[发明专利]一种电力系统电气量采集测试分析仪及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以完成电力系统内多种电气试验的暂态测量的仪器及方法，特别涉及一种多通道、不共地、高隔离、同步高速采集、可调记录时间、可调采样频率的，适用于电力系统各个电压等级的电气试验测试分析仪及方法。

背景技术

传统方法在对电气试验中各种电气量暂态部分的测量中，往往采用光线示波器、磁带机、故障录波器，以及一些测量手段先进的精密测量仪器，它们或多或少存在以下几个主要问题：不能自动启动记录、采集速度低、同步记录通道少、各通道共地、对测得的电气参数软件分析功能少或无等。本发明涉及的电力系统电气量采集测试分析仪和方法很好的解决了上述诸问题，做到了对暂态电气量进行多种工况下的测量，并能对数据进行分析处理，满足了电力系统生产实际和科研的需要。

本发明涉及的电力系统电气量采集测试分析仪和方法可以完成电力系统内各种电气试验的暂态测量，例如：过电压试验、开关投切、电抗器投切、变压器投切、高压线路投切、大扰动试验和黑启动试验以及非电气量测量等，做到了对稳态和暂态电气量进行多种工况下的测量，并能对数据进行分析处理。可以多路、同步、高速采集电气试验中各个电压和电流需要记录的暂态部分，可以适应现场各种过电压、过电流、强电磁干扰等复杂情况。解决了原有试验方法中其它测量仪器在电力系统电气试验中测量暂态量存在的多种问题，以及难以测量的参数，并可以发现电气设备在试验中存在的问题。

本发明涉及的电力系统电气量采集测试分析仪和方法进行电气试验的暂态测量，可以对试验记录进行各种事后详细分析，可以得到过电压倍数、电流涌流倍数、投切时刻电压和电流振荡频率、谐波等分析计算结果。同时在电气试验中可以方便地设置电压和电流的自动启动，可以记录大量的数据，记录次数不受限制。软件开发采用了标准的开发方法，同时采用了通用的TCP/IP通讯协议。

发明内容

本发明的目的在于针对现有电力系统电气试验暂态测量技术的不足，解决了电气试验的暂态波形记录的关键技术，提供了一种可以在各个电压等级进行电气试验暂态波形记录的方法。采用16路高速同步多通道采集、自动启动、手动启动、计算、统计和存储电气试验中需要测试设备的暂态波形，采集频率从2kHz～100kHz可调，记录时间从400毫秒到30分钟可调，充分适应电力系统各种电气试验需要的记录手段，所有通道的不共地消除了各个电气量彼此的干扰，隔离的仪器供电电源设计使电气试验中的地电位压差产生的强干扰得以克服，因此在对某些切合电气设备的电气试验不至于因为暂态电压的冲击而导致仪器的击穿。装置的软件采用嵌入式操作系统，采用标准TCP/IP通讯协议，可以实现远方控制和传输。

本发明电力系统电气量采集测试分析仪解决了过去电力系统无法进行的暂态电气量波形记录的电气试验，例如：变压器投切、电抗器和电容器投切的过电压测量等。

本发明采用的技术方案是：装置由以下部分组成：笔记本电脑、标准6U高仪器箱、电压信号处理板、电流信号处理板、公共信号背板、嵌入式工控机、4块4通道同步高速采集卡、6寸液晶显示器、交流电源隔离部分和输入端子等。

本发明装置可以同步采集16路电气量，同步采集频率可达100kHz。每一路电压模拟通道接入电压，可以从电压互感器二次侧接入，也可以由分压器低压臂接入。每一路电流模拟通道接入电流，可以从电流互感器二次侧串联接入，采用穿心式互感器保证不开路。

电压信号处理板设计成可以处理电压的暂态信号特点，解决了快速的电压暂态变化引起的过电压对信号采集卡的危害，同时解决了电力系统的强电磁干扰，准确测量了高频的过电压的电压信号。电气模拟量都采用双端输入，所有通道信号隔离不共地，克服了通道间的共地干扰。

嵌入式工控机和同步高速采集卡对处理后的信号进行采集、计算和存储，提供采集软件、控制软件、分析软件和通讯软件环境。高速同步数据采集卡可以提供16路的电气量测量。采集卡是PCI型，工控机主板采用Intel P42.0G CPU，内存1G，硬盘160G容量，采用标准TCP/IP通讯协议。采集软件、控制软件、分析软件和通讯软件等程序采用标准C语言开发。仪器整体是黑模式方式，使用RJ45网络接口通过笔记本电脑与仪器进行通讯，可以实现远程控制和数据传输。自动启动信号采用电压和电流的突变量方式启动。

降压隔离的220V交流供电系统，使装置的电源和外部供电电源电磁隔离，在避免电力系统现场供电电压偏高的同时，避免了电源的杂波干扰。