[发明专利]一种基于宽频大量程CT的电网电压全频域监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压电网的电压监测技术领域，尤其涉及一种基于宽频大量程CT的电网电压全频域监测装置及方法。

背景技术

高压电网中有大量的电抗器、电容器以及电力电缆，这些设备具有感性或容性储能特性，感性设备投切时易出现截流、电弧复燃等现象，容性设备投切易产生涌流和重燃过电压。这些设备在投切时产生频率几十KHz的操作过电压，有时电网还会遭受频率高达1MHz的雷击过电压。这些过电压叠加到电网母线工频电压上，会造成电网母线电压幅值突变，引起高压设备绝缘击穿、局部放电甚至损毁等故障。过电压的频率集中在几十KHz～1MHz高频区域且持续时间短，以往的常规的电压电流测量方式难以监测从低频到高频的电网电压变化过程。因此有必要对电网的从50Hz～1MHz电压进行监测，为设备的故障诊断与过电压治理提供科学的技术支撑。

目前过高压电网电压的监测主要技术手段主要有三种：一是采用电压分压器安装到高压母线下分压出小信号电压进行测量；二是直接在压变、套管等容性设备的末屏接地回路串联安装检流电阻，原理相当于分压检测方式；三是采用从工频到高频不同量程的多个CT组合安装到容性设备末屏接地回路，工频CT负责测量mA级泄漏电流，高频CT负责测量过电压时的瞬态浪涌冲击电流。

以上方法均不能完全实现可靠的电网电压全频域监测。高压试验中常用分压器来获取过高压电压信号，一般采用精度高频带宽的标准电容分压器并联运行测取电。但采用分压器的监测方式，只在电网停电时临时并联到母线下，分压器不是挂网运行设备，加上电压分压器有损耗会发热、安全性差需要阻抗匹配等问题，所以只适合现场临时试验用不适合现场监测。以上的组合测量方式，需容性传感器、高频电流传感器、工频或低频电流传感器等多个分段式传感器部件，并需配合积分电路、放大电路、信号调理等复杂电路实现工频与过电压冲击波形的重构，系统复杂成本高，且会因非全频段大量程电流信号监测，易导致计算推导的电压信息失真，更不能精确计算过电压产生的相位与叠加幅值。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于宽频大量程CT的电网电压全频域监测装置及方法，旨在解决现有技术需要分压器或多个CT组合才能覆盖宽频域大量程范围信号监测的问题。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种基于宽频大量程CT的电网电压全频域监测装置，包括高压母线、倒置式电流互感器、宽频大量程CT和DSP宽频信号监测装置；其中，

倒置式电流互感器并联安装在高压母线下，倒置式电流互感器和宽频大量程CT连接，宽频大量程CT和DSP宽频信号监测装置连接；

高压母线用于传输电网电压；

倒置式电流互感器用于提供与母线电压呈线性关系的末屏接地二次回路电流；

宽频大量程CT用于测量倒置式电流互感器的末屏接地二次回路电流，并将测量到的电量信号发送到DSP宽频信号监测装置；

DSP宽频信号监测装置用于采集和处理电量信号获取DSP数据信息，并根据DSP数据信息计算电网电压。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述宽频大量程CT的中间设置有被测导线穿心孔，该CT以一次穿心方式非接触式测量50Hz～1MHz范围内1mA～100A的宽频域电流，CT的二次侧输出电量信号。

在上述任意实施例的基础上，进一步地，所述DSP宽频信号监测装置包括电量信号同步采集调理电路、ADC信号采集器件和DSP核心器件。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述ADC信号采集器件为多路100M高速ADC信号采集器件。

或者，进一步地，所述DSP核心器件为BF707DSP核心器件。

在上述任意实施例的基础上，进一步地，所述DSP宽频信号监测装置还用于根据DSP数据信息计算倒置式电流互感器的绝缘状态参数。

一种基于宽频大量程CT的电网电压全频域监测方法，包括：

电压传输步骤，高压母线传输电网电压；

电流互感步骤，倒置式电流互感器与高压母线并联，提供与母线电压呈线性关系的末屏接地二次回路电流；

CT测量步骤，宽频大量程CT测量倒置式电流互感器的末屏接地二次回路电流，并将测量到的电量信号发送到DSP宽频信号监测装置；

信号处理步骤，DSP宽频信号监测装置采集和处理电量信号获取DSP数据信息，并根据DSP数据信息计算电网电压。