基于非接触式电压电流一体化测量的配电网在线监测系统

作者:黄学红;刘惠农;谈航;韦斌;何俊宏 刊名:电工技术 上传者:郭宝健

【摘要】为解决配电网的电压电流测量问题,推进配网自动化的发展,提出一种基于非接触式电压电流一体化测量的配电网在线监测系统,并给出该系统研制方案。在线监测系统首先通过非接触式电压电流一体化传感器测得信号,再通过电压电流测量硬件电路和PC端软件程序远距离实现非接触式电能计量、电压电流波形采集与录制以及波形的快速计算、分析和监控。

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电专设 计 [摘要] 关键词 0 引言 基 于非接触式 电压 电流 一体化测量 的 配 电网在线 监测 系统 黄 学红 ,刘惠农 ,谈 (1.国网重庆市南川 区供电有限责任公司,重庆 航 ,韦 斌 ,何俊宏 408400;2.重庆大学电气工程学院,重庆 400044) 为解决 配电网的电压 电流测 量问题 ,推进 配 网 自动化的发展 ,提 出一种基于非接触 式电压 电流一体 化测量 的 配电网在 线监 测 系统 ,并给 出该 系统研 制方案。在线监 测 系统首先通过非接 触式 电压 电流一体化传 感器测得 信号 ,再通过 电压 电流测量硬件 电路 和 PC端软件程序远距 离实现非接 触式 电能计 量 、电压 电流波 形采集 与 录制 以及 波形 的快速 计算、分析 和监控 。 非接 触 测量 电压电流一体 化 配电 网 在 线监测 低压配 电网位于电力系统末端 ,担 负着 为用 户直接 供 电的重任 。近年来 ,随着配 电网自动化水 平的提高以及 电 力需求的增长 ,人们越来越重视 电能质量和供 电可靠性 。 配 电线路 的电压电流测量在 电能计量l1]、继电保 护_2]、过 电压在线监测l3 以及智能设备控制l4 等应 用领域都具有举 足轻重的影 响,其准确性与可靠性是保证配 电网安全 、可 靠 、经济运行的必要手段 ,也是 电力系统维护 中的重要环 节 ,因此高效 、安全 的测量方式是提高维护效率和 电网供 电质量的有效途径。 目前配电线路 的电压 电流测量主要通 过互感器来实现 ]。传统互感器体积较大 ,且绝缘难度随 电压等级升高而加大;铁芯的存在可能导致铁磁谐振 ,而 铁磁饱和又会导致动态范围变小 ;其补偿 电抗 、互感绕组 以及 中间变压器等电感性结构与互感器杂散 电容等构成高 阶电路 ,造成互感器测量带宽变窄或在高频下发生高频谐 振 ,导致互感器监测不 到一次侧发生 的暂态波形或不能及 时跟 随一次 侧 波形 变 化l_6 ]。鉴 于 传统 互 感 器 的测量 弊 端 ,本文提出一种基于非接触式电压电流一体化测量技术 的 ,并通过一定 网络设备建立通信 联系的,对 电网数据进 行 自动采集 、传输 、统计及综合分析的在线监测系统 。 1在线监测 系统总体方案 根据 当前电网电压电流测量技 术的特 点以及 电力 系统 运行监控 的需要 ,设计一种非接触式电压 电流一体化传感 器 ,再通过 电压 电流测量硬件 电路 和 PC端软件 程序 ,共 同构成基于非接触式 电压电流一体化测量的配电网在线监 测系统。该系统通 过基于 UDP协议 的无线 wi—Fi网络 通 信 ,在远距离实现无接触式 的电能计量 、电压电流波形采 集与录制 以及波形 的快速计算 、分析和监控 。系统总体设 计框图如图 1所示 。 得的电压电流信号进行相应处理 ,再 由单 片机对 处理过后 的信号进行采样与模 数 (AD)转换 ,得到传感 器输 出信 号 的离散波形数据 。在采样与 AD转换过程 中,单 片机同时 会将之前采样并处理过 的数据按串 口(UART)协议格式传 输至 Wi-Fi模块通 信单元 。wi—Fi模块通信单元在接 收到 数据后 ,将其打包 为 UDP传输协议格式 的数据包发送 至 PC端软件程序对应的接收端 口。 r—= = =—= —= _ _ ’l 电压电流 ‘I一体化传感器 I—————皇——一 II 模拟信号 !I 处理单元 W i—Fi 模块 通信 单元 鲎差H数据 波形录制模块I l l接收 辱 r]偎 PC 端 软 件 图 1 在线监

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