一种电容电流测试方法及装置与流程

1.本发明涉及电力系统电容电流测量领域，特别涉及一种电容电流测试方法。


背景技术：

2.目前配电网电容电流测量的方法主要是采用电容电流测试仪从pt柜的开口三角或从主变(或站用变)的中性点外加pt进行测量。从开口三角处测量除涉及到其他班组的配合、处理pt一次和二次消谐电阻等工作，更重要的是必需退出系统中的消弧线圈，试验过程时间较长，工作效率低；试验班组更多采用从主变(或站用变)的中性点外加pt进行测量。测量时，将pt的二次侧与测试仪的输出端连接，pt的一次侧一端接地，另一端通过一根绝缘操作杆将测试线引到中性点后进行测量，在测量前也必需要将消弧线圈退出运行，对系统的稳定运行存在一定的隐患。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供了一种电容电流测试方法及装置，以至少解决相关技术中电容电流测量需要将消弧线圈退出运行，对系统的稳定运行存在一定的隐患的技术问题。
4.根据本发明实施例的一方面，提供了一种电容电流测试方法，包括：
5.在安装有消弧线圈的电力系统中，消弧线圈正常运行的情况下，在消弧线圈的接地引下线处注入一个变频电流，监测消弧线圈的接地引下线处返回的变频电流；
6.改变所述变频电流的频率和电流，直至检测到的电力系统的回路呈谐振状态时，停止测量，记录此时的频率为谐振频率；
7.根据所述谐振频率和已知的消弧线圈的电感计算电容电流。
8.可选地，变频电流的起始频率为频率55hz。
9.可选地，改变所述变频电流的频率包括：
10.首先，设定一个起始频率，设定第一频率为步进递减量进行初次扫描测量，找到一个第一范围；
11.再以比第一频率小的第二频率为步进递减量在所述第一范围内扫频，进一步缩小范围，得到第二范围；
12.重复上述步骤，直至找到的谐振频率为小数点后两位的频率。
13.可选地，根据所述谐振频率和已知的消弧线圈的电感计算电容电流，包括：
14.计算三相对地电容c，计算公式为：
[0015][0016]
上式中，f为谐振频率，l为消弧线圈运行档位的电感；
[0017]
通过电容电流公式电容电流i，所述电容电流计算公式为：
[0018][0019]
上式中，u
l
为电力系统电压，ω＝2πf。
[0020]
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电容电流测试装置，包括：
[0021]
变频控制及测量装置，用于控制升流和变频自动控制，扫描收到的电流的频率，并对频率和电流进行记录；
[0022]
升流器，用于对消弧线圈注入变频电流，且根据所述变频控制及测量装置控制对所述电流进行升流；和
[0023]
电流互感器，用于实时测量注入电流后的实时电流，反馈至所述变频控制及测量装置。
[0024]
可选地，所述变频控制及测量装置包括：
[0025]
电流检测模块，用于对电流互感器检测到的电流进行滤波、放大以及电平抬升，再进行a/d转换为数字信号，送至主控模块；
[0026]
主控模块，用于存储所述数字信号，根据所述起始频率按设定频率发出频率或电流改变的输出信号，并对所述电流检测模块传送的电流信号进行分析；和
[0027]
功率变频模块，用于将所述电流输出信号进行d/a转换为模拟信号，并对所述模拟信号进行前级放大、功率放大后得到变频的电流，并输出至所述升流器。
[0028]
可选地，所述升流器和电流互感器从消弧线圈接地引下线处输入电流或获取电流，所述升流器和电流互感器与电力系统之间有磁的耦合联系。
[0029]
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电容电流测试系统，包括：
[0030]
电容电流测试装置，用于在安装有消弧线圈的电力系统中，消弧线圈正常运行的情况下，在消弧线圈的接地引下线处注入一个变频电流，监测消弧线圈的接地引下线处返回的变频电流；
[0031]
频率和电流控制模块，用于改变所述变频电流的频率和电流，直至检测到的电力系统的回路呈谐振状态时，停止测量，记录此时的频率为谐振频率；及
[0032]
电容电流计算模块，用于根据所述谐振频率和已知的消弧线圈的电感计算电容电流。
[0033]
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项所述的电容电流测试方法。
[0034]
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述任意一项所述的电容电流测试方法。
[0035]
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0036]
本发明实施例中，该方法在安装有消弧线圈的电力系统中，消弧线圈正常运行的情况下，在消弧线圈的接地引下线处注入一个变频电流，监测消弧线圈的接地引下线处返回的变频电流；改变所述变频电流的频率和电流，直至检测到的电力系统的回路呈谐振状态时，停止测量，记录此时的频率为谐振频率；根据所述谐振频率和已知的消弧线圈的电感计算电容电流。本发明适用于安装有消弧线圈的系统进行电容电流的测量，能够实现测量配电网电容电流不需要将消弧线圈退出运行，减少测量时影响电力系统运行的稳定性。
附图说明
[0037]
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图
作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]
图1是根据本发明实施例的一种电容电流测试方法的流程图；
[0039]
图2是根据本发明实施例的安装有消弧线圈的电力系统对应的简化电路；
[0040]
图3是根据本发明实施例的电容电流测试装置的示意图；
[0041]
图4是根据本发明实施例的变频控制及测量装置的示意图；
[0042]
图5是根据本发明实施例的功率放大模块的电路图。
具体实施方式
[0043]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0044]
为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
[0045]
需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0046]
实施例1
[0047]
根据本发明实施例，提供了一种电容电流测试方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0048]
按规程规定，配网安装消弧线圈进行补偿时，不采用完全补偿，而是采用过补偿方式，且补偿后的残余电流不宜超过10a。
[0049]
设消弧线圈当前补偿档位电感为l，则补偿电流：
[0050]il
＝u
φ
/x
l
[0051]
x
l
＝ωl＝2πfl
[0052]
其中，ω＝2πf，f＝50hz
[0053]
设配网线路三相对地电容之和等于c，则该配网电容电流为：
[0054]
ic＝ωcu
φ
＝xcu
φ
[0055]
xc＝ωc
[0056]
其中，ω＝2πf，f＝50hz
[0057]
由于是过补偿，i
l
》ic，x
l
《1/xc,2πfl《1/2πfc。
[0058]
如图1是根据本发明实施例的一种电容电流测试方法的流程图，如图1所示，电容
电流测试方法包括如下步骤：
[0059]
步骤s10、在安装有消弧线圈的电力系统中，消弧线圈正常运行的情况下，在消弧线圈的接地引下线处注入一个变频电流，监测消弧线圈的接地引下线处返回的变频电流。
[0060]
作为一种可选的实施例，图2是根据本发明实施例的安装有消弧线圈的电力系统对应的简化电路，如图2所示，变频控制及测量装置通过升流器注入一个变频电流i，此变频电流在消弧线圈l和三相对地电容c形成的零序回路中流通。
[0061]
步骤s20、改变所述变频电流的频率和电流i，直至检测到的电力系统的回路呈谐振状态时，停止测量，记录此时的频率为谐振频率；
[0062]
作为一种可选的实施例，回路呈谐振状态，即回路呈阻性，主要是消弧线圈的阻尼电阻及导体电阻，谐振状态为串联谐振时，电容电流测试装置在频率范围内测量到的回路电流最大。
[0063]
作为一种可选的实施例，变频电流的起始频率为工频频率。理论计算表明，过补偿的感性电流为分别为1.03、1.05、1.08、1.1倍电容电流时谐振频率分别为50.74、51.23、51.96、52.44hz。此谐振频率在50-60hz之间，称为类工频。由于谐振频率接近工频，消弧线圈的电感量可以直接用工频的档位值代入计算，误差不超过3％。而谐振频率的测量误差在总体控制在1-2％，这样，三相对地容及由此计算的电容电流误差可控制在5％以内。
[0064]
作为一种可选的实施例，改变所述变频电流的频率包括：
[0065]
首先，设定一个起始频率，设定第一频率为步进递减量进行初次扫描测量，找到一个第一范围；
[0066]
再以比第一频率小的第二频率为步进递减量在所述第一范围内扫频，进一步缩小范围，得到第二范围；
[0067]
重复上述步骤，直至找到的谐振频率为小数点后两位的频率。
[0068]
具体的，给定一个起始频率(默认为55hz为起始频率)，设定0.5hz为步进递减量进行初次扫描测量，通常设定升流器的升流为5a，装置通过智能程序控制，找到一个大致范围后，再以0.1hz为步进量在之前的范围内扫频，进一步缩小范围，再以更小的0.05hz、0.01hz为递减量在之前缩小的范围内扫频。最后找到的谐振频率为小数点后两位，保证较高的频率测量精度。
[0069]
步骤s30、根据所述谐振频率和已知的消弧线圈的电感计算电容电流。
[0070]
作为一种可选的实施例，根据所述谐振频率和已知的消弧线圈的电感计算电容电流，包括：
[0071]
计算三相对地电容c，计算公式为：
[0072][0073]
上式中，f为谐振频率，l为消弧线圈运行档位的电感；
[0074]
通过电容电流公式电容电流i，所述电容电流计算公式为：
[0075][0076]
上式中，u
l
为电力系统电压，ω＝2πf，，f＝50hz。
[0077]
实施例2
[0078]
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电容电流测试装置，图3是根据本发
明实施例的强电容电流测试装置的示意图，如图3所示，强电容电流测试装置包括：变频控制及测量装置、升流器和电流互感器，
[0079]
变频控制及测量装置，用于控制升流和变频自动控制，扫描收到的电流的频率，并对频率和电流进行记录；
[0080]
升流器，用于对消弧线圈注入变频电流，且根据所述变频控制及测量装置控制对所述电流进行升流；
[0081]
电流互感器，用于实时测量注入电流后的实时电流，反馈至所述变频控制及测量装置。
[0082]
作为一种可选的实施例，升流器从消弧线圈接地引下线处连接。升流器和电流互感器与电力系统之间有磁的耦合联系。
[0083]
具体的，升流器采用钳形升流器，钳形升流器从消弧线圈接地引下线处钳入。其中，钳形升流器钳口直径110mm，采用铁芯线圈，升流范围在0-5a。
[0084]
作为一种可选的实施例，电流互感器从消弧线圈接地引下线处连接。
[0085]
具体的，电流互感器采用钳表电流互感器，用于钳表电流互感器用于变频电流的测量。其中，钳形电流互感器钳口直径110mm，采用铁芯线圈。
[0086]
作为一种可选的实施例，图4是根据本发明实施例的变频控制及测量装置的示意图，如图4所示，变频控制及测量装置包括：电流检测模块，主控模块和功率变频模块，
[0087]
电流检测模块用于对钳形电流互感器检测到的电流进行滤波、放大以及电平抬升，再进行a/d转换为数字信号，送至主控模块；
[0088]
主控模块用于存储所述数字信号，根据所述起始频率按设定频率发出频率或电流改变的输出信号，并对来自电流检测模块传送的电流信号进行分析；
[0089]
功率变频模块用于将所述电流输出信号进行d/a转换为模拟信号，并根据电流检测模块的要求对所述模拟信号进行前级放大、功率放大后得到变频的电流，并输出至钳形升流器。
[0090]
此外，变频控制及测量装置能自动完成频率的扫描测量，无需人工调节。
[0091]
具体的，变频控制及测量装置输出电压的频率控制范围是40.00～60.00hz，输出电压0～50v。
[0092]
继续参考图4，电流检测模块包括：滤波模块、信号放大模块、电平抬升模块以及a/d转换模块，
[0093]
滤波模块用于对电流互感器检测到的电流进行滤波；
[0094]
信号放大模块用于对滤波后的电流进行放大；
[0095]
电平抬升模块用于对放大后电流进行电平抬升；
[0096]
a/d转换模块用于将处理得到的模拟信号转为主控模块能够处理的数字信号。
[0097]
进一步参考图4，主控模块采用dsp。
[0098]
再进一步参考图4，功率变频模块包括：d/a转换模块，前级放大模块和功率放大模块，
[0099]
d/a转换模块用于将主控模块的电流输出数字信号进行d/a转换为模拟信号；
[0100]
前级放大模块用于对d/a转换来的模拟信号进行前级放大；
[0101]
功率放大模块用于对前级放大后的型号进行功率放大，得到变频的电流，并输出
至钳形升流器，具体的，图5是根据本发明实施例的功率放大模块的电路图功率放大模块，来自前级放大的变频交流信号u(f)，通过并联对管q1q6和q3q7进行功率放大后，由outa-outb输出到钳形升流器，由升流器进行升流，将变频的电流信号注入lc回路。
[0102]
作为一种可选的实施例，电容电流测试装置还包括：显示液晶和按键，显示屏与主控模块连接，用于显示输出和检测的频率和电流，按键与主控模块连接，对频率和电流进行调控。
[0103]
实施例3
[0104]
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电容电流测试系统，一种电容电流测试系统，包括：电容电流测试装置、频率和电流控制模块及电容电流计算模块，
[0105]
电容电流测试装置，用于在安装有消弧线圈的电力系统中，消弧线圈正常运行的情况下，在消弧线圈的接地引下线处注入一个变频电流，监测消弧线圈的接地引下线处返回的变频电流；
[0106]
频率和电流控制模块，用于改变所述变频电流的频率和电流，直至检测到的电力系统的回路呈谐振状态时，停止测量，记录此时的频率为谐振频率；及
[0107]
电容电流计算模块，用于根据所述谐振频率和已知的消弧线圈的电感计算电容电流。
[0108]
本发明不局限于以上的具体实施方式，以上仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0109]
实施例4，根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述中任意一项的电容电流测试方法。
[0110]
可选地，在本实施例中，上述计算机可读存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中，上述计算机可读存储介质包括存储的程序。
[0111]
可选地，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行以下功能：
[0112]
在安装有消弧线圈的电力系统中，消弧线圈正常运行的情况下，在消弧线圈的接地引下线处注入一个变频电流，监测消弧线圈的接地引下线处返回的电流；改变所述变频电流的频率和电流，直至检测到的电力系统的回路呈谐振状态时，停止测量，记录此时的频率为谐振频率；根据所述谐振频率和已知的消弧线圈的电感计算电容电流。
[0113]
实施例5
[0114]
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，该处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述中任意一项的电容电流测试方法。
[0115]
本发明实施例提供了一种设备，该设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现电容电流测试方法的步骤。
[0116]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0117]
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0118]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的
方式实现。其中，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接可以是电性或其它的形式。
[0119]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0120]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0121]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom,read-0nlymemory)、随机存取存储器(ram,randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0122]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。