一种暂态电压测量系统及方法与流程

本发明实施例涉及电力数据采集，尤其涉及一种暂态电压测量系统及方法。

背景技术：

1、在特高压变电站内，因站内设备布置紧凑、一二次设备距离近，当变压器侧隔离开关开合小的容性电流时会产生特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,vfto)，在变压器的套管处出现过电压，具有幅值高、波前时间短、频率高、多次连续脉冲等特点，会严重威胁经油气套管直接连接的变压器绕组。vfto会引起暂态壳体电压(transient enclosure voltage,tev)，导致周围gis壳体地电位升高并向外辐射电磁波，威胁人身安全、损坏二次设备绝缘并对二次回路产生电磁干扰。随着输电系统电压等级提高，电气设备的绝缘裕量越来越小，vfto的影响越来愈发显著，在特高压系统中尤为突出。

2、瞬态外壳电压tev是在gis外壳和地之间出现的陡波前过电压，它是因为阶跃电压行波在外壳介质的不连续处折射引起的。tev的峰值取决于外壳离地面的高度、外壳与接地系统的连接方式及接地系统本身。隔离开关开合母线充电电流时产生的tev峰值一般在5～50kv、波形上升时间短。

3、而现有技术中，对于暂态电压的测量存在以下的问题：通用型商用高性能高压探头仅能满足低电压下的测量需求，无法满足更高电压的测量要求；外置测量系统容易受到外部电磁干扰，测量准确度不高；测量系统的响应时间高，无法准确跟踪测量纳秒级tev波形；一般采用单个点位测量，多个测量点位的数据缺乏统一的可供比较的时间基准。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种暂态电压测量系统及方法，以解决现有的无法高效准确的跟踪测量纳秒级暂态壳体电压的波形的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明实施例提供了一种暂态电压测量系统，包括：

4、电阻分压器、第一电缆、第二电缆、屏蔽管和多通道暂态波形记录仪；

5、所述电阻分压器通过第一电缆与待测量装置电连接，并通过所述第二电缆与所述多通道暂态波形记录仪电连接；所述屏蔽管套设在所述第一电缆上。

6、可选的，还包括：

7、电磁屏蔽箱，所述电磁屏蔽箱设置在所述多通道暂态波形记录仪的外部。

8、可选的，还包括：

9、二次分压电阻，所述二次分压电阻设置在所述第二电缆上，连接于与所述电阻分压器和所述多通道暂态波形记录仪之间。

10、可选的，所述电阻分压器包括第一电阻和第二电阻；

11、所述第一电阻的第一端和所述第一电缆电连接，所述第一电阻的第二端分别和所述第二电阻和所述第二电缆电连接，所述第二电阻的第一端分别和所述第一电阻和所述第二电缆电连接，所述第二电阻的第二端接地。

12、可选的，所述第一电阻为高压臂电阻，所述第二电阻为低压臂电阻。

13、可选的，所述电阻分压器的响应时间其中，r为所述第一电阻和所述第二电阻的电阻值之和；c为所述电阻分压器的对地杂散电容；

14、所述电阻分压器的对地杂散电容其中，r为所述电阻分压器的高压端均压环半径，d为所述电阻分压器的均压环离地高度。

15、可选的，所述二次分压电阻包括：第三电阻和第四电阻；

16、所述第三电阻的第一端通过所述第二电缆与所述电阻分压器电连接，所述第三电阻的第二端通过所述第二电缆与所述第四电阻电连接；

17、所述第四电阻的第一端通过所述第二电缆分别与所述第三电阻和所述多通道暂态波形记录仪电连接，所述第四电阻的第二端接地。

18、可选的，所述电阻分压器包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的第一端和所述第一电缆电连接，所述第一电阻的第二端分别和所述第二电阻和所述第三电阻电连接，所述第二电阻的第一端分别和所述第一电阻和所述第三电阻电连接，所述第二电阻的第二端接地；

19、所述第二电阻和所述第三电阻的电阻值之和与所述第四电阻的电阻值相等。

20、可选的，所述屏蔽管的屏蔽效能不小于90db；

21、所述电磁屏蔽箱的屏蔽效能不小于90db。

22、第二方面，本发明实施例提供了一种暂态电压测量方法，应用第一方面中所述的暂态电压测量系统，包括：

23、按照预设数值对所述暂态电压测量系统的系统参数进行设置；所述系统参数包括以下至少一项：采样频率、模拟带宽、输入信号范围和测量输入通道；

24、通过多通道暂态波形记录仪获取至少一个通道的待测暂态壳体电压的暂态波形。

25、可选的，根据所述系统参数计算暂态电压测量系统的实测信号的上升时间；

26、根据所述暂态电压测量系统的实测信号的上升时间和所述至少一个通道的待测暂态壳体电压的暂态波形的上升时间，计算上升时间的误差值。

27、在本发明中，通过暂态电压测量系统中设置电阻分压器，并分析和推导所述电阻分压器的响应时间特性进行选型，提高了响应时间，满足了低电压和高电压下的测量需求，并可以进行多个测量点位的数据采集和分析，解决了现有的无法高效准确的跟踪测量纳秒级暂态壳体电压的波形的问题。

技术特征：

1.一种暂态电压测量系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的暂态电压测量系统，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的暂态电压测量系统，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1所述的暂态电压测量系统，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的暂态电压测量系统，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的暂态电压测量系统，其特征在于，

7.根据权利要求3所述的暂态电压测量系统，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的暂态电压测量系统，其特征在于，

9.根据权利要求2所述的暂态电压测量系统，其特征在于，

10.一种暂态电压测量方法，其特征在于，应用权利要求1-9中任一项所述的暂态电压测量系统，包括：

11.根据权利要求10所述的暂态电压测量方法，其特征在于，

技术总结
本发明提供一种暂态电压测量系统及方法，包括：电阻分压器、第一电缆、第二电缆、屏蔽管和多通道暂态波形记录仪；所述电阻分压器通过第一电缆与待测量装置电连接，并通过所述第二电缆与所述多通道暂态波形记录仪电连接；所述屏蔽管套设在所述第一电缆上。本发明中，通过暂态电压测量系统中设置电阻分压器，并分析和推导所述电阻分压器的响应时间特性进行选型，提高了响应时间，满足了低电压和高电压下的测量需求，并可以进行多个测量点位的数据采集和分析。

技术研发人员：周欣,韩云
受保护的技术使用者：特变电工股份有限公司新疆变压器厂
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15