一种谐振接地配电网电容电流检测系统的制作方法

1.本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种谐振接地配电网电容电流检测系统。


背景技术：

2.电力系统中性点的运行方式是很复杂的问题，它不仅与电压等级有关，还与系统接线、接地保护方式等方面都有着密切的联系。一般电压在35kv及其以下的电力系统中，我国普遍采用中性点不接地或小电流接地方式。目前，配电网电容电流测量方法主要采用信号注入法，但该方法存在一些问题，比如注入频率的容量大小选择、注入的频率没有考虑到电磁式互感器的传变特性等问题。
3.本发明提出一种谐振接地配电网电容电流检测系统，分别向消弧线圈副边注入20hz和120hz的电流信号，降低电流传感器和电压传感器的工作误差，直接采用接地变压器低压侧安装的电流传感器直接采集从所述消弧线圈副边注入的电流信号感应到原边的电流相量避免了信号从消弧线圈副边注入后感应到配电网一次侧时在励磁支路上产生的分流，提高信息采集的准确性。


技术实现要素：

4.本发明提供一种谐振接地配电网电容电流检测系统，能够准确计算出电容电流信号，为配电网接地故障检测提供信息基础。
5.本发明具体为一种谐振接地配电网电容电流检测系统，所述配电网电容电流检测系统包括电流信号注入单元、信号采集单元、信号调理单元、控制处理单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述电流信号注入单元与消弧线圈、所述控制处理单元相连接，所述信号采集单元与所述信号调理单元、所述控制处理单元顺序连接，所述控制处理单元还分别与所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述配电网电容电流检测系统通过向所述消弧线圈注入电流信号，再采集相关信号，计算出所述电容电流，进而判断所述配电网是否发生接地故障。
6.所述电流信号注入单元从所述消弧线圈副边注入两个特定频率的电流信号，分别为1a、20hz的电流信号和1a、120hz的电流信号。
7.所述信号采集单元利用接地变压器低压侧安装的电流传感器直接采集从所述消弧线圈副边注入的电流信号感应到原边的电流相量；采用电压传感器采集注入所述特定频率的电流信号的反馈电压值。
8.所述信号调理单元包括电流/电压转换模块、滤波模块、放大模块，所述电流/电压转换模块采用电流/电压转换将所述电流传感器采集的电流信号转换为电压信号输出；所述滤波模块包括工频陷波滤波器和带通滤波器，通过所述工频陷波滤波器滤除50hz工频干扰信号，所述带通滤波器仅允许20hz和120hz频率的信号通过；所述放大模块采用放大电路将输入的信号进行放大处理。
9.所述控制处理单元采用微处理器对所述配电网电容电流检测系统进行信息分析和整体控制，根据所述信号采集单元采集的电流信号和电压信号计算出所述电容电流信号：k1为所述电流传感器变比，k2为所述电压传感器变比，i1为注入20hz电流信号时所述电流传感器采集的电流，u
δ1
为注入20hz电流信号时所述电压互感器开口三角形测得的电压，i2为注入120hz电流信号时所述电流传感器采集的电流，u
δ2
为注入120hz电流信号时所述电压互感器开口三角形测得的电压，ω1＝2π*20，ω2＝2π*120，l为线路零序电感值，c为所述电容电流信号；
10.判断所述电容电流信号是否大于电容电流参考值，若是，控制所述报警单元发出报警，所述显示单元显示接地故障和所述电容电流信号，并控制所述通信单元将故障信息及时上传至远程监控中心。
11.所述显示单元采用lcd显示屏对所述配电网电容电流检测系统的检测信息进行显示；所述报警单元采用声光报警器；所述通信单元采用gprs无线通信技术对所述配电网电容电流检测系统进行远程控制和参数设置，将检测信息上传至所述远程监控中心。
12.与现有技术相比，有益效果是：所述配电网电容电流检测系统分别向消弧线圈副边注入20hz和120hz的电流信号，降低电流传感器和电压传感器的工作误差，直接采用接地变压器低压侧安装的电流传感器直接采集从所述消弧线圈副边注入的电流信号感应到原边的电流相量避免了信号从消弧线圈副边注入后感应到配电网一次侧时在励磁支路上产生的分流，提高信息采集的准确性；根据采集的数据进一步计算出所述电容电流信号，进而准确判断配电网是否发生接地故障。
附图说明
13.图1为本发明一种谐振接地配电网电容电流检测系统的结构示意图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本发明一种谐振接地配电网电容电流检测系统的具体实施方式做详细阐述。
15.如图1所示，本发明的配电网电容电流检测系统包括电流信号注入单元、信号采集单元、信号调理单元、控制处理单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述电流信号注入单元与消弧线圈、所述控制处理单元相连接，所述信号采集单元与所述信号调理单元、所述控制处理单元顺序连接，所述控制处理单元还分别与所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述配电网电容电流检测系统通过向所述消弧线圈注入电流信号，再采集相关信号，计算出所述电容电流，进而判断所述配电网是否发生接地故障。
16.所述电流信号注入单元从所述消弧线圈副边注入两个特定频率的电流信号。
17.所述信号采集单元利用接地变压器低压侧安装的电流传感器直接采集从所述消弧线圈副边注入的电流信号感应到原边的电流相量，从而直接避免了信号从消弧线圈副边注入后感应到配电网一次侧时在励磁支路上产生的分流；采用电压传感器采集注入所述特
定频率的电流信号的反馈电压值。
18.目前的电力系统中互感器主要由电磁式传感器构成，电磁式互感器的铁芯的工作区间分为线性区和非线性区，当其工作在非线性区时铁芯很容易饱和，从而直接导致传感器传变特性下降，传感器二次侧所接的测量仪表获取的数据无法精确地体现电网一次侧的运行情况，为了满足电流传感器和电压传感器信号采集的准确性，所述特定频率的电流信号分别为1a、20hz的电流信号和1a、120hz的电流信号。
19.所述信号调理单元包括电流/电压转换模块、滤波模块、放大模块，所述电流/电压转换模块采用电流/电压转换将所述电流传感器采集的电流信号转换为电压信号输出；所述滤波模块包括工频陷波滤波器和带通滤波器，通过所述工频陷波滤波器滤除50hz工频干扰信号，所述带通滤波器仅允许20hz和120hz频率的信号通过；所述放大模块采用放大电路将输入的信号进行放大处理。
20.所述控制处理单元采用微处理器对所述配电网电容电流检测系统进行信息分析和整体控制，根据所述信号采集单元采集的电流信号和电压信号计算出所述电容电流信号：k1为所述电流传感器变比，k2为所述电压传感器变比，i1为注入20hz电流信号时所述电流传感器采集的电流，u
δ1
为注入20hz电流信号时所述电压互感器开口三角形测得的电压，i2为注入120hz电流信号时所述电流传感器采集的电流，u
δ2
为注入120hz电流信号时所述电压互感器开口三角形测得的电压，ω1＝2π*20，ω2＝2π*120，l为线路零序电感值，c为所述电容电流信号；
21.判断所述电容电流信号是否大于电容电流参考值，若是，控制所述报警单元发出报警，所述显示单元显示接地故障和所述电容电流信号，并控制所述通信单元将故障信息及时上传至远程监控中心。
22.所述显示单元采用lcd显示屏对所述配电网电容电流检测系统的检测信息进行显示；所述报警单元采用声光报警器；所述通信单元采用gprs无线通信技术对所述配电网电容电流检测系统进行远程控制和参数设置，将检测信息上传至所述远程监控中心。
23.最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。