一种多电压监测治理柜的制作方法

1.本发明涉及电压监测治理，具体涉及一种多电压监测治理柜。


背景技术：

2.电力系统中因各种瞬态电压或暂态电压，特别是各种过电压造成的事故时有发生，是威胁大用电企业用电质量的重要因素。过电压通常包括谐振过电压和弧光过电压，谐振过电压是电力系统中一些电感、电容元器件在系统进行操作或发生故障时形成各种振荡回路，在一定的能源作用下，产生串联谐振的现象，谐振过电压将导致系统某些元器件出现严重的过电压；弧光过电压弧又称间隙性弧光接地过电压，当中性点非直接接地系统发生单相间隙性弧光接地故障时，由于不稳定的间歇性电弧多次不断的熄灭、重燃，在故障相和非故障相的电感电容回路上会引起高频振荡过电压，这种过电压是由于系统对地电容上电荷多次不断积累、重新再分配形成的，是断续瞬发的且幅值较高的过电压，对电力系统的设备危害极大。
3.由于这种瞬态电压、暂态电压是小概率事件，在现场运行条件下往往难以重复和再现，对于这类事故的分析只能根据事故现场情况进行推测、判断。由于缺乏精准记录数据，往往难以准确判断事故原因，这对于事故责任的认定，防止事故的重复发生十分不利。
4.目前，对电力系统过电压的监测，主要集成在一些智能微机监测仪中，是一种附带功能，还没有专门设备对瞬态电压进行有效监测和记录。针对目前对电压采样的常规手段，采样信号大都来自于电磁式电压互感器，电磁式电压互感器在使用时容易出现磁饱和和铁磁谐振，产生lc振荡回路，对饱和度有较高要求。同时，电磁式电压互感器的采样频率在10khz以下，由于电磁式电压互感器的铁芯响应频谱很窄，通常只有几十至几千赫兹，只能监测到工频电压，再加上过低的采样频率，无法真实准确地监测到电力系统中出现的多种瞬态电压，包括频宽较宽的高频电压、分频电压，特别是大气雷电过电压这类快波头的过电压。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种多电压监测治理柜，能够有效克服现有技术所存在的无法有效消除系统中的谐振过电压，不能对高频电压、分频电压进行真实准确监测的缺陷。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
9.一种多电压监测治理柜，包括柜体，所述柜体内部设有控制器、隔离开关、电磁式电压互感器和宽频电子式电压互感器，所述控制器在系统出现空载过电压、谐振过电压时，通过隔离开关切换宽频电子式电压互感器至工作状态，所述控制器在系统正常运行时，通过隔离开关切换电磁式电压互感器至工作状态。
10.优选地，所述电磁式电压互感器与宽频电子式电压互感器并联设置，所述控制器通过隔离开关对并联电路进行互锁控制。
11.优选地，所述柜体内部还设有用于消除弧光过电压的过电压吸收器，所述过电压吸收器采用zno非线性原件组成的组合式过电压吸收器。
12.优选地，所述控制器包括工控机系统、dsp数字处理器和fpga数据采集卡，所述fpga数据采集卡对电磁式电压互感器、宽频电子式电压互感器的采样信号进行模数转换，所述dsp数字处理器进行波形的实时采集，所述工控机系统进行波形分析与录制，并基于电磁式电压互感器提供开口三角电压的瞬时变化，以及宽频电子式电压互感器提供的三相电压信号判定故障性质。
13.优选地，所述柜体上设置有人机交互屏幕，所述控制器与人机交互屏幕之间通过标准rs485 modbus通讯规约进行数据通信。
14.优选地，所述控制器具有rs485通讯接口，并配有标准rs485modbus通讯规约，所述控制器与用户微机监控系统进行远距离数据通信。
15.(三)有益效果
16.与现有技术相比，本发明所提供的一种多电压监测治理柜，具有以下有益效果：
17.1)装置内同时配置电磁式电压互感器、宽频电子式电压互感器，两者互相配合保护，能够有效消除系统中的谐振过电压，并且装置可以与系统中的各种过电压保护器及消弧装置配合使用，优化和完善了对系统中各种过电压保护器的保护特性，提升了系统过电压的保护水平，大大减少电容电流对电磁式电压互感器的冲击，造成电磁式电压互感器烧损、熔断器熔断等问题；
18.2)装置采用工控机系统、dsp数字处理器和fpga数据采集卡组成的控制器，能够实时分析处理瞬态、暂态过电压波形，并保存、分析过电压类型，实现对工频电压、高频电压和分频电压的数字录波；
19.3)控制器不仅能够对电磁式电压互感器、宽频电子式电压互感器的采样信号进行实时监测分析，进行数字录波，同时还能够基于电磁式电压互感器提供开口三角电压的瞬时变化，以及宽频电子式电压互感器提供的三相电压信号判定故障性质，进行故障选线。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
21.图1为本发明中柜体的正面及内部结构示意图；
22.图2为本发明中的系统结构示意图。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.一种多电压监测治理柜，如图1和图2所示，包括柜体，柜体内部设有控制器1、隔离开关2、电磁式电压互感器3和宽频电子式电压互感器4，控制器1在系统出现空载过电压、谐振过电压时，通过隔离开关2切换宽频电子式电压互感器4至工作状态，控制器1在系统正常运行时，通过隔离开关2切换电磁式电压互感器3至工作状态。
25.电磁式电压互感器3与宽频电子式电压互感器4并联设置，控制器1通过隔离开关2对并联电路进行互锁控制。
26.本技术技术方案中，将电磁式电压互感器3和宽频电子式电压互感器4结合，由控制器1通过隔离开关2对电磁式电压互感器3、宽频电子式电压互感器4进行互锁控制，来回切换。本技术技术方案中，电磁式电压互感器3和宽频电子式电压互感器4也可以同时共同运行。
27.系统正常运行时，控制器1通过隔离开关2切换电磁式电压互感器3至工作状态；当系统出现空载过电压、谐振过电压时，控制器1通过通过隔离开关2切换宽频电子式电压互感器4至工作状态，利用宽频电子式电压互感器4去解决谐振过电压问题，有效避开空载过电压、谐振过电压，不会对电磁式电压互感器有较高的饱和度要求。
28.本技术技术方案中，装置内同时配置电磁式电压互感器3、宽频电子式电压互感器4，两者互相配合保护，能够有效消除系统中的谐振过电压，并且装置可以与系统中的各种过电压保护器及消弧装置配合使用，优化和完善了对系统中各种过电压保护器的保护特性，提升了系统过电压的保护水平，大大减少电容电流对电磁式电压互感器的冲击，造成电磁式电压互感器烧损、熔断器熔断等问题。
29.柜体内部还设有用于消除弧光过电压的过电压吸收器5，过电压吸收器5采用zno非线性原件组成的组合式过电压吸收器。
30.zno非线性原件组成的组合式过电压吸收器与目前其他各种过电压保护器相比，具有保护值较低，承受暂态过电压能力较高的优点，能在后续保护装置动作前，对系统出现的高幅值弧光过电压进行有效限制，主要用于限制大气雷电过电压和操作过电压。
31.由于过电压吸收器5采用低动态电阻zno阀片，因而残压值大大降低，能够很好地消除系统过电压的保护死区，加上其超强的能容，能有效钳制系统弧光过电压，并吸收系统弧光过电压发生时所产生的大量能量，具有很好的聚能、吸能作用。
32.控制器1包括工控机系统、dsp数字处理器和fpga数据采集卡，fpga数据采集卡对电磁式电压互感器3、宽频电子式电压互感器4的采样信号进行模数转换，dsp数字处理器进行波形的实时采集，工控机系统进行波形分析与录制，并基于电磁式电压互感器3提供开口三角电压的瞬时变化，以及宽频电子式电压互感器4提供的三相电压信号判定故障性质。
33.柜体上设置有人机交互屏幕，控制器1与人机交互屏幕之间通过标准rs485 modbus通讯规约进行数据通信。
34.控制器1具有rs485通讯接口，并配有标准rs485 modbus通讯规约，控制器1与用户微机监控系统进行远距离数据通信。
35.控制器1采用工控机系统、dsp数字处理器和高速fpga处理的pci数据采集卡，实时分析处理瞬态、暂态电压波形，并保存、分析过电压类型，利用电磁式电压互感器3能够对工频电压进行监测，利用宽频电子式电压互感器4能够对高频电压、分频电压进行监测，从而
实现对工频电压、高频电压和分频电压的数字录波。
36.系统正常运行时，控制器1不仅能够实时采样分析宽频电子式电压互感器4输出的电压信号，并录制多种过电压、电压畸变波形，分析多种电压质量参数，还能够实时监测电磁式电压互感器3提供的电压信号，一旦系统发生电磁式电压互感器3断线、过电压、低电压、谐振等情况，控制器1根据电磁式电压互感器3提供的电压信号，利用dsp数字处理器进行波形的实时采集，并准确判定系统故障性质，进行故障选线，显示故障类别，输出相应的开关量节点信号发出报警信息。
37.宽频电子式电压互感器4采样信号的频宽达到20mhz，而普通电磁式电压互感器3只能达到10khz，无法采集到高频电压分量。本技术技术方案中，经过控制器1的处理后，可以实时监测系统全电压。
38.本技术技术方案中，采用20mhz、4通道高速fpga处理的pci数据采集卡对宽频电子式电压互感器4的采样信号实时50ns的模数转换，确保数据不失真，保证本装置录制多种过电压、电压畸变波形。工控机采用xp操作系统，2.0g dual-core处理器，内存最大可达500g，保证装置的高速运转和波形存储，便于快速分析和调用故障波形。
39.人机交互屏幕采用8.4英寸真彩触摸屏，实现便捷操控，显示界面友好，并配备分析软件，便于用户更好了解故障类型，同时配有usb接口和rs485通讯接口，便于用户现场读取数据。
40.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。