用于消弧线圈接地系统测量线路对地电容的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及对地电容的测量，特别涉及一种用于消弧线圈接地系统测量线路对地电容的装置。
【背景技术】
[0002]电力系统中性点与大地之间的电气连接方式，称为电力系统中性点接地方式。我国电力系统，根据主要运行特征，将相应的接地系统分为两大类:小电流接地系统(非有效接地)和大电流接地系统(有效接地)。在配电系统，广泛采用小电流接地方式，主要有三种:1.中性点不接地方式；2.中性点经消弧线圈接地方式；3.中性点经高阻接地方式。
[0003]目前，我国的中压配电网的接地形式主要是小电流接地系统(即中性点经消弧线圈接地)。在系统长期运行时，单相接地故障是中压配网系统中最常见的故障，发生接地后，小电流接地系统还可继续带故障运行，由于非故障相对地电压升高1.732倍，若不及时处理，长期运行后，可能会发展为非故障相绝缘破坏继发相间短路的威胁，因此，迅速确定单相接地时的接地线路对供配点系统的安全运行具有十分重要意义。
[0004]实际系统在进行单相接地选线之前，需要准确的测量电容电流，由于电容电流的大小与系统线路有关，并且电容电流的测量与中性点电压(这里指正常运行情况下的中性点位移电压)的影响有关，因此，进行精确的电容测量，具有一定难度，同时，测量系统电容电流也是决定谐振接地系统装设消弧线圈与否，以及选择消弧线圈容量的重要依据，同时，也是单相故障下，快速投入消弧线圈运行的必要前提条件。
【发明内容】
[0005]本实用新型目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种用于消弧线圈接地系统中测量线路对地电容的装置，该装置能够准确、快速的用于消弧线圈接地系统测量线路对地电容。
[0006]实现本实用新型目的采用的技术方案是一种用于消弧线圈接地系统中测量线路对地电容的装置，其包括:
[0007]消弧线圈本体，所述消弧线圈本体的A端接到电网中性点，X端接地，A进线端接有电流互感器，A、X两端并联有注入电压互感器和检测电压互感器；
[0008]控制屏柜包括PLC，所述PLC连接有变频器、信号跟随版、FPGA板；以及
[0009]磁控箱，其内设有晶闸管；所述磁控箱分别与所述消弧线圈本体和控制屏柜连接，通过PLC控制发送的脉冲，对脉冲进行经过相应整形，触发晶闸管的通断，实现对消弧线圈的电抗控制。
[0010]在上述技术方案中，所述PLC为西门子S-700PLC，变频器为西门子MICR0MASTER420通用型变频器。
[0011 ] 在上述技术方案中，所述变频器通过RS485线缆与PLC的PORTO 口连接。
[0012]在上述技术方案中，所述FPGA板的模拟量输出口通过线缆与PLC模拟量输入口 A、B连接，模拟量输入口通过1.0线缆与PLC模拟量输出口 V连接，数字量输出口通过线缆与PLC数字量输入口 10.1连接，数字量输入口通过线缆与PLC数字量输出口 Q0.2、Q0.6连接。
[0013]在上述技术方案中，所述信号跟随版的数字量输出口与PLC数字量输入口 10.0通过线缆连接，数字量输入口与PLC数字量输出口 Q0.3、Q0.4、Q0.5通过线缆连接。
[0014]本实用新型能够准确、快速的用于消弧线圈接地系统测量线路对地电容，能够在电网正常运行时自动测量电容电流，以便于当某条馈线发生单相接地故障时能够对接地电流进行快速补偿。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型用于消弧线圈接地系统中测量线路对地电容的装置的结构框图。
[0016]图2为实施例所用PLC和FPGA板的连接关系示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0018]本实用新型用于消弧线圈接地系统中测量线路对地电容的装置，包括消弧线圈本体、控制屏柜和磁控箱，其中，
[0019]消弧线圈本体安装于三相配网的中性点与地之间，如配网是星型接法，则需要通过接地变压器引出中性点，消弧线圈本体的A端接到电网中性点，X端接地，A进线端接有电流互感器CT2，A、X两端并联有注入电压互感器PTl和检测电压互感器PT2。
[0020]控制屏柜是系统主控制单元，包括变频信号注入，信号采集处理，故障判断，脉冲发送等部分，控制屏柜包括PLC，PLC连接有变频器、信号跟随版、FPGA板。本实施例所用所述PLC为西门子S-700PLC，变频器为西门子MICR0MASTER 420通用型变频器，FPGA板的模拟量输出口通过线缆与PLC模拟量输入口 A、B连接，模拟量输入口通过1.0线缆与PLC模拟量输出口 V连接，数字量输出口通过线缆与PLC数字量输入口 10.1连接，数字量输入口通过线缆与PLC数字量输出口 Q0.2,Q0.6连接。信号跟随版的数字量输出口与PLC数字量输入口 10.0通过线缆连接，数字量输入口与PLC数字量输出口 Q0.3、Q0.4、Q0.5通过线缆连接。PLC与FPGA板之间的连接关系如图2所示。PLC作为核心控制单元，主要作用是控制变频器、产生MCR脉冲信号、实现基于扫频法的电容电流的测量等功能。变频器采用V/F线性控制，利用USS协议与PLC进行通信产生可控的变频电压信号。FPGA板主要用于信号的采集和处理，采集的信号主要有中性点电压、经过工频抵消的有用变频信号和MCR电流。所述变频器通过RS485线缆与PLC的PORTO 口连接。
[0021]磁控箱分别与所述消弧线圈本体和控制屏柜连接，通过PLC控制发送的脉冲，对脉冲进行经过相应整形，触发晶闸管的通断，实现对消弧线圈的电抗控制，在故障情况下使电抗器输出电感电流补偿电容电流。
[0022]对于测量系统而言，工频情况下的电容电压是一个干扰信号，因此，在测量系统中，需要对电容电压信号进行处理，核心就是滤除工频，并尽量保证测量信号中只存在所需频率下的电容电压信号。
[0023]如图2所示，由于信号处理部分的输入信号较少，仅需要中性点电压及电抗器电流、变频器电流，使用高速的FPGA板进行相应计算，解决了 PLC的运算问题。
[0024] 在电网处于正常运行状态时，控制系统处于扫频状态，PLC通过USS协议控制变频器，使变频器电压输出频率从1HZ到45HZ区间变化，变频电压经过PTl升压后往消弧线圈输入和输出两端注入幅值恒定、频率在一定范围内变化的恒流信号线性信号。在消弧线圈另一侧有测量电压互感器PT2，该PT测量电容电压，PT2 二次侧连接信号跟随板，经FPGA板处理后接入到PLC的AIWO 口。在扫频时由于系统中同时存在低频的扫频电压和50HZ工频电压，因此在测量实际电容电压时需滤除低频电压，具体通过PLC的AQWO 口将采集的谐振电压反向输出到FPGA，在FPGA板里通过对消电路去除谐振电压得到工频电压。当PLC的AIffO 口检测到电容电压最大时，此时消弧线圈电感与线路对地电容发生谐振，PLC记下此时频率。通过已知的消弧线圈电感值与电容电压、频率计算得到线路的对地电容值。
【主权项】
1.一种用于消弧线圈接地系统中测量线路对地电容的装置，其特征在于，包括: 消弧线圈本体，所述消弧线圈本体的A端接到电网中性点，X端接地，A进线端接有电流互感器，A、X两端并联有注入电压互感器和检测电压互感器； 控制屏柜包括PLC，所述PLC连接有变频器、信号跟随版、FPGA板；以及 磁控箱，其内设有晶闸管；所述磁控箱分别与所述消弧线圈本体和控制屏柜连接，通过PLC控制发送的脉冲，对脉冲进行经过相应整形，触发晶闸管的通断，实现对消弧线圈的电抗控制。2.根据权利要求1所述用于消弧线圈接地系统中测量线路对地电容的装置，其特征在于:所述PLC为西门子S-700PLC，变频器为西门子MICROMASTER 420通用型变频器。3.根据权利要求2所述用于消弧线圈接地系统中测量线路对地电容的装置，其特征在于:所述变频器通过RS485线缆与PLC的PORTO 口连接。4.根据权利要求2所述用于消弧线圈接地系统中测量线路对地电容的装置，其特征在于:所述FPGA板的模拟量输出口通过线缆与PLC模拟量输入口 A、B连接，模拟量输入口通过1.0线缆与PLC模拟量输出口 V连接，数字量输出口通过线缆与PLC数字量输入口 10.1连接，数字量输入口通过线缆与PLC数字量输出口 Q0.2、Q0.6连接。5.根据权利要求2所述用于消弧线圈接地系统中测量线路对地电容的装置，其特征在于:所述信号跟随版的数字量输出口与PLC数字量输入口 10.0通过线缆连接，数字量输入口与PLC数字量输出口 Q0.3、Q0.4、Q0.5通过线缆连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于消弧线圈接地系统中测量线路对地电容的装置，其包括：消弧线圈本体，所述消弧线圈本体的A端接到电网中性点，X端接地，A进线端接有电流互感器，A、X两端并联有注入电压互感器和检测电压互感器；控制屏柜包括PLC，所述PLC连接有变频器、信号跟随版、FPGA板；以及磁控箱，分别与所述消弧线圈本体和控制屏柜连接，通过PLC控制发送的脉冲，对脉冲进行经过相应整形，触发晶闸管的通断，实现对消弧线圈的电抗控制。本实用新型能够准确、快速的用于消弧线圈接地系统测量线路对地电容，能够在电网正常运行时自动测量电容电流，以便于当某条馈线发生单相接地故障时能够对接地电流进行快速补偿。
【IPC分类】G01R19/25, H02H9/08, G01R27/26
【公开号】CN204903656
【申请号】CN201520579745
【发明人】沈伟伟, 肖龙海, 王伟, 胡伟源, 顾天天, 潘国华, 陈燕萍, 朱小飞, 李秋平, 谢建强, 田翠华, 曾嘉亮, 孙宝金, 邹亮, 张 杰, 王朋
【申请人】国网浙江桐乡市供电公司, 武汉海奥电气有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月4日