[发明专利]一种电力系统过电压无线测量系统及测量方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种电力系统过电压无线测量系统及测量方法，属于电力技术领域。

背景技术

随着输电线路电压等级的提高，过电压严重威胁着电力系统输变电设备的安全稳定运行。通过准确测量系统的过电压值，可分析输变电设备的绝缘工作状况，预测输变电设备的绝缘安全裕度与薄弱点，确定可能发生问题的故障点。在输变电设备投运过程中，通过测量系统的过电压值，还可为事故溯源提供重要参考。

电力系统过电压包括两大类，即外部过电压与内部过电压。外部过电压持续时间短，波头是微秒数量级（通常为100us左右）；内部过电压持续时间长，频率低，一般小于20kHz。过电压测量方式也可分为两类，即外部过电压测量与内部过电压测量，两者在测量方式上存在很大差别。外部过电压测量系统对分压器的频率响应、数据采样率要求高，对于高电压等级设备，外部过电压的分压技术存在较大困难，目前其测量主要集中在10kV电压等级。针对内部过电压，当系统电压等级较低时，通常采用电磁式电压互感器进行分压测量。当系统电压等级较高时，例如500 kV及以上的输变电设备，通常采用CT末屏或带谐波测试功能的CVT分压进行测量。

过电压测量系统通常包括分压系统、光电转换系统、录波仪等。为保证测量过程中人身安全，并方便给相关仪器设备进行供电，过电压测量过程中，通常将除分压系统以外的测量仪器布置于室内，通过电缆将现场分压系统信号与室内光电转换系统和录波仪相连。上述方案使得过电压测量过程异常繁琐，针对部分大型变电站，电缆长度甚至可达一百米，测量现场工作强度大，工作效率低。此外，由于变电站复杂的电磁环境影响，在电缆中还可能感应出较高的电压，影响测量系统弱电设备乃至测量人员人身的安全。

综上所述，目前已有的过电压测量方法不是太理想，必须进行必要的改进和设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力系统过电压无线测量方法。该方法可大大减小过电压测量现场的工作强度与工作效率，同时保证测量过程中输变电设备、测量仪器与测量人员人身的安全。

本发明采用如下技术方案：

一种电力系统过电压无线测量系统，其特征是，在变电站现场分压器处，设置一采集电压信号的数据采集模块，数据采集模块由供电模块进行供电；

变电站现场还设置一无线通信发射模块，无线通信发射模块通过POE网线与数据采集模块相连，无线通信发射模块利用POE网线进行供电；

无线通信接收模块安装于室内，接收变电站现场无线通信发射模块发射过来的电压信号，无线通信接收模块通过POE网线与计算机相连，将接收的测量数据上传至计算机； 

由计算机上采用C++ Builder 方式构建的数据管理软件系统对测量信号进行实时记录、显示与统计分析；

所述无线通信模块利用与计算机相连接的POE网线进行供电。

所述数据采集模块包括数据采样电路、将数据采样电路采集的模拟信号转换为数据信号的A/D转换器、接收A/D转换器输出数据的数据处理器和供电模块。

所述数据处理器采用单片机或ARM芯片。

供电模块采用锂电池方式进行供电，由电源管理芯片控制锂电池向数据处理器供电。

无线通信接收模块和无线通信发射模块之间无线通信的通信频段选择在5.8GHz 频段。

一种电力系统过电压无线测量方法，其特征是，在变电站现场分压器处，设置一采集电压信号的数据采集模块，数据采集模块由供电模块进行供电；

变电站现场还设置一无线通信发射模块，无线通信发射模块通过POE网线与数据采集模块相连，无线通信发射模块利用POE网线进行供电；

无线通信接收模块安装于室内，接收变电站现场无线通信发射模块发射过来的电压信号，无线通信接收模块通过POE网线与计算机相连，将接收的测量数据上传至计算机； 

由计算机上采用C++ Builder 方式构建的数据管理软件系统对测量信号进行实时记录、显示与统计分析；

所述无线通信模块利用与计算机相连接的POE网线进行供电。

无线通信接收模块和无线通信发射模块之间无线通信的通信频段选择在5.8GHz 频段。