一种新型电力网络测试信号发生装置制造方法
【专利摘要】一种电力网络测试信号发生装置，它包括主回路和控制回路，所述主回路包括隔离变压器、可控硅和并联电阻，所述控制回路包括脉冲生成器和电压互感器；所述隔离变压器的一次侧接入电力网络，二次侧与可控硅和并联电阻的并联电路串联，所述可控硅的控制端与脉冲生成器的输出端相连，所述脉冲生成器的输入端与电压互感器相连，所述电压互感器设置在隔离变压器的二次侧回路中。由于信号的发生依靠电网电压本身，信号功率大、具有规律性和可预见性，因此，采用本实用新型产生的脉冲电压作为信号源进行电力系统测量时测量精度高、易于工程实现和应用，且制造成本低廉。
【专利说明】一种新型电力网络测试信号发生装置【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力网络测试【技术领域】，具体地说是一种电力网络测试信号发生装置。
【背景技术】
[0002]电力系统是由发电机、输电线路、变压器、用电设备等多种元件构成的复杂系统。为了保障电网安全稳定经济运行，需要配置必要的控制装置和保护装置，同时进行电力系统的计算分析。其中一些功能的实现，需要通过在线测量、辨识局部系统或设备组合的等值模型参数作为基础。这种在线测量、模型参数辨识往往是基于某种特殊激励信号和系统的响应信号之间的数据分析处理而实现的。 [0003]目前，电网在线测量、模型参数辨识所需信号源的产生主要有注入法和电网自身扰动法两种。注入法是通过将专门设备产生的一个干扰信号注入系统中，通过测量由干扰信号产生的响应，来完成测量。为了保证测量的精度，信号发生装置的功率较大，因此价格昂贵。电网自身扰动法是利用电网在运行过程中出现的较大扰动作为激励信号，通过测量分析系统响应，来完成测量。由于符合要求的扰动发生概率低且没有规律性可言，同时激励信号的特性不可控，因此基于电网自身扰动的测量方法的准确度和实用性较低。
实用新型内容
[0004]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电力网络测试信号发生装置，通过人为制造周期性瞬时相间短路，以该短路脉冲电压作为实现电力网络测试的激励信号，提供了一种保证测量精度的信号源。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是:一种电力网络测试信号发生装置，其特征是:包括主回路和控制回路，所述主回路包括隔离变压器、可控硅和并联电阻，所述控制回路包括脉冲生成器和电压互感器；所述隔离变压器的一次侧接入电力网络，二次侧与可控硅和并联电阻的并联电路串联，所述可控硅的控制端与脉冲生成器的输出端相连，所述脉冲生成器的输入端与电压互感器相连，所述电压互感器设置在隔离变压器的二次侧回路中。
[0006]进一步地，该种电力网络测试信号发生装置还包括电流电压测量仪和电流互感器，所述电流电压测量仪分别与电压互感器和电流互感器相连，所述电流互感器设置在隔离变压器的二次侧回路中。
[0007]进一步地，所述隔离变压器的一次侧分别与电力网络待测点处的A相线和B相线相连。
[0008]进一步地，所述电压互感器的输入端联接在隔离变压器的二次侧两端。
[0009]本实用新型的有益效果是:本实用新型在电力网络待测点任意两相间设置一个带可控硅的主回路，通过控制回路控制可控硅的触发角，人为造成周期性瞬时相间短路，以产生一周期性短路脉冲电压作为测试的信号源，由于信号的发生依靠电网电压本身，信号功率大、具有规律性和可预见性，因此，采用本实用新型产生的脉冲电压作为信号源进行电力系统测量时测量精度高、易于工程实现和应用，且制造成本低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0011]图1为本实用新型的结构示意图；
[0012]图2为采用本实用新型对电力网络进行测试的流程图；；
[0013]图3为本实用新型形成的测试激励信号波形示意图。
[0014]图中，I隔离变压器，2可控硅，3脉冲生成器，4电流电压测量仪，5电压互感器，6电流互感器，R并联电阻。
【具体实施方式】
[0015]下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
[0016]如图1所示，本实用新型的一种电力网络测试信号发生装置，它包括主回路和控制回路，所述主回路包括隔离变压器1、可控硅2和并联电阻R，所述控制回路包括脉冲生成器3、电流电压测量仪4、电压互感器5和电流互感器6 ;所述隔离变压器I的一次侧分别与电力网络待测点处的A相线和B相线相连，二次侧与可控硅2和并联电阻R的并联电路串联，所述可控硅2的控制端与脉冲生成器3的输出端相连，所述脉冲生成器3的输入端与电压互感器5相连，所述电压互感器5的输入端联接在隔离变压器I的二次侧两端；所述电流电压测量仪4分别与电压互感器5和电流互感器6相连，所述电流互感器6设置在隔离变压器I的二次侧回路中。
[0017]如图2所示，采用本实用新型所述信号发生装置对电力网络进行测试的过程如下:
[0018]I)将信号发生装置主回路中隔离变压器的一次侧接入电力网络待测点任意两相线路之间，将电流互感器和电压互感器设置在隔离变压器的二次侧回路中；
[0019]2)电压互感器检测待测点的电压；
[0020]3)在电力系统电压每个周波中，当可控硅两端电压位于过零点前提前设定的角度δ时，脉冲形成模块产生一脉冲信号，形成可控硅触发脉冲，该信号经过隔离放大，送至可控硅的触发端，用于控制可控硅的导通，所述δ角度优选设置为5°左右；
[0021]4)当接收到触发脉冲时，可控硅导通，待测电力系统形成瞬时相间短路，产生一个周期性短路脉冲电压作为电力网络测试所需的激励信号；
[0022]5)在电力系统电压每个周波中，电流电压测量模块自动测量待测点的电压、电流值，并将测量数据发送给其他测试设备，以满足不同的测试需求。[0023]本实用新型在电力网络待测点任意两相间设置一个带可控硅的主回路，通过控制回路控制可控硅的触发角，人为造成周期性瞬时相间短路，以产生一周期性短路脉冲电压作为电力系统测试的信号源，通过对待测点电压、电流信号的测量分析，实现需要的电力系统测试功能。
[0024]在电力系统测试过程中，故障电压的求取根据电力系统故障分析原理可知，故障状态可以等效为非故障状态与故障附加状态的叠加。在采用本实用新型产生的脉冲电压作为信号源的测试过程中，非故障状态即是指在晶闸管未触发导通下的运行状态，而故障附加状态即为在可控硅触发导通，发生两相间可控短路时的运行状态，而故障电压分量只有在故障附加状态下才会出现。故障电压分量的求取，只需用到该电力系统的故障附加分量模型。
[0025]假设AB两相发生相间短路，故障分量为Uf，则短路时有
[0026]Uab+Uf=O
[0027]因此，短路时的故障电压
[0028]Uf=-Uab
[0029]故障分量表达 式为Uf = -Um ?φ?+ψ)
[0030]此式即为装置输出测试信号的表达式，波形如图3所示。
[0031]由于这种信号的发生，依靠电网电压本身，信号功率大、具有规律性和可预见性，因此，采用本实用新型产生的脉冲电压作为信号源进行电力系统测量时测量精度高、易于工程实现和应用，且制造成本低廉。
[0032]本实用新型具有以下特点:
[0033]I)本实用新型不需要采用大功率的外部激励信号源，而是利用电网运行电压通过控制产生激励信号作为信号源，成本低廉，利于推广应用。
[0034]2)本实用新型产生的信号源基于设定的条件，产生周期性、规律性的信号，容易控制，便于工程实现和应用。
[0035]3)本实用新型产生的信号源功率大，能够提高测量精度；信号强度可控，不会对电网运行和电能质量造成不利影响。
[0036]以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种电力网络测试信号发生装置，其特征是:包括主回路和控制回路，所述主回路包括隔离变压器、可控硅和并联电阻，所述控制回路包括脉冲生成器和电压互感器；所述隔离变压器的一次侧接入电力网络，二次侧与可控硅和并联电阻的并联电路串联，所述可控硅的控制端与脉冲生成器的输出端相连，所述脉冲生成器的输入端与电压互感器相连，所述电压互感器设置在隔离变压器的二次侧回路中。
2.根据权利要求1所述的一种电力网络测试信号发生装置，其特征是:还包括电流电压测量仪和电流互感器，所述电流电压测量仪分别与电压互感器和电流互感器相连，所述电流互感器设置在隔离变压器的二次侧回路中。
3.根据权利要求1所述的一种电力网络测试信号发生装置，其特征是:所述隔离变压器的一次侧分别与电力网络待测点处的A相线和B相线相连。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种电力网络测试信号发生装置，其特征是:所述电压互感器的输入端联接在隔离变压器的二次侧两端。
【文档编号】G01R1/28GK203825051SQ201420266109
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】贾善杰, 牛新生, 薛万磊, 郑志杰, 张晓磊, 刘晓明, 路宽, 杨慎全, 梁荣, 王轶群, 杨波, 冯亮 申请人:国家电网公司, 国网山东省电力公司经济技术研究院