一种监测交流电网直流电流分布的在线监测系统的制作方法
【专利摘要】一种监测交流电网直流电流分布的在线监测系统，包括霍尔电流传感器（4），直流电流监测控制器（6），用于前置处理直流电流监测信号的低通滤波器（7）和A/D转换器（8），其特征在于：还包括一个用于同步直流电流信号采样时刻的GPS同步信号模块（9），用于将直流电流数据和采样时刻传输到中央服务器数据库模块（11）中的无线网络传输模块（10）；霍尔电流传感器（4）安装在杆塔（1）上方的避雷线（3）和变压器（2）中性点处。本实用新型能仿真计算交流电网的直流电流分布情况，且同时监测了变压器中性点处和避雷线中流过的直流电流，故能即经济又全面地反应交流电网的直流电流分布情况，准确地判断变压器的直流偏磁水平。
【专利说明】一种监测交流电网直流电流分布的在线监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电网监测系统。尤其是一种监测交流电网直流电流分布的在线监测系统。
【背景技术】
[0002]高压直流输电由于其输送容量大，损耗低以及电压稳定等特点，已成为现在长距离、大容量输电的首选。直流输电系统不可避免会在单极大地或者双极不平衡方式下运行，此时将会有高达几千安培的电流从直流接地极注入大地，引起地中电场的存在，从而在中性点直接接地的变压器中流过直流电流，产生直流偏磁，危害变压器和电力系统的安全稳定运行。监测交流电网的直流电流分布情况，可以准确地判断变压器的直流偏磁水平，及时进行预警，从而采取相应措施抑制偏磁直流。
[0003]目前，交流电网的直流电流监测装置只是监测了变压器中性点处的直流电流，不能全面地反应交流电网的直流电流分布情况。直流输电入地电流除了通过中性点直接接地变压器及其相连线路从一个变电站流向另一个变电站外，连接两变电站输电线路的架空地线也会与两变电站的接地网相连。一部分电流会从架空地线流过,这将改变变电站之间的电位差，从而影响流过变压器绕组的直流电流。因此在分析交流电网直流电流分布时应该考虑杆塔-避雷线系统的影响。
[0004]对交流电网中所有位置的直流电流进行监测在经济上是不可行的。如何通过对电网中部分位置直流电流的监测，反应交流电网的直流电流分布情况，对研究直流电流分布算法以及直流偏磁抑制措施都具有重要意义。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的就在于克服现有交流电网直流电流监测系统存在的缺点和不足，提供一种更优的方式监测交流电网中的直流电流，即合理选择霍尔电流传感器安装点，同时监测变压器中性点处和避雷线中流过的直流电流，用以既经济又全面地反应交流电网的直流电流分布情况。
[0006]本实用新型所述监测交流电网直流电流分布的在线监测系统包括霍尔电流传感器，直流电流监测控制器，用于前置处理直流电流监测信号的低通滤波器和A/D转换器，其特征在于:所述在线监测系统还包括一个用于同步直流电流信号采样时刻的GPS同步信号模块，用于将直流电流数据和采样时刻传输到中央服务器数据库模块中的无线网络传输模块；霍尔电流传感器安装在杆塔上方的避雷线和变压器中性点处，霍尔电流传感器的输出端与低通滤波器的输入端相连，低通滤波器的输出端经A/D转换器与直流电流监测控制器的信号输入端相连，GPS同步信号模块的输出端与直流电流监测控制器的另一信号输入端相连，直流电流监测控制器的信号输出端与变电站监控后台相连，直流电流监测控制器的信号输出端又通过无线网络传输模块与中央服务器数据库模块无线联通，中央服务器数据库模块的输出口上连有客户端PC机和手机用户。[0007]本实用新型的有益效果:
[0008]1、直流电流监测控制器安装点的选择更加合理，能既经济又全面地监测到变压器偏磁直流的分布情况；
[0009]2、可同时监测变压器中性点处和避雷线中流过的直流电流，能更全面地反应交流电网的直流电流分布情况，可以准确地判断变压器直流偏磁水平，及时给出直流偏磁警
生P=I ;
[0010]3、该在线监测系统具有Β/S模式的网络访问方式，客户端PC机可通过网页形式远程访问直流电流监测数据，方便专业技术人员实现数据的显示和保存分析。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型电路原理框图。图中，1.杆塔，2.变压器，3.避雷线，4.霍尔电流传感器，5.变电站监控后台，6.直流电流监测控制器，7.低通滤波器，8.A/D转换器，
9.GPS同步信号模块，10.无线网络传输模块，11.中央服务器数据库模块，12.客户端PC机，13.手机。
【具体实施方式】
[0012]结合图1，所述监测交流电网直流电流分布的在线监测系统，包括霍尔电流传感器4，直流电流监测控制器6，用于前置处理直流电流监测信号的低通滤波器7和A/D转换器8，其特征在于:所述在线监测系统还包括一个用于同步直流电流信号采样时刻的GPS同步信号模块9，用于将直流电流数据和采样时刻传输到中央服务器数据库模块11中的无线网络传输模块10 ;霍尔电流传感器4安装在杆塔I上方的避雷线3和变压器2中性点处，霍尔电流传感器4的输出端与低通滤波器7的输入端相连，低通滤波器7的输出端经A/D转换器8与直流电流监测控制器6的信号输入端相连，GPS同步信号模块9的输出端与直流电流监测控制器6的另一信号输入端相连，直流电流监测控制器6的信号输出端与变电站监控后台5相连，直流电流监测控制器6的信号输出端又通过无线网络传输模块10与中央服务器数据库模块11无线联通，中央服务器数据库模块11的输出口上连有客户端PC机12和手机用户13。
[0013]本实用新型交流电网直流电流在线监测系统的构建包括:收集交流电网的数据信息，初步分析交流电网的直流电流分布情况，构建并修正仿真计算模型，计算交流电网的直流电流分布情况，确定霍尔电流传感器安装点，传输和处理直流电流监测信号，将直流电流数据存储到服务器数据库模块中，向用户展示直流电流数据，向管理员发出直流偏磁警告。
[0014]1.霍尔电流传感器安装点的选择
[0015]I)收集交流电网相关信息，基于直流输电系统入地电流进入交流输电系统的基本原理，初步分析交流电网的直流电流分布情况；
[0016]2)基于场路耦合模型理论，构建并修正仿真计算模型，设定换流站接地极的入地电流为该直流输电工程额定电流，计算交流电网的直流电流分布情况；
[0017]3)若变压器中性点处的直流电流大于20A，避雷线中的直流电流大于3A，则安装霍尔电流传感器。
[0018]4)直流电流分布的计算结果从大到小排列，变压器中性点处直流电流占前10%的，避雷线中直流电流占前5%的，安装霍尔电流传感器；
[0019]5)对于已发生过直流偏磁问题的变压器，其中性点处安装霍尔电流传感器。
[0020]2.霍尔电流传感器的安装
[0021]综合考虑霍尔电流传感器安装点的周围环境和安装条件，在变压器中性点和避雷线引下线适当位置安装霍尔电流传感器。
[0022]3.直流电流监测信号的后台处理
[0023]I)安装好霍尔电流传感器后，直流电流监测信号经过滤波处理和A/D转换，并通过GPS同步模块同步直流电流信号的采样时刻，然后传输到直流电流监测控制器；
[0024]2)直流电流监测控制器通过无线网络传输模块，将直流电流数据和采样时刻传输到中央服务器数据库模块中；
[0025]3)Web服务器从中央服务器数据库模块中取出直流电流数据，并通过网页形式将数据展示给用户；
[0026]4)若中央服务器接收到的直流电流数据超标，则以短信形式告知管理员，发出直
流偏磁警告。
【权利要求】
1.一种监测交流电网直流电流分布的在线监测系统，包括霍尔电流传感器(4)，直流电流监测控制器(6 )，用于前置处理直流电流监测信号的低通滤波器(7 )和A/D转换器(8 )，其特征在于:所述在线监测系统还包括一个用于同步直流电流信号采样时刻的GPS同步信号模块(9 )，用于将直流电流数据和采样时刻传输到中央服务器数据库模块(11)中的无线网络传输模块(10);霍尔电流传感器(4)安装在杆塔(I)上方的避雷线(3)和变压器(2)中性点处，霍尔电流传感器(4)的输出端与低通滤波器(7)的输入端相连，低通滤波器(7)的输出端经A/D转换器(8)与直流电流监测控制器(6)的信号输入端相连，GPS同步信号模块(9)的输出端与直流电流监测控制器(6)的另一信号输入端相连，直流电流监测控制器(6)的信号输出端与变电站监控后台(5)相连，直流电流监测控制器(6)的信号输出端又通过无线网络传输模块(10 )与中央服务器数据库模块(11)无线联通，中央服务器数据库模块(11)的输出口上连有客户端PC机(12)和手机用户(13)。
【文档编号】G01R19/25GK203688655SQ201420041281
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】汪发明, 周友斌, 陈科基, 全江涛, 徐菁, 鲁海亮, 童歆, 杨旭, 文习山, 潘卓洪 申请人:国家电网公司, 国网湖北省电力公司电力科学研究院, 国网湖北省电力公司宜昌供电公司, 武汉大学