一种中性点不接地配电网电容电流测量装置的制作方法

本实用新型属于电流测量领域，尤其涉及一种中性点不接地配电网电容电流测量装置。

背景技术：

随电缆线路在电力系统中所占比例不断增加，配电网对地电容电流逐渐增大，中性点不接地配电网出现接地故障时电弧难以熄灭，且易发展成相间故障，危及人身及设备安全。配电网对地绝缘参数直接影响配电网零序过电压和接地故障电弧熄灭能力。

配电网电容电流传统测量方法主要分为直接法和间接法。其中，直接法主要包括单相金属接地法，该方法操作复杂，存在安全隐患，一般不采用。间接法一般在线路上外加一个电容，通过测量电压的变化间接计算出电容电流值，该方法测量准备时间较长，且需对一次侧设备进行操作。

随着计算机测控技术的发展，国内外提出了一系列的电容电流在线测量方法：从消弧线圈电压互感器二次测注入谐振频率信号测量电容电流，测量精度高，但该方法不适用于中性点不接地配电网及经消弧线圈随调式接地配电网。中性点不接地配电网的测量信号需要从普通电压互感器二次侧注入，普通电压互感器内阻抗远大于消弧线圈或电抗器内部电压互感器的内阻抗，影响注入信号测量参数的精度，不能被忽略。国内已有的中性点不接地配电网注入恒定频率信号测量电容电流方法，其没有考虑电压互感器内阻抗的影响，测量误差大。

综上所述，亟需一种可准确测量中性点不接地配电网电容电流的装置。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种中性点不接地配电网电容电流测量装置，其能够准确测量出中性点不接地配电网电容电流。

本实用新型的一种中性点不接地配电网电容电流测量装置，包括：

CPU模块，其用于产生一定频率的数字信号，并经D/A转换模块转换成模拟恒流信号传送至信号发射及放大模块；所述信号发射及放大模块用于将接收到的模拟恒流信号放大后发射至第一电压互感器，经第一电压互感器的开口三角接线注入配电网；及

电流信号采集模块，其用于采集注入配电网的电流信号；及

第二电压互感器，其与配电网相连，用于采集注入电流信号的配电网返回电压信号；及

所述电流信号采集模块和第二电压互感器均依次通过滤波模块和A/D转换模块与CPU模块相连，由CPU模块输出中性点不接地配电网电容电流测量值。

进一步的，滤波模块的输出端还与FPGA模块相连，所述FPGA模块与CPU模块相连。

进一步的，所述CPU模块还与云端存储模块相连。

进一步的，所述CPU模块还与通信模块相连，所述通信模块与远程监控服务器相连。

进一步的，所述通信模块为无线通信模块或有线电缆。

进一步的，所述无线通信模块为Wifi模块或Zigbee模块。

进一步的，所述CPU模块还与人机交互模块相连。

进一步的，所述人机交互模块包括触摸屏和键盘。

进一步的，所述滤波模块为有源滤波模块。

进一步的，所述滤波模块为RC有源滤波器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的一种中性点不接地配电网电容电流测量装置，不需改变配电网一次接线，不影响配电网正常运行，保障了测量过程安全可靠；

(2)本实用新型提供的一种中性点不接地配电网电容电流测量装置，能够准确测量出中性点不接地配电网电容电流；

(3)本实用新型的该装置消除了电压互感器内阻抗的影响，参数测量精度高；

(4)随调式消弧线圈在配电网正常运行时不投入运行，相当于不接地电网，因此，本实用新型的该装置同样适用于经随调式消弧线圈接地配电网。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本实用新型的中性点不接地配电网电容电流测量装置的实施例一结构示意图；

图2是本实用新型的中性点不接地配电网电容电流测量装置的实施例二结构示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

图1是本实用新型的中性点不接地配电网电容电流测量装置的实施例一结构示意图。

如图1所示，本实施例的中性点不接地配电网电容电流测量装置，包括：

CPU模块1，其用于产生一定频率的数字信号，并经D/A转换模块2转换成模拟恒流信号传送至信号发射及放大模块3；所述信号发射及放大模块3用于将接收到的模拟恒流信号放大后发射至电压互感器7，经电压互感器7注入配电网；及

电流信号采集模块9，其用于采集注入配电网的电流信号；及

第二电压互感器8，其与配电网相连，用于采集注入电流信号的配电网返回电压信号；及

所述电流信号采集模块9和第二电压互感器8均依次通过滤波模块4和A/D转换模块5与CPU模块1相连，由CPU模块输出1中性点不接地配电网电容电流测量值。

在本实施例中，CPU模块1可采用Intel公司生产的处理器芯片或其他型号的处理器芯片来实现。

D/A转换模块2，可采用D/A转换芯片电路来实现。

信号发射及放大模块3是信号发射芯片电路与放大电路的集成。

电流信号采集模块9可采用电流互感器来实现。

A/D转换模块5，可采用A/D转换芯片电路来实现。

在本实施例中，CPU模块1还与云端存储模块10相连。

其中，云端存储模块10可采用RAM或其他外界存储设备，比如U盘或SD卡。

在本实施例中，所述CPU模块1还与通信模块11相连，所述通信模块11与远程监控服务器相连。

其中，通信模块11可为无线通信模块或有线电缆。

无线通信模块可采用Wifi模块或Zigbee模块来实现。

在本实施例中，所述CPU模块1还与人机交互模块12相连。

其中，所述人机交互模块12包括触摸屏和键盘。

触摸屏可采用Eview-ET070触摸屏。

在本实施例中，所述滤波模块4为有源滤波模块。

其中，有源滤波模块的结构可采用现有结构来实现，例如RC有源滤波器。

需要说明的是，滤波模块4也可为LC滤波器。

实施例二

图2是本实用新型的中性点不接地配电网电容电流测量装置的实施例二结构示意图。

如图2所示，本实施例的中性点不接地配电网电容电流测量装置，包括：

CPU模块1，其用于产生一定频率的数字信号，并经D/A转换模块2转换成模拟恒流信号传送至信号发射及放大模块3；所述信号发射及放大模块3用于将接收到的模拟恒流信号放大后发射至电压互感器7，经电压互感器7注入配电网；及

电流信号采集模块9，其用于采集注入配电网的电流信号；及

第二电压互感器8，其与配电网相连，用于采集注入电流信号的配电网返回电压信号；及

所述电流信号采集模块9和第二电压互感器8均依次通过滤波模块4和A/D转换模块5与CPU模块1相连，由CPU模块输出1中性点不接地配电网电容电流测量值；

滤波模块4的输出端还与FPGA模块6相连，所述FPGA模块6与CPU模块1相连。

在本实施例中，CPU模块1还与云端存储模块10相连。

其中，云端存储模块10可采用RAM或其他外界存储设备，比如U盘或SD卡。

在本实施例中，所述CPU模块1还与通信模块11相连，所述通信模块11与远程监控服务器相连。

其中，通信模块11可为无线通信模块或有线电缆。

无线通信模块可采用Wifi模块或Zigbee模块来实现。

在本实施例中，所述CPU模块1还与人机交互模块12相连。

其中，所述人机交互模块12包括触摸屏和键盘。

触摸屏可采用Eview-ET070触摸屏。

在本实施例中，所述滤波模块4为有源滤波模块。

其中，有源滤波模块的结构可采用现有结构来实现，例如RC有源滤波器。

需要说明的是，滤波模块4也可为LC滤波器。

本实用新型的中性点不接地配电网电容电流测量装置的原理为：

当恒流信号经第一电压互感器开口三角侧注入配电网时，由于第一电压互感器的励磁阻抗远大于短路阻抗及配电网对地容抗，此时注入配电网电流由测量装置输出恒流信号确定。经第二电压互感器开口三角侧测得返回电压信号时，此第二电压互感器开口三角侧空载，考虑此时第二电压互感器星形侧信号电流几乎为零，励磁电压与星形侧电压相同，此时第二电压互感器内阻抗对中性点不接地配电网电容电流测量没有影响，可实现对地参数精准测量。

CPU模块根据注入配电网的电流信号及注入电流信号的配电网返回电压信号，得到中性点不接地配电网电容值，最终准确求得中性点不接地配电网电容电流值。

中性点不接地配电网电容电流测量值与实际值对比如表1所示：当注入电流固定幅值为1A，相位为0°时，被测电容值越大，实际电容电流值越高，测量精度越低。当被测电容值越大，越难以通过测量返回电压信号计算中性点不接地配电网电容电流。试验证明，本实用新型测量误差低于0.2％，满足中性点不接地配电网实际运行要求。

表1

本实用新型提供的一种中性点不接地配电网电容电流测量装置，能够准确测量出中性点不接地配电网电容电流；

本实用新型的该装置消除了电压互感器内阻抗的影响，参数测量精度高；

随调式消弧线圈在配电网正常运行时不投入运行，相当于不接地电网，因此，本实用新型的该装置同样适用于经随调式消弧线圈接地配电网。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。