专利名称：变电站谐振过电压分析系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能够实时检测电力系统的状态参数，并针对检测结果进行分
析和计算，以帮助运行人员消除谐振安全隐患的装置，具体为一种主要用于变电站的谐振 过电压分析系统。
背景技术：
谐波谐振是电力系统运行中一种较常见的现象。谐振是振荡系统中的一种周期性 或准周期性的运行状态，电路中的串、并联谐振点和谐振范围会随着系统参数和结构的改 变而变化。 随着电力系统的发展和电力电子技术的广泛应用，大量的非线性负荷特别是电弧 炉、电气化铁路、晶闸管调压及变频调整装置的运用，给电力系统注入了大量的谐波电流， 这些谐波电流与电力系统的谐振区域重叠，不仅引起过电压，同时还引起过电流。谐振过电 压的持续时间较长，甚至可以稳定存在，而且谐振过电压的这种持续性质出现的频率较高， 以至谐振过电压可以在各种电压等级的电网中产生，通常配电网中大部分的内部过电压事 故都是由谐振现象引起。 特别是当变电站进行设备更换或改变其运行方式时，其固有的谐振区域将发生改 变，若此时谐振区域包括了系统谐波源的谐振点，则系统将会产生谐波谐振，并可能造成以 下�：� 1)电力电容器的过负荷和损坏； 2)旋转设备和电力变压器的损耗增加(过热)造成容量降低； 3)电力电缆的容量降低； 4)导致长距离输电线路单相重合闸失败(延缓了电弧的熄灭时间)； 5)降低了开关的开断容量； 6)影响到避雷器的安全运行； 7)导致电压互感器的损坏。 目前尚未有专门针对各级变电站的谐波谐振分析系统，通常都是在发生变电站内 电力电容器损坏、投运失败等事故后才能进行事故分析。
实用新型内容针对现有技术中的上述不足，本实用新型的目的在于解决变电站电力系统中的谐 波谐振在事故发生前无法有效检测和诊断的问题，并提供一种能够对变电站中的谐振进行 实时检测、计算分析和区域定位的谐振过电压分析系统。 本实用新型的技术方案变电站谐振过电压分析系统，包括电压电流检测�？楹� 数据分析�？椋缪沟缌骷觳饽？槟诘男藕挪杉缏妨拥脚涞缤罚缪沟缌骷觳饽？� 的输出连接数据分析�？榈氖淙耄莘治瞿？榈氖涑龆送ü诹拥较允酒粒龅� 压电流检测�？楹褪莘治瞿？榈目刂贫司氲缭纯叵嗔籟0015] 所述电压电流检测�？槭且訟TT7022C芯片为核心的电流电压三相电源系统的典 型电压电流连接方式； 所述数据分析�？槭腔贒SP核心处理器，并通过与DSP处理器串口相连的通信 芯片与显示屏实现异步通信。 本实用新型用于变电站谐振过电压和过电流的分析、判断和定位，可在线实时采
集电力系统的电压和电流信号，并通过对数据进行分析和计算，能够在液晶屏幕上显示系
统的串、并联谐振范围，其分析结果科学准确，方便变电站运行人员在变电站设备更换或运
行方式改变后对系统的谐振情况进行计算，为变电站运行人员查找系统潜在谐波源、更换
变电站设备、消除谐振安全隐患提供了科学、准确的依据。 相对于现有技术，本实用新型具有以下优点 1、通过设置电流电压检测�？楹褪莘治瞿？椋芄桓荼涞缯镜木咛迩榭龆员� 电站的串联谐振、并联谐振均进行快速检测和分析计算，其计算的结果详细全面，方便运行 人员找出系统潜在的谐波源，并采取措施，对安全隐患予以消除； 2、采用ATT7022C芯片为核心的电流电压三相电源系统的典型电压电流连接方 式，其运算能力强大、测量精度高；在DSP芯片上连接有6M晶体振荡器及振荡电容，抗干扰 能力强，具有较好的可靠性，利用快速傅立叶算法(FFT)可准确快速的计算出系统谐波； 3、在数据分析�？橹兄皇褂昧艘桓鯠SP芯片，使整个装置的体积较�。奖悴僮� 人员携带，而且成本也相对较低； 4、不受变电站电压等级、运行方式的限制，对各级变电站在各种运行方式下系统 可能产生的串、并联谐振均能进行计算分析。
图1为本实用新型的原理方框图； 图2为本实用新型的电压电流检测�？榈囊恢�具体实施方式
电路图； 图3为本实用新型的数据分析模块的一种具体实施方式
电路图； 图4为本实用新型的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。 如图1所示，本实用新型的变电站谐振过电压分析系统，包括电压电流检测�？�1 和数据分析�？�2，电压电流检测�？�1内的信号采集电路连接到配电网路，电压电流检测 �？�1的输出连接数据分析�？�2的输入，数据分析�？�2的输出端通过串口连接到显示 屏4，所述电压电流检测�？�1和数据分析�？�2的控制端均与电源开关3相连。 参见图2，所述电压电流检测模块1是采用以ATT7022C芯片为核心的电流电压三 相电源系统的典型电压电流连接方式。其通过在配电网路上串、并联适当阻值的分压和分 流电阻器，对从电阻器上采样的电压信号进行滤波，图中对称的阻容滤波器更有助于减小 电磁干扰，最后得到符合要求的电压信号。由于所采用的ATT7022C芯片的连接方式为现有 技术的通用手段，在此不详述。 参见图3，所述数据分析�？�2是基于DSP为核心处理器，并通过与DSP处理器串口相连的通信芯片与显示屏4实现异步通信。 参见图3，所述数据分析�？�2采用TMS320LF2407芯片的DSP处理器，其具有运算 能力强、容量大、精度高的优点，而且采用快速傅立叶算法(FFT)计算简单、速度快；在DSP 处理器的XTAL1端连接有抗干扰能力强的6M晶体振荡器和振荡电容，在DSP处理器的I/O 端连接有由CY7C1021芯片构成的外部存储器。DSP处理器的TXD和RXD端口连接由MAX202 通信芯片或MAX485通信芯片及其周边电路组成的通信电路，DSP处理器通过所述通信电路 与显示屏4实现双向异步通信。 本实用新型的DSP处理器及其运算放大器电路采用+3.3V及士12V开关电源供 电。 参见图4，为本实用新型的分析系统工作流程，先对系统内部芯片初始化，通过液 晶显示屏4操作并显示检测分析的结果。在显示屏上设置有选择按键，当刚启动时无输入 信号，可通过按键开启电压电流检测�？�1和数据分析�？�2 ;当有输入信号时，可通过按 键选择在液晶屏幕上实时显示各种参数的计算结果。其显示结果是根据检测�？榇淼贸� 的实际每相电压和电流值，并由数据分析�？榧扑愕玫奖涞缯镜南低车戎挡问霾问� 包括1)变电站电压等级；2)变电站在目前运行方式下的等效电抗；3)电容器组参数；4) 采用快速傅立叶算法(FFT)计算出的系统谐波。同时DSP处理器进行谐振过电压分析计 算，利用以上参数进行系统串、并联谐振范围的计算，并将计算结果与快速傅里叶算法计算 所得系统谐波进行比较分析，最后将采样数据和分析结果存入DSP处理器的EEPROM外部储 存器。 本实用新型不受变电站电压等级、运行方式的限制，对各级变电站在各种运行方 式下系统可能产生的串、并联谐振均能进行计算分析。 最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术 方案，尽管申请人参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员 应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的 宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求变电站谐振过电压分析系统，其特征在于，包括电压电流检测模块(1)和数据分析�？�(2)，电压电流检测�？�(1)内的信号采集电路连接到配电网路，电压电流检测�？�(1)的输出连接数据分析�？�(2)的输入，数据分析�？�(2)的输出端通过串口连接到显示屏(4)，所述电压电流检测�？�(1)和数据分析模块(2)的控制端均与电源开关(3)相连；所述电压电流检测�？�(1)是以ATT7022C芯片为核心的电流电压三相电源系统的典型电压电流连接方式；所述数据分析�？�(2)是基于DSP核心处理器，并通过与DSP处理器串口相连的通信芯片与显示屏(4)实现异步通信。
2. 根据权利要求1所述的变电站谐振过电压分析系统，其特征在于，所述数据分析模 块(2)采用TMS320LF2407芯片的DSP处理器，在DSP处理器的XTAL1端连接有6M晶体振 荡器和振荡电容。
3. 根据权利要求1或2所述的变电站谐振过电压分析系统，其特征在于，所述DSP处理 器的1/0端连接有由CY7C1021芯片构成的外部存储器。
专利摘要本实用新型的变电站谐振过电压分析系统，能够对变电站的串、并联谐振进行快速检测和分析计算，其计算结果详细全面，方便运行人员找出系统潜在的谐波源，并采取措施，消除安全隐患。其包括电压电流检测�？楹褪莘治瞿？椋缪沟缌骷觳饽？槟诘男藕挪杉缏妨拥脚涞缤罚缪沟缌骷觳饽？榈氖涑隽邮莘治瞿？榈氖淙耄莘治瞿？榈氖涑龆送ü诹拥较允酒粒龅缪沟缌骷觳饽？楹褪莘治瞿？榈目刂贫司氲缭纯叵嗔�。本系统运算能力强大、测量精度高；利用快速傅立叶算法可准确快速的计算出系统谐波；抗干扰能力强，可靠性好，体积较�。奖阈愿骷侗涞缯驹诟髦衷诵蟹绞较孪低晨赡懿拇�、并联谐振均能进行计算分析。
文档编号G01R23/16GK201548607SQ20092020701
公开日2010年8月11日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者周念成, 王小川, 项维, 黄虎 申请人:重庆市电力公司南岸供电局
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