一种高铁牵引网供电系统地磁感应电流监测装置和方法，所述装置安装在牵引变压器二次侧接轨中性点处，包括信号采集单元，信号处理单元，控制单元，数据分析单元、数据存储单元和存储服务器，信号采集单元分两路进行信号采集，一路包括截止频率为1Hz的低通滤波器，带阻滤波器和磁通门电流传感器，另外一路包括电压互感器和电流互感器，控制单元将信号采集结果和分析结果传输存储服务器，以供分析和查询，并能够通过报警单元发出警报。本发明专利技术能够很好地解决因高铁牵引网供电系统变压器高压侧中性点不接地而造成的监测位置安装困难的问题，以及机车冲击工作电流对GIC监测的影响，还具有抗干扰能力强，集成程度高、装置成本低等特点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种高铁牵引网供电系统地磁感应电流监测装置和方法，所述装置安装在牵引变压器二次侧接轨中性点处，包括信号采集单元，信号处理单元，控制单元，数据分析单元、数据存储单元和存储服务器，信号采集单元分两路进行信号采集，一路包括截止频率为1Hz的低通滤波器，带阻滤波器和磁通门电流传感器，另外一路包括电压互感器和电流互感器，控制单元将信号采集结果和分析结果传输存储服务器，以供分析和查询，并能够通过报警单元发出警报。本专利技术能够很好地解决因高铁牵引网供电系统变压器高压侧中性点不接地而造成的监测位置安装困难的问题，以及机车冲击工作电流对GIC监测的影响，还具有抗干扰能力强，集成程度高、装置成本低等特点。【专利说明】高铁牵引网供电系统地磁感应电流监测方法与装置
本专利技术属于高铁牵引网供电系统的监测
，特别地，提供了一种高铁牵引网供电系统地磁感应电流(GIC)的监测方法和装置，用于监测磁暴期间高铁牵引网供电系统的GIC大小。
技术介绍
随着我国的高铁电气系统和通信系统规模逐渐增大，由地磁暴引发的GIC对高铁电气系统和通信系统的影响也逐渐增大，特别是对高铁牵引变压器的影响更大，为预防地磁暴对高铁牵引网系统产生致命性危害，需对由地磁暴在高铁牵引网系统中产生的GIC进行准确测量，以进一步采取有效预防措施。由于我国还没有专门针对高铁牵引网供电系统进行GIC监测的装置，仅有针对电网地磁感应电流的监测方法与装置。而高铁牵引网供电系统区别于电网输变电系统，高铁牵引网供电系统中的牵引变压器大多采用V/ν接线方式，其高压侧中性点不接地，GIC不会流通，低压侧中性点通过铁轨接地，这使得牵引变压器二次侧绕组成为机车工作电流的流通路径，会给GIC监测带来影响。因此，对高铁牵弓I网供电系统GIC监测装置的安装位置以及GIC的监测方法进行研究成为亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高铁牵引网供电系统GIC的监测方法与装置。本专利技术根据高铁牵引网供电系统GIC的特征，提出了一种全新、可行的高铁牵引网供电系统GIC监测方法，并提供了一种多功能、高精度的高铁GIC监测装置，实现了对高铁牵引网供电系统GIC以及无功变化等的准确测量。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案:一种高铁牵引网供电系统地磁感应电流监测装置，其特征在于:包括信号采集单元，信号处理单元，控制单元，数据分析单元、数据存储单元和存储服务器。其中，所述信号采集单元受所述控制单元的控制，采集高铁牵引网供电系统中的电压和电流信号，所述信号处理单元对所采集的电压和电流信号进行信号处理，所述数据分析单元对经处理过的所述电压和电流信号进行分析，所述数据存储单元存储经处理过的电压，电流信号以及分析结果，所述控制单元还将处理过的所述电压和电流信号和所述分析结果传输至所述存储服务器，以供后台的用户进行分析和查询，所述监测装置安装在牵弓I变压器二次侧接轨中性点处。优选地，所述信号采集单元分两路进行信号采集，其中一路为地磁感应电流采集电路，依次包括截止频率为IHz的低通滤波器，带阻滤波器和磁通门电流传感器，另外一路为谐波采集电路，包括电压互感器和电流互感器。优选地，所述信号处理单元为信号调理板，所述信号调理板采用扁平16路同步采集卡。 优选地，所述控制单元为工控机，所述数据存储单元也位于工控机上。优选地，所述信号采集单元的信号通过屏蔽电缆接入信号调理板，所述工控机通过USB接口分别与所述信号调理板和所述数据分析单元连接。优选地，所述工控机通过有线或者无线的方式，将所述数据存储单元和所述数据分析单元中的数据，实时传输至所述存储服务器，所述工控机中的存储数据定期进行清除。优选地，还具有报警单元，若数据分析单元分析出地磁感应电流对牵引供电系统存在安全隐患，则控制单元可以控制报警单元发出警报。优选地，所述磁通门电流传感器具有增大的铁芯间隙。优选地，所述GIC采集电路还具有GPS模块，为GIC监测数据提供准确时标。本专利技术还公开了一种根据上述的高铁牵引网供电系统地磁感应电流监测装置进行地磁感应电流监测的方法,其特征在于:所述监测装置安装在牵引变压器二次侧接轨中性点处，采用截至频率为IHz的低通滤波器和50Hz的带阻滤波器将系统中存在的地磁感应电流和机车冲击工作电流分离，并采用磁通门电流传感器采集地磁感应电流信号，进而记录磁暴在高铁牵引网供电系统中产生的地磁感应电流。根据本专利技术的方案，本专利技术具有如下优点:1、本专利技术的监测装置安装在牵引变压器二次侧接轨中性点处，能够有效解决因高铁供电系统变压器一次侧不接地而导致的安装位置难的问题；2、本专利技术能够很好地解决滤除机车冲击电流，实现对GIC的准确监测；3、本专利技术能够有效地测量磁暴期间高铁牵引网供电系统中的GIC干扰信号，并准确分析高铁牵引网供电系统中的变压器谐波电流和无功变化；4、本专利技术的监测装置采用的磁通门电流传感器具有高精度、高稳定度、抗干扰能力强的优点，适宜用来获取高精度的监测数据，从而有效地减小了霍尔传感器等测量仪器监测所存在的测量误差；5、本专利技术能够实时的对监测数据进行存储和分析，并及时为相关部门提供预警信号;6、本专利技术能够实时将所分析得到的GIC数据传送至存储服务器，并采用存储服务器存储大量GIC数据，定期清除所述工控机存储单元中的数据，不会因工控机存储单元内数据溢出而出错，其可靠性高且便于研究人员分析数据。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的监测装置的整体示意图；图2是本专利技术的监测装置的安装位置示意图；图3是本专利技术所述监测装置的具体实施例的内部结构图。图中的附图标记所分别指代的技术特征为:10、信号采集单元；11、低通滤波器；12、带阻滤波器；13、磁通门电流传感器；14、电流互感器；15、电压互感器；16、噪音滤除单元；17、GPS ;20、信号处理单元；30、控制单元；40、数据分析单元；50、数据存储单元；60、存储服务器；70、报警单元；80、用户。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。不同于电力系统，高铁供电系统变压器一次侧(220kV)中性点不接地，且在机车通过该供电区间铁轨时会产生冲击大电流，采用电网GIC的装置安装方法与GIC采集方法已不适用于铁路系统监测GIC。因此，如何确定高铁牵引网供电系统GIC装置安装位置，以及如何分离机车冲击电流与GIC，从而实现GIC的采集与分析是解决高铁牵引网供电系统GIC监测问题的关键。参见图1、图2，分别公开了根据本专利技术的高铁牵引网供电系统GIC监测装置整体示意图，以及监测装置的安装位置示意图，所述监测装置包括信号采集单元10，信号处理单元20，控制单元30，数据分析单元40、数据存储单元50和存储服务器60，其中，所述信号采集单元10受所述控制单元30的控制，采集高铁牵弓I网供电系统中的电压和电流信号，所述信号处理单元20对所采集的电压和电流信号进行信号处理，数据分析单元40对经处理过的所述电压和电流信号进行分析，数据存储单元50存储经处理过的所述电压和电流信号，以及分析结果，然后控本文档来自技高网...
【技术保护点】
高铁牵引网供电系统地磁感应电流监测装置，其特征在于：包括信号采集单元，信号处理单元，控制单元，数据分析单元、数据存储单元和存储服务器，其中，所述信号采集单元受所述控制单元的控制，采集高铁牵引网供电系统中的电压和电流信号，所述信号处理单元对所采集的电压和电流信号进行信号处理，所述数据分析单元对经处理过的所述电压和电流信号进行分析，所述数据存储单元存储经处理过的电压，电流信号以及分析结果，所述控制单元还将处理过的所述电压和电流信号和所述分析结果传输至所述存储服务器，以供后台的用户进行分析和查询，所述监测装置安装在牵引变压器二次侧接轨中性点处。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘连光，王开让，陈艳伟，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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