專利名稱：10kv電力系統過電壓在線監測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電力系統在線監測裝置。
技術背景現有技術中的10KV電力輸送系統雖然安裝了大量的避雷器等過電壓保護裝置，但過電壓事故率(變壓器等高壓設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。這是由于運行系統沒有能夠在過電壓出現時實時記錄下事故波過程的在線(與系統同時運行)監測裝置，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備的承受能力，或者設備的絕緣水平降低，還是保護裝置有問題)，提出防范對策。
發明的內容本實用新型的目的是提供一種10KV電力系統過電壓在線監測裝置。該裝置響應特性好，能穩定在線運行，自動捕捉、儲存10KV電力系統的過電壓事件波過程。當發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律。為電力系統運行過電壓事故分析提供技術支持，為電氣設備防止過電壓損壞積累運行經驗。
本實用新型采用的技術方案是這樣的，即一種10KV電力系統過電壓在線監測裝置，裝置包括傳感器、前置電路、數據采集卡及計算機系統；其特征是傳感器由高壓分壓器構成，高壓分壓器包括串聯的高壓臂和低壓臂，其分壓輸出端通過傳輸電纜與前置電路的過壓保護電路連接；前置電路包括過壓保護電路、觸發電路和信號處理電路。過壓保護電路的輸出分兩路分別與信號處理電路和觸發電路連接。信號處理電路的輸出端與數據采集卡的采樣信道連接。觸發電路的輸出端與數據采集卡的外觸發信道連接；數據采樣卡通過總線插槽與計算機系統連接。
本實用新型由于所述結構而具有的優點是能夠長期在線運行適時采樣、能夠捕捉、存儲電力系統的暫態過電壓波形。通過暫態過電壓波形進行分析，為電力系統的設備過電壓擊穿事故原因分析提供技術依據。


本實用新型的結構可以通過附圖給出的實施例進一步說明。
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構剖面示意圖；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電路結構圖。
具體實施方式
參見附圖，實施例中的10KV電力系統過電壓在線監測裝置的結構包括傳感器、前置電路、數據采集卡和計算機系統，其中(1)、實施例中的傳感器的結構和參數采用低阻尼RC阻容高壓分壓器作為傳感器，其結構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和絕緣外護套；低壓臂包括低壓電容C2、低壓阻尼電阻R2、保護間隙g、分壓輸出端電纜連接柱J及金屬屏蔽外套3；高壓臂的絕緣外護套1為硅橡膠外護套，其爬電距離不小于21mm/kv，高壓臂外護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，表面涂有絕緣涂料層，裝在金屬屏蔽外殼內，在低壓臂的低壓電容上并聯有保護間隙，即氖氣管，當低壓臂電容過壓時，保護間隙放電起到保護作用；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，時間常數為C1R1小于50ns。
所述傳輸電纜為同軸屏蔽電纜。
(2)、前置電路結構計算機前置電路包括過壓保護電路、觸發電路和信號處理電路；其中觸發電路包括電壓跟隨器、二次分壓電路、三相電壓比較觸發電路、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穩壓管組成的過壓保護電路后分兩路。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，通過三相比較觸發電路和光電偶合電路與數據采集卡的外觸發信道連接，啟動采集卡上的A/D轉換器采樣；另一路通過AD817組成的電壓跟隨器和標準分壓電路后進入濾波電路再與數據采樣卡的采樣信道連接等待采樣。觸發電路中的三相電壓比較觸發電路采用的是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)數據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據采集卡。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％予觸發和A/D和D/A轉換功能。
裝置的工作過程是這樣的傳感器在線與系統所有電力設備并列運行，將系統三相對地電壓降低到設定范圍(降低1450倍)送到前置電路。當系統運行中任意一相對地電壓出現超過14140伏幅值時，觸發電路自動觸發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指定位置，隨即發出警報。管理人員可以實時或隨機進行在線或脫機分析處理。
權利要求1.一種10KV電力系統過電壓在線監測裝置，裝置包括傳感器、前置電路、數據采集卡及計算機系統；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電路連接，過壓保護電路的輸出分兩路分別與信號處理電路和觸發控制電路連接，信號處理電路的輸出端與數據采集卡的采樣信道連接；觸發電路的輸出端與數據采樣卡的外觸發信道連接，數據采集卡通過總線插槽與計算機系統連接。
2.根據權利要求1所述的10KV電力系統過電壓在線監測裝置，其特征是高壓分壓器中高壓臂和低壓臂串聯，高壓臂內有高壓電容(C1)、阻尼電阻(R1)和硅橡膠絕緣外護套(1)；低壓臂內有低壓電容(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，表面涂有絕緣涂料層，在低壓電容上并聯有過電壓保護間隙，由電纜連接柱(J)連接輸出。
3.根據權利要求1所述的10KV電力系統過電壓在線監測裝置，其特征是由同軸電纜傳輸來的過電壓信號通過穩壓管組成的過壓保護電路后分兩路，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，通過三相比較觸發電路和光電偶合電路與數據采集卡的外觸發信道連接，啟動采集卡上的A/D轉換器采樣；另一路通過電壓跟隨器和標準分壓電路后進入濾波電路再與數據采樣卡的采樣信道連接等待采樣。
專利摘要一種10KV電力系統過電壓在線監測裝置，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，高壓臂內的高壓電容和低壓臂內的低壓電容串聯，其分壓輸出端通過傳輸電纜與前置電路的過壓保護電路連接；前置電路還包括過壓保護電路、觸發電路和信號處理電路，過壓保護電路的輸出分兩路分別與信號處理電路和觸發電路連接，信號處理電路的輸出端與數據采集卡的采樣口連接，觸發電路的輸出端與數據采集卡的外觸發信道連接；數據采樣卡通過總線插槽與計算機系統連接。本實用新型能夠長期在線運行適時采樣、能夠捕捉、存儲電力系統的暫態過電壓波形、通過暫態過電壓波形進行分析，為電力系統的設備事故原因分析提供技術依據。
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 優先權日2004年5月31日
發明者席世友, 孫財新 申請人:綦南供電局