专利名称：中性点经消弧线圈接地配电网的电容测量方法及测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种中性点经消弧线圈接地配电网的电容测量方法及测量装置，更具 体的说，尤其涉及一种通过零序电流互感器检测电流和通过母线电压互感器检测电压的中 性点经消弧线圈接地配电网的电容测量方法及测量装置。
背景技术：
随着供电网络的发展，系统单相接地电容电流不断增加，中性点经消弧线圈谐振 接地方式日益普遍，为了确定消弧线圈的容量和感抗，首先需要测量电网的电容及电流情 况。现有配电网的对地电容及电容电流测量方法有直接法和间接法两种。直接法主要包括 单相金属接地法，该方法操作接线复杂，对测量人员和配电系统存在一定的安全隐患。间接 法包括中性点外加电容法、外加电压法、调谐法、变频法和电容增量法。间接测量方法比较 简单，能较准确地测量电容电流值。但测量时仍然需要对一次设备进行操作，操作复杂、准 备时间长，且对测量人员和配电系统仍存在一定的安全隐患。近年来电容检测方法取得一 些进步，但仅适用于中性点不接地的配电网系统，且电容较大时测量误差很大，对于经消弧 线圈谐振接地的配电系统进行测量时必须将消弧线圈与中性点分离，若在此期间出现间歇 性弧光接地故障，没有了消弧线圈对电网的补偿，有可能会引起全系统过电压，进而损坏设 备，破坏系统安全运行。这也违背了不操作一次设备的初衷，存在安全隐患。所以，配电部 门急需一种在不对一次设备进行操作的情况下，可以测量中性点经消弧线圈谐振接地配电 网的电容装置的出现。申请号CN99125328. 0名称为“电网对地电容电流测量仪”发明专利 申请公开了一种在电压互感器的三角侧注入变频信号，且与并联在电压互感器三角侧的电 感寻找谐振频率来最终求取电容的测量方法，但存在捕捉谐振频率困难的问题，工业现场 实现困难，同时从开口三角提取注入电压和注入电流，两通道信号存在相互影响的问题，仅 适用于中性点不接地系统。申请号CN95112504.4名称为“电网对地电容及其电容电流测 量方法”发明专利申请公开了一种向消弧线圈副圈注入变频信号，利用在电网对地电容与 消弧线圈电感L组成的并联电路中产生电流谐振，通过测一系列电压U及I，U的相位角与 谐振角频率的关系，以此测出对地电容及其电容电流。此种测量方法在测量电容之前，首先 要将消弧线圈投入的电感量计算并记录下来，并反馈给测量设备，使电容测量受消弧线圈 的档位影响，使测量过程十分繁琐。而且注入的是变频信号致对谐振频率的捕捉带来困难。 同时测量需要利用消弧线圈的两个副圈，这就无法实现对只有一个消弧线圈副圈的配电网 电容的测量。现有的电容测量装置，或提出的电容测量方法中，注入的恒频或变频信号几乎都 是通过TV向电网注入。其对于注入信号的等值电路图如附图
2所示，由于消弧线圈档位的 不确定性，消弧线圈投入电网的电感量就确定不下来，从而导致流经电网分布电容的注入 电流值无法确定，所以现有的电容测试仪都要断开消弧线圈与中性点的连接，若在此期间 出现间歇性弧光接地故障，没有了消弧线圈对电网的补偿，有可能会引起全系统过电压，进 而损坏设备，破坏系统安全运行；而且在电容测试中操作人员仍要对一次电网进行操作，对
4人身安全带来隐患。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了 一种通过零序电流互感器检测电流 和通过母线电压互感器检测电压的中性点经消弧线圈接地配电网的电容测量方法及测量
直ο本发明的中性点经消弧线圈接地配电网的电容测量方法，所述配电网上设置有均 与消弧线圈相配合的消弧线圈的副圈和零序电流互感器，所述的配电网还设置有母线电压 互感器，不妨设配电网的工频为f；，其特别之处在于所述测量方法包括以下步骤a)施加 激励源，通过消弧线圈的副圈向电网中注入频率介于&与之间的激励信号，设激励信号 的频率为f。；b)测量电流，通过对零序电流互感器输出信号的测量，得出在激励信号作用下 流经消弧线圈的电流量，设测得的电流值为测量电压，通过母线电压互感器测量出在 激励信号作用下施加在电网中的电压，设测得的电网电压为{j;d)计算对地容抗，通过以下 公式计算配电网在工频状态下的对地容抗
权利要求
一种中性点经消弧线圈接地配电网的电容测量方法，所述配电网上设置有均与消弧线圈相配合的消弧线圈的副圈(1)和零序电流互感器(2)，所述的配电网还设置有母线电压互感器(3)，不妨设配电网的工频为f0，其特征在于所述测量方法包括以下步骤a)施加激励源，通过消弧线圈的副圈(1)向电网中注入频率介于f0与2f0之间的激励信号，设激励信号的频率为fc；b)测量电流，通过对零序电流互感器(2)输出信号的测量，得出在激励信号作用下流经消弧线圈的电流量，设测得的电流值为c)测量电压，通过母线电压互感器(3)测量出在激励信号作用下施加在电网中的电压，设测得的电网电压为d)计算对地容抗，通过以下公式计算配电网在工频状态下的对地容抗 <mrow><msub> <mi>X</mi> <mi>C</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>f</mi><mi>c</mi> </msub> <msub><mi>f</mi><mn>0</mn> </msub></mfrac><mo>*</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mrow><mi>Im</mi><mo>[</mo><mfrac> <mover><mi>I</mi><mo>·</mo> </mover> <mover><mi>U</mi><mo>·</mo> </mover></mfrac><mo>]</mo> </mrow></mfrac> </mrow>其中，XC为配电网分布电容在工频状态下的对地容抗，为复数的虚部。FSA00000215614000011.tif,FSA00000215614000012.tif,FSA00000215614000014.tif,FSA00000215614000015.tif
2.根据权利要求1所述的中性点经消弧线圈接地配电网的电容测量方法，其特征在 于所述的工频为50Hz，激励信号的频率为70Hz。
3.根据权利要求1或2所述的中性点经消弧线圈接地配电网的电容测量方法，其特征 在于，所述的步骤c)之后包括一电路等效步骤，该等效电路中，配电网总的对地绝缘电阻 与配电网总的对地分布电容相并联再与消弧线圈的等值电感相串联。
4.根据权利要求1或2所述的中性点经消弧线圈接地配电网的电容测量方法，其特征
5.根据权利要求4所述的中性点经消弧线圈接地配电网的电容测量方法，其特征在 于所述步骤d)中包括对电流i和电压{j进行数字带通滤波算法和傅立叶变换算法；所述对 地电容的计算步骤中包括对数据的算法包括带通滤波算法和傅立叶变换算法。
6.一种基于权利要求1所述的电容测量方法的测量装置，包括起运算和处理作用的 CPU�？�(4)、进行信息显示的数据显示�？�(10)和与CPU�？榈氖菔涑龆讼嗔拥拇� 印输出�？�(9)，其特征在于还包括与CPU模块电气连接的用于给配电网注入信号源的信 号注入�？�(12)、母线电压采集处理�？楹土阈虻缌鞑杉砟？椋凰龅牧阈虻缌鞑杉� 处理�？榘ㄓ肓阈虻缌骰ジ衅�(8)的输出端电气连接的信号处理�？�(6)，该信号处理 �？�(6)的信号输出端与CPU模块的数据输入端电气连接。
7.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于所述的母线电压采集处理�？榘� 与母线电压互感器(5)的输出端相连接的信号处理�？�(17)、与信号处理�？�(17)电气连 接的中央处理单元(16)以及与中央处理单元电气连接的第一无线收发�？�(15)；所述的CPU�？�(4)还连接有与第一无线收发模块(15)相配合的第二无线收发�？�(16)。
8.根据权利要求6或7所述的测量装置，其特征在于所述信号处理�？�(6)与CPU模 块(4)之间设置有用于数据处理的DSP处理�？�(7)，该DSP处理�？榈氖淙牒褪涑龆朔直� 与信号处理�？榈氖涑龆撕虲PU�？榈氖淙攵说缙樱凰鲂藕糯砟？�(6)包括用于 把交流信号转化为0 2. 5V直流信号的转化模块和A/D转换�？�。
9.根据权利要求6或7所述的测量装置，其特征在于所述的信号注入�？榘ㄓ隒PU �？棰鹊氖涑龆说缙拥钠德史⑸鞯缏�、SPWM信号发生电路、与SPWM信号发生电路 电连接的IGBT驱动电路、与IGBT驱动电路的输出端相连接的IGBT电路。
10.根据权利要求9所述的测量装置，其特征在于所述的频率发生器电路中包括芯片 ICL8038，所述的SPWM信号发生电路中的PWM控制芯片为SG3525，IGBT驱动电路中的驱动 器型号为M57962L，IGBT电路中包括芯片SGW25m20。
全文摘要
本发明提供了一种中性点经消弧线圈接地配电网的电容测量方法及一种基于该方法的测量装置。所述测量方法包括以下步骤a)施加激励源，通过消弧线圈的副圈向电网中注入频率介于f0与2f0之间(设配电网的工频频率为f0)的激励信号，设激励信号的频率为fc；b)测量电流，通过对零序电流互感器输出信号的测量，得出电流量；c)测量电压，通过母线电压互感器测量出电压量；d)计算对地容抗。所述测量装置包括信号注入�？�、母线电压采集处理模块和零序电流采集处理�？椋凰龅牧阈虻缌鞑杉砟？榘ㄓ肓阈虻缌骰ジ衅鞯氖涑龆说缙拥男藕糯砟？�。本发明的测量方法，可方便、准确的进行对地容抗和电流的测量，且避免了操作人员对电网一次侧的操作。
文档编号G01R27/26GK101937024SQ201010244338
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月4日 优先权日2010年8月4日
发明者丛伟, 刘鸿, 张豪杰, 陈娟 申请人:济南奥诺数控设备有限公司
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