电流信号；

将所述电压信号和电流信号发送到数据采集与处理电路，所述数据采集与处理电路悬浮于高压侧；

所述数据采集与处理电路根据所述电压信号和电流信号计算分析得到电能质量信息，并发送到低压部分的综合处理单元。

进一步地，所述数据采集与处理电路由取能分压器供给工作电能。

进一步地，所述数据采集与处理电路通过光纤将所述电能质量信息发送到所述综合处理单元。

进一步地，对于三相四线电力系统，分别测量各相的电压信号和电流信号并发送到相应的数据采集与处理电路；

所述数据采集与处理电路分别计算分析得到各相的电能质量信息，并分别将所述电能质量信息发送到所述综合处理单元；

所述综合处理单元根据得到的各相的电能质量信息计算处理获得三相电压不平衡信息。

进一步地，对于三相三线电力系统，分别测量A、C两相的电流信号及AB相、BC相的相间电压，发送到综合测量单元；

所述综合测量单元根据AB相和BC相的相间电压计算得到AC相的电压值，根据A、C两相的电流信号计算得到B相电流值，并进一步计算及分析得到电能质量信息。

本发明还提供了一种高压电能质量检测装置，包括：

电容分压器，用于测量电压信号并输出；

低压电流互感器，用于测量电流信号并输出；

计算分析单元，用于接收所述电容分压器输出的电压信号和低压电流互感器输出的电流信号，根据所述电压信号和所述电流信号计算分析得到电能质量信息。

进一步地，包括：

三个电容分压器，分别用于测量三相四线电力系统各相的电压信号并输出；

三个电流互感器，分别用于测量三相四线电力系统各相的电流信号并输出；

所述计算分析单元包括三个数据采集与处理电路和一综合处理单元，其中，

三个数据采集与处理电路，悬浮于高压侧，分别连接一相的电容分压器及低压电流互感器，用于接收相应电容分压器输出的电压信号和相应低压电流互感器输出的电流信号，根据所述电压信号和电流信号计算分析得到各相的电能质量信息；

综合处理单元，分别连接三个数据采集与处理电路，用于接收各相的电能质量信息，并根据所述电能质量信息计算三相电压不平衡信息。

进一步地，包括：

两个电容分压器，分别用于测量三相三线电力系统的AB相和BC相的相间电压信号并输出；

两个低压电流互感器，分别用于测量三相三线电力系统A、C相的单相电流信号并输出；

所述计算机分析单元包括两个单相测量单元、一个综合测量单元及一个低压显示终端，其中：

两个单相测量单元，分别连接A、C两相的电容分压器和低压电流互感器，用于接收所述AB相和BC相的相间电压信号和A、C两相的单相电流信号，发送到综合测量单元；

综合测量单元，分别连接两个单相测量单元，用于接收所述单相测量单元输出的信号，根据所述信号计算得到AC相的相间电压和B相电流，并进一步计算得到各相的电能质量信息；

低压显示终端，连接所述综合测量单元，用于接收所述电能质量信息并显示。

进一步地，还包括：

取能分压器，用于为所述计算分析单元提供电源。

本发明的高压电能质量检测方法与装置能够准确测量电压谐波信号，解决传统方式谐波无法测量的问题，为谐波的监控提供有力的数据；在二次负荷很小的情况下能够准确测量电流信号，并拥有较宽的线性工作范围。采用本发明的高压电能质量直接测量方法，将数据采集与处理电路悬浮在高压侧，能够避免一、二次之间的绝缘，显著减小装置的体积与重量，并节省大量原材料；小体积与轻质量的设计，能够在现有线路没有预留安装位置的情况下，将本发明的检测装置直接装在各种线路上，方便系统改进。

附图说明

图1是本发明的高压电能质量检测装置应用于三相四线电力系统的应用实施例的原理框图；

图2是本发明的高压电能质量检测装置应用于三相三线电力系统的应用实施例的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明采用的技术方案在于，采用电容分压器测量电压信号，采用低功耗低压电流互感器测量电流信号，将测量到的电压信号与电流信号同时发送到悬浮在高压侧的数据采集与处理电路，将相应的电能质量信息计算分析出来，并通过光纤发送到低压部分的综合处理单元进行保存与显示。其中高压侧电路电源由取能分压器提供。

对于三相四线电力系统，采用单相高压电能质量直接检测的方式。各相分别在高压侧完成数据采集和计算，完成除不平衡度外的所有电能质量计算，并通过光纤将数据传至低压部分的综合处理单元，根据三相数据由综合处理单元完成不平衡度的计算和测量，并将结果显示、远传和统计。

对于三相三线电力系统，采用三相高压电能质量直接检测方式。其中A、C两相分别进行单相电能质量的检测，而在B相测量综合单元中，通过计算得到AC相间电压与B相电流，则可以得到所有电能质量信息，再由B相综合测量单元通过光纤将电能质量信息传送到低压侧进行显示、远传和统计。

本发明的高压电能质量检测装置，包括：

电容分压器，用于测量电压信号并输出；

低压电流互感器，用于测量电流信号并输出；

计算分析单元，用于接收所述电容分压器输出的电压信号和低压电流互感器输出的电流信号，根据所述电压信号和所述电流信号计算分析得到电能质量信息。

如图1所示，作为一种应用于三相四线电力系统的实施例，本发明的检测装置包括：

三个电容分压器1，分别用于测量三相四线电力系统各相的电压信号并输出；

三个低压电流互感器3，分别用于测量三相四线电力系统各相的电流信号并输出；

计算分析单元包括了三个数据采集与处理电路4和一个综合处理单元6，其中，

三个数据采集与处理电路4，悬浮于高压侧，分别连接一相的电容分压器1及低压电流互感器3，用于接收相应电容分压器1输出的电压信号和相应低压电流互感器3输出的电流信号，根据所述电压信号和电流信号计算分析得到各相的电压偏差、频率偏差、电压波动和闪变以及谐波等电能质量信息；

综合处理单元6，分别连接三个数据采集与处理电路4，用于接收各相的电能质量信息，并根据所述电能质量信息计算三相电压不平衡信息，并将结果显示、远传与统计。优选地，数据采集与处理电路与综合处理单元6之间是通过光纤5连接的。

另外，每相还包括一个取能分压器2，连接到该相的数据采集与处理电路4，用于从供电线路获取电能来为相应的数据采集与处理电路4供电。

如图2所示，作为另一种应用于三相三线电力系统的实施例，本发明的检测装置包括：

在A相高压侧和C相高压侧分别具有一电容分压器7、一低压电流互感器9及一单相测量单元10，其中，A相高压侧的电容分压器用于测量AB相的相间电压，而C相高压侧的电容分压器用于测量BC相的相间电压信号，A相高压侧和C相高压侧的低压电流互感器9分别用于测量A相和C相的电流信号，电容分压器7和电流互感器9分别将测得的相间电压信号和单相电流信号发送给相应的单相测量单元10；单相测量单元10将相应的相间电压信号和单相电流信号发送到B相高压侧的综合测量单元11；

B相高压侧包括一个综合测量单元11，综合测量单元11接收各单相测量单元10输出的信号，根据这些信号计算得到AC相的相间电压信号和B相电流，并进一步计算得到各相的电能质量信息，包括供电电压偏差、频率偏差、电压波动和闪变、谐波以及三相电压不平衡等。

综合测量单元11可以将计算得到的电能质量信息发送到低压显示终端13进行显示，低压显示终端13还可以将电能质量信息进行远传与统计。

在A相高压侧、B相高压侧和C相高压侧分设有取能分压器8，分别用于为单相测量单元10和结合测量单元11供电。

优选地，各单相测量单元10与综合测量单元11之间，以及结合测量单元11与低压显示终端13之间均通过光纤12连接。

本发明采用电容分压器能够准确测量电压谐波信号，解决传统方式谐波无法测量的问题，为谐波的监控提供有力的数据；采用低功耗的低压电流互感器，在二次负荷很小的情况下能够准确测量电流信号，并拥有较宽的线性工作范围；采用本发明的高压电能质量直接测量方法，将数据采集与处理电路悬浮在高压侧，能够避免一、二次之间的绝缘，显著减小装置的体积与重量，并节省大量原材料；小体积与轻质量的设计，能够在现有线路没有预留安装位置的情况下，直接装在各种线路上，方便系统改进。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种高压电能质量检测方法，其特征在于，包括：

采用电容分压器测量电压信号，采用低压电流互感器测量电流信号；

将所述电压信号和电流信号发送到数据采集与处理电路，所述数据采集与处理电路悬浮于高压侧；

所述数据采集与处理电路根据所述电压信号和电流信号计算分析得到电能质量信息，并发送到低压部分的综合处理单元。

2.根据权利要求1所述的高压电能质量检测方法，其特征在于，所述数据采集与处理电路由取能分压器供给工作电能。

3.根据权利要求1所述的高压电能质量检测方法，其特征在于，所述数据采集与处理电路通过光纤将所述电能质量信息发送到所述综合处理单元。

4.根据权利要求1所述的高压电能质量检测方法，其特征在于，

对于三相四线电力系统，分别测量各相的电压信号和电流信号并发送到相应的数据采集与处理电路；

所述数据采集与处理电路分别计算分析得到各相的电能质量信息，并分别将所述电能质量信息发送到所述综合处理单元；

所述综合处理单元根据得到的各相的电能质量信息计算处理获得三相电压不平衡信息。

5.根据权利要求1所述的高压电能质量检测方法，其特征在于，

对于三相三线电力系统，分别测量A、C相的电流信号及AB相、BC相的相间电压，发送到综合测量单元；

所述综合测量单元根据AB相和BC相的相间电压计算得到AC相的电压值，根据A、C相电流计算得到B相电流值，并进一步计算及分析得到电能质量信息。

6.一种高压电能质量检测装置，其特征在于，包括：

电容分压器，用于测量电压信号并输出；

低压电流互感器，用于测量电流信号并输出；

计算分析单元，用于接收所述电容分压器输出的电压信号和低压电流互感器输出的电流信号，根据所述电压信号和所述电流信号计算分析得到电能质量信息。

7.根据权利要求6所述的高压电能质量检测装置，其特征在于，包括：

三个电容分压器，分别用于测量三相四线电力系统各相的电压信号并输出；

三个电流互感器，分别用于测量三相四线电力系统各相的电流信号并输出；

所述计算分析单元包括三个数据采集与处理电路和一综合处理单元，其中，

三个数据采集与处理电路，悬浮于高压侧，分别连接一相的电容分压器及低压电流互感器，用于接收相应电容分压器输出的电压信号和相应低压电流互感器输出的电流信号，根据所述电压信号和电流信号计算分析得到各相的电能质量信息；

综合处理单元，分别连接三个数据采集与处理电路，用于接收各相的电能质量信息，并根据所述电能质量信息计算三相电压不平衡信息。

8.根据权利要求6所述的高压电能质量检测装置，其特征在于，包括：

两个电容分压器，分别用于测量三相三线电力系统的AB相和BC相的相间电压信号并输出；

两个低压电流互感器，分别用于测量三相三线电力系统A、C相的单相电流信号并输出；

所述计算机分析单元包括两个单相测量单元、一个综合测量单元及一个低压显示终端，其中：

两个单相测量单元，分别连接A、C两相的电容分压器和低压电流互感器，用于接收所述AB相和BC相的相间电压信号和A、C两相的单相电流信号，发送到综合测量单元；

综合测量单元，分别连接两个单相测量单元，用于接收所述单相测量单元输出的信号，根据所述信号计算得到AC相的相间电压和B相电流，并进一步计算得到各相的电能质量信息；

低压显示终端，连接所述综合测量单元，用于接收所述电能质量信息并显示。

9.根据权利要求6所述的高压电能质量检测装置，其特征在于，还包括：

取能分压器，用于为所述计算分析单元提供电源。

Images