用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置及其测量方法制造方法及图纸

用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置及其测量方法，包括：交流端电压信号采样支路、交流端电流信号采样支路、直流端电压信号采样支路、直流端电流信号采样支路、四通道同步高速数据采集单元、上位机；其特征为：所述交流端电压、电流信号采样支路、直流端电压、电流信号采样直流与四通道同步高速数据采集单元连接，所述采集单元将采集、处理后的信号上传到上位机。

Experimental device and measurement method for detecting corona starting voltage of AC / DC system

【技术实现步骤摘要】
用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置及其测量方法
本专利技术涉及一种测量装置及其测量方法，尤其是涉及电网传输一种用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置及其测量方法。
技术介绍
近年来由于换流阀等电气设备的普遍应用，以及交直流同走廊线路的大量架设，交、直流共存的复合电压环境受到关注。因此，研究复杂环境下复合电压下的电晕起始特性，以确定设备的安全净距及绝缘强度十分有必要。交直流系统的起晕特性包括交流、直流两部分和起晕的具体时刻，由于电晕电流脉冲具有即时性、准确性，其响应快，波形特征明显，广泛用于系统电晕起始的确定，即根据导线电晕电流幅值突变以及重复率增加来获得交直流系统发生电晕放电的时刻及此刻的瞬态起晕电压。然而现有的技术大多是在单一极性或仅有交流情况下对电晕电流或者电晕损耗的单独检测，并没有把电晕电压和电流两种电晕特征统一起来同步测量，因此难以确定系统的起晕电压幅值和相位，更不用说交直流电场共存的复杂工况。
技术实现思路
为了解决现有技术中的不足，本专利技术公开用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置及其方法，其技术方案如下：一种用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置，包括：交流端电压信号采样支路、交流端电流信号采样支路、直流端电压信号采样支路、直流端电流信号采样支路、四通道同步高速数据采集单元、上位机；其特征为：所述交流端电压、电流信号采样支路、直流端电压、电流信号采样直流与四通道同步高速数据采集单元连接，所述采集单元将采集、处理后的信号上传到上位机。本专利技术还公开一种用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置的测量方法。有益效果：现有技术的电晕检测技术没有对电压电流进行同步采集，难以得到起晕电压，在本专利技术中通过同一采集卡对交流端、直流端电压和电晕电流信号共四种信号进行了同步采样，能够根据电晕电流脉冲来判断电晕起始并获得对应的交直流起晕电压，另外相比于单线路的电晕特征采集，对交流线路和直流线路的电晕电流都进行了同步采集，使得到的电晕电流更加准确，更好判断电晕的发生。附图说明图1为本专利技术用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置的结构图；图2为本专利技术串联电流采样模块结构图；图3为本专利技术并联电流采样模块结构图；图4为本专利技术测量交直流系统电晕起始电压方法的流程图；图5为本专利技术在优选实例中系统发生电晕时的四路信号测量结果图，图5(a)棒端直流电压，图5(b)板端交流电压，图5(c)棒端电晕电流，图5(d)板端电晕电路，图5(e)起晕电压配比和起晕时刻。具体实施方式以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。本专利技术公开一种用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置能够准确判断线路上或电极发生起晕的时刻，并且能够得到对应的交流和直流起晕电压，为线路的设计和各参数选择提供了依据，在实际系统中也能监测线路电晕情况。用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置，包括：交流端电压信号采样支路、交流端电流信号采样支路、直流端电压信号采样支路、直流端电流信号采样支路、四通道同步高速数据采集单元、上位机；其特征为：所述交流端电压、电流信号采样支路、直流端电压、电流信号采样直流与四通道同步高速数据采集单元连接，所述采集单元将采集、处理后的信号上传到上位机。交流端电压信号采样支路连接结构如下：交流电源端电极上引出一条支路接交流分压器的高压端，交流分压器低压端接地，交流分压器上的输出端接交流低通滤波电路输入端，交流低通滤波电路输出端连接四通道同步高速数据采集单元的通道CH2。所述交流分压器通过调整分压比，使交流电源电压降低到采集单元的量程以内，实现电压的低电位测量。所述交流低通滤波通过选择截止频率来排除高频电晕电流脉冲的干扰，由于系统发生电晕放电后，会产生高频电晕电流脉冲，进而使测量的电源电压叠加高频分量，影响测量结果；工频电源是50Hz工频，所述低通滤波器的截止频率设置为100Hz，交流源如果不是工频，则需要选择合适的截止频率，由于电晕放电引起的高频分量在10MHz以上，对于低频(1kHz以下)的交流源，截止频率一般设为电源频率的2～5倍。交流端电流信号采样支路连接结构如下：电流采样模块的1、2端口分别与交流电源和电极相连，3端输出口输出电流信号，与高通滤波的输入端相连，高通滤波电路输出端连接四通道同步高速数据采集单元的通道CH1。所述高通滤波通过选择截止频率来排除低频电源的干扰，由于交流端会产生交流电流，会被采样模块一起采集，做起晕判断只需要高频(30MHz左右)电流脉冲信号，低频电流分量会影响测量结果。这里高通滤波的截止频率设置为100kHz。直流端电压信号采样支路连接：直流电源端电极上引出一条支路，接直流分压器的高压端，直流分压器低压端接地；所述直流分压器上的输出端接低通滤波电路输入端，低通滤波电路输出端连接四通道同步高速数据采集单元的通道CH4。所述直流分压器：使直流电源电压降低到采集单元的量程以内。所述直流低通滤波：与交流低通滤波原理相同，由于所连电源是直流，为了提高精确度，截止频率设为10Hz。直流端电流信号采样支路连接：电流采样模块的1、2端分别与直流电源和电极相连，3端口输出电流信号，与高通滤波的输入端相连，高通滤波电路输出端连接四通道同步高速数据采集单元的通道3。高通滤波：通过选择截止频率来排除低频电源的干扰，由于直流端会产生直流电流，会被采样模块一起采集，做起晕判断只需要高频(30MHz左右)电流脉冲信号，低频电流分量会影响测量结果。这里高通滤波的截止频率设置为100kHz。所述电流采样模块连接分为串联电流采样模块和并联电流采样模块，串联电流采样模块适合在较高电压环境下工作，并联电流采样模块适合在较低电压下工作。串联电流采样模块(图2)：由无感电阻、差分传感器、过压保护TVS管、光电传感器组成。无感电阻两端引出1，2端口，差分传感器两个输入端与无感电阻并联，过压保护TVS管并联在差分传感器上，差分传感器输出端接光电传感器输入端，光电传感器输出端为端口3。无感电阻功率50W，阻值0.5Ω，用来对电晕电流脉冲进行采样，差分传感器获得无感电阻上的电势差，由于整个模块串联在高电位上，过压保护TVS管用来防止电压过高损坏设备，光电传感器把差分传感器采集到的电信号转换为光信号传输到远端的低电位采集单元。并联电流采样模块(图3)：由耦合电容、匹配电阻、电流探头组成。耦合电容的高压端引出1，2端口，低压端串联匹配电阻，匹配电阻另一端接地，接地导线上连接电流探头，电流探头输出端为端口3。耦合电容：为了隔离高压电源，使采样设备工作在低电位环境，只耦合高频电晕电流脉冲。电压源为交流电源时，容量选用150pF，可以使工频电源电压几乎都降落在耦合电容上，仅耦合很小的工频电流，如果交流电源频率过高，交流电源电压难以全部降落在电容上，这种方法不再适用，需要采用串联电流采样模块。电压源为直流时，选用0.1μF隔离直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置，包括：交流端电压信号采样支路、交流端电流信号采样支路、直流端电压信号采样支路、直流端电流信号采样支路、四通道同步高速数据采集单元、上位机；其特征为：所述交流端电压、电流信号采样支路、直流端电压、电流信号采样直流与四通道同步高速数据采集单元连接，所述采集单元将采集、处理后的信号上传到上位机。/n

【技术特征摘要】
1.用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置，包括：交流端电压信号采样支路、交流端电流信号采样支路、直流端电压信号采样支路、直流端电流信号采样支路、四通道同步高速数据采集单元、上位机；其特征为：所述交流端电压、电流信号采样支路、直流端电压、电流信号采样直流与四通道同步高速数据采集单元连接，所述采集单元将采集、处理后的信号上传到上位机。


2.根据权利要求1所述的用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置，其特征为：所述交流端电压信号采样支路连接结构如下：交流电源端电极上引出一条支路接交流分压器的高压端，交流分压器低压端接地，交流分压器上的输出端接交流低通滤波电路输入端，交流低通滤波电路输出端连接四通道同步高速数据采集单元的通道CH2。


3.根据权利要求1所述的用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置，其特征为：交流端电流信号采样支路连接结构如下：电流采样模块的1、2端口分别与交流电源和电极相连，3端输出口输出电流信号，与高通滤波的输入端相连，高通滤波电路输出端连接四通道同步高速数据采集单元的通道CH1。


4.根据权利要求1所述的用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置，其特征为：所述高通滤波通过选择截止频率来排除低频电源的干扰，高通滤波的截止频率设置为100kHz。


5.根据权利要求1所述的用于检测交直流系统电晕起始电压实验装置，其特征为：直流端电压信号采样支路连接：直流电源端电极上引出一条支路，接直流分压器的高压端，直流分压器低压端接地；所述直流分压器上的输出端接低通滤波电路输入端，低通滤波电路输出端连接四通道同步高速数据采集单元的通道CH4。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞星明，何子晨，崔勇，麻燕翔，何旭圆，周允博，霍守超，徐道安，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11