本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)電壓電流監(jiān)測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及采用陶瓷電容絕緣子構(gòu)成倒裝式分壓?jiǎn)卧妮旊娋€路電壓電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前，輸電線路監(jiān)測(cè)電流的方法采用電流互感器，監(jiān)測(cè)電壓的方法采用電壓互感器，但常規(guī)的電流和電壓監(jiān)測(cè)裝置用在輸電線路上存在取電問題，且投資大。對(duì)于高壓輸電線路故障定位使用的故障指示器，僅能監(jiān)測(cè)電流。近年來，云南電科院提出了采用陶瓷電容絕緣子正裝式分壓?jiǎn)卧Y(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)線路過電壓及自取電的方法。然而，對(duì)于正裝式結(jié)構(gòu)，如將故障指示器的電流互感器二次線直接與監(jiān)測(cè)裝置連接，可能因故障指示器故障而導(dǎo)致線路故障和燒毀整個(gè)監(jiān)測(cè)裝置，因此，只能采用兩套不同的監(jiān)測(cè)裝置。

隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)對(duì)于輸電線路智能化提出了很高要求，如故障自愈、故障定位、故障識(shí)別等都需要有監(jiān)測(cè)技術(shù)及傳感器的新突破，因此研究開發(fā)小型、安全、穩(wěn)定、廉價(jià)的輸電線路電壓電流監(jiān)測(cè)裝置具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種輸電線路電壓電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種輸電線路電壓電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，包括陶瓷電容絕緣子分壓裝置、電流互感器以及電壓電流監(jiān)測(cè)裝置，其中：

所述陶瓷電容絕緣子包括依次電連接的高壓臂和低壓臂，所述低壓臂電連接至高壓輸電線路，所述高壓臂與地線電連接；

所述電流互感器套裝設(shè)置在輸電線路上；

所述電壓電流監(jiān)測(cè)裝置分別與所述電流互感器和陶瓷電容絕緣子的低壓臂連接。

優(yōu)選地，所述電壓電流監(jiān)測(cè)裝置包括電流信號(hào)處理電路、電壓信號(hào)處理電路、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和處理器，其中：

所述電流信號(hào)處理電路與所述電流互感器電連接，所述電壓信號(hào)處理電路連接至所述陶瓷電容絕緣子的低壓臂和高壓臂之間；

所述電流信號(hào)處理電路和電壓信號(hào)處理電路分別與所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路電連接；

所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路與所述處理器電連接。

優(yōu)選地，所述電壓電流監(jiān)測(cè)裝置還包括傳輸模塊，所述傳輸模塊與所述處理器電連接，且所述傳輸模塊與后臺(tái)避雷器狀態(tài)監(jiān)測(cè)中心通信連接，所述傳輸模塊設(shè)置為GPRS模塊或WIFI模塊。

優(yōu)選地，所述電壓電流監(jiān)測(cè)裝置還包括匹配電阻，所述匹配電阻一端與所述陶瓷電容絕緣子的低壓臂電連接，另一端與所述電壓信號(hào)處理電路電連接。

優(yōu)選地，所述電壓電流監(jiān)測(cè)裝置還包括取電模塊，所述取電模塊分別電連接至所述電流信號(hào)處理電路、電壓信號(hào)處理電路、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和處理器。

優(yōu)選地，所述高壓臂和低壓臂之間的分壓比為500-3000，所述高壓臂的電容量為10pF-10nF，所述低壓臂的電容量為10nF-10uF。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，提供一種輸電線路電壓電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，包括：

實(shí)時(shí)獲取設(shè)置在輸電線路上的電流互感器的電流，以及陶瓷電容絕緣子低壓臂上的電壓；

判斷所述電壓是否大于系統(tǒng)電壓的1.2倍或1.5倍，或者，判斷所述電壓是否含有500Hz-2000Hz的高頻信號(hào)；或者判斷電流是否大于線路額定電流的1.1倍，其中，對(duì)于中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)判斷所述電壓是否大于系統(tǒng)電壓的1.2倍，對(duì)于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)判斷所述電壓是否大于系統(tǒng)電壓的1.5倍；

當(dāng)所述電壓大于系統(tǒng)電壓的1.2倍或1.5倍時(shí)，或者，當(dāng)所述電壓中含有500Hz-2000Hz的高頻信號(hào)時(shí)，或者電流大于線路額定電流的1.1倍時(shí)，啟動(dòng)電壓電流監(jiān)測(cè)裝置記錄20-100ms內(nèi)的電壓波形以及電流波形，并發(fā)送至后臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)診斷中心。

本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

本發(fā)明實(shí)施例提供的輸電線路電壓電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及裝置包括陶瓷電容絕緣子分壓裝置、電流互感器以及電壓電流監(jiān)測(cè)裝置，其中：所述電流互感器套裝設(shè)置在輸電線路上；所述陶瓷電容絕緣子包括依次電連接的高壓臂和低壓臂，所述低壓臂電連接至高壓輸電線路，所述高壓臂與地線電連接；所述電壓電流監(jiān)測(cè)裝置分別與所述電流互感器和陶瓷電容絕緣子連接。通過采用本發(fā)明實(shí)施例提供的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法能夠根據(jù)陶瓷電容絕緣子的高壓臂和低壓臂構(gòu)成的分壓?jiǎn)卧?，監(jiān)測(cè)輸電線路的電壓，根據(jù)電流互感器監(jiān)測(cè)輸電線路的電流，從而對(duì)輸電線路的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并為故障分析、故障自愈等提供數(shù)據(jù)。同時(shí)，利用高壓陶瓷電容絕緣子絕緣強(qiáng)度高、機(jī)械性能好、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，直接掛在輸電線路上構(gòu)成分壓?jiǎn)卧?，兼取電及分壓器作用，能夠完整?zhǔn)確地記錄輸電線路的工頻電壓、暫時(shí)過電壓、操作過電壓、雷電過電壓波形，結(jié)合安裝在線路上的電流互感器獲得的線路的故障電流，利用線路的電壓、電流波形即可實(shí)時(shí)判斷輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)，能夠大大減少需要故障造成的損失，并能有效地指導(dǎo)故障分析、故障定位、故障隔離，提高電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種輸電線路電壓電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種輸電線路電壓電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種輸電線路電壓電流監(jiān)測(cè)方法。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

圖1是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種輸電線路電壓電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，該輸電線路電壓電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括陶瓷電容絕緣子分壓裝置1、電流互感器2、電壓電流監(jiān)測(cè)裝置3、高壓輸電線路、桿塔和后臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)診斷中心4。其中，

所述電流互感器2套裝設(shè)置在高壓輸電線路上，用于監(jiān)測(cè)高壓輸電線路的電流，且所述電流互感器2固定在線路上；所述陶瓷電容絕緣子分壓裝置1包括依次電連接的高壓臂C1和低壓臂C2，所述低壓臂C2電連接至高壓輸電線路，所述高壓臂C1與地線電連接，從而使高壓臂C1和低壓臂C2構(gòu)成分壓?jiǎn)卧渲?，所述高壓臂C1和低壓臂C2之間的分壓比為500-3000，所述高壓臂C1的電容量為10pF-10nF，所述低壓臂C2的電容量為10nF-10uF；所述電壓電流監(jiān)測(cè)裝置3分別與所述電流互感器2和陶瓷電容絕緣子分壓裝置1連接，所述電壓電流監(jiān)測(cè)裝置3與后臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)診斷中心4通信連接。從而，由電壓電流監(jiān)測(cè)裝置3將采集的電壓和電流信號(hào)發(fā)送至后臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)診斷中心4，以便后臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)診斷中心4根據(jù)所述電流波形和電壓波形的變化確定輸電線路的狀態(tài)。

另外，參見圖2，為本發(fā)明實(shí)施例提供的輸電線路電壓電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，該系統(tǒng)包括高壓輸電線路、陶瓷電容絕緣子分壓裝置1、電流互感器2、以及電壓電流監(jiān)測(cè)裝置3。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述陶瓷電容絕緣子分壓裝置1包括由高壓臂C1和低壓臂C2組成的分壓?jiǎn)卧?，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述高壓臂C1的電容量可以為10pF-10nF，所述低壓臂的電容量可以為10nF-10uF；所述輸電線路上套裝電流互感器2。

其中，所述電壓電流監(jiān)測(cè)裝置3包括電流信號(hào)處理電路32、電壓信號(hào)處理電路31、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路33和處理器34，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述電流信號(hào)處理電路32和電壓信號(hào)處理電路31可均稱為數(shù)據(jù)采集電路，主要用于采集電壓和電流信號(hào)；其中，所述電流信號(hào)處理電路32與所述電流互感器2電連接，用于接收電流互感器2采集的輸電線路電流；所述電壓信號(hào)處理電路31連接至所述陶瓷電容絕緣子分壓裝置1的低壓臂和高壓臂之間，用于接收輸電線路的電壓；且所述電流信號(hào)處理電路32和電壓信號(hào)處理電路31分別與所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路33電連接，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路33與所述處理器34電連接，從而使得電流信號(hào)處理電路32和電壓信號(hào)處理電路31采集的電流和電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)或數(shù)模轉(zhuǎn)換，便于處理器34直接對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述電壓電流監(jiān)測(cè)裝置3還包括傳輸模塊和取電模塊35，所述取電模塊35分別電連接至所述電流信號(hào)處理電路32、電壓信號(hào)處理電路31、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路33和處理器34，且所述取電模塊35還連接至陶瓷電容絕緣子分壓裝置1的低壓臂C2和高壓臂C1之間，從而由該取電模塊35通過陶瓷電容絕緣子獲得電能，并為所述電流信號(hào)處理電路32、電壓信號(hào)處理電路31、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路33和處理器34供電，且所述傳輸模塊與所述處理器34電連接，且所述傳輸模塊與后臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)診斷中心4通信連接，在具體實(shí)施過程中，所述傳輸模塊設(shè)置為GPRS模塊或WIFI模塊。

另外，在本發(fā)明實(shí)施例提供的輸電線路電壓電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述電壓電流監(jiān)測(cè)裝置3還包括匹配電阻R，所述匹配電阻R的一端與所述陶瓷電容絕緣子分壓裝置的低壓臂C2電連接，所述匹配電阻R的另一端與所述電壓信號(hào)處理電路電連接。

通過采用本發(fā)明實(shí)施例提供的輸電線路電壓電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過電壓電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分別采集輸電線路的電流和電壓，其中，高壓陶瓷電容器是以介電陶瓷為核心材料的環(huán)氧樹脂灌封的電容器，其具有絕緣強(qiáng)度高，體積小以及頻率特性好等特點(diǎn)，已被大量用作配網(wǎng)開關(guān)柜驗(yàn)電器材的分壓元件。因此能利用該特點(diǎn)，將其封裝于絕緣支柱內(nèi)部或制造成高絕緣強(qiáng)度的各式輸電線路陶瓷電容絕緣子，與輸電線路直接相連或并聯(lián)在線路避雷器兩端，構(gòu)成分壓?jiǎn)卧瑢?shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)電壓監(jiān)測(cè)。結(jié)合安裝在輸電線路上的電流互感器獲得的輸電線路電流，利用輸電線路的電壓電流波形判斷輸電線路的狀態(tài)，可有效解決高壓輸電線路的故障分析、故障定位、故障隔離等問題。

同時(shí)，利用高壓陶瓷電容絕緣子絕緣強(qiáng)度高、機(jī)械性能好、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，直接掛在輸電線路上構(gòu)成分壓?jiǎn)卧?，兼取電及分壓器作用，能夠完整?zhǔn)確地記錄輸電線路的電壓波形，結(jié)合輸電線路上的電流互感器獲得的電流波形，利用利用輸電線路的電流波形、電壓波形即可判斷輸電線線路的運(yùn)行狀態(tài)，從而有效提高對(duì)輸電線路的故障分析、故障定位、故障隔離精準(zhǔn)度。

參見圖3，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種輸電線路電壓電流檢測(cè)方法流程示意圖。

在步驟S101中，實(shí)時(shí)獲取設(shè)置在輸電線路上的電流互感器的電流，以及陶瓷電容絕緣子低壓臂上的電壓。

在本發(fā)明實(shí)施例中，可通過電壓電流監(jiān)測(cè)裝置中的電流信號(hào)處理電流監(jiān)測(cè)輸電線路上的電流互感器的電流，以及通過電壓信號(hào)處理電路監(jiān)測(cè)陶瓷電容絕緣子低壓臂上的電壓。電壓信號(hào)處理電路和電流信號(hào)處理電路將獲取到的電壓和電流發(fā)送至信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，由信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)發(fā)送至處理器。

在步驟S102中，判斷電壓是否大于系統(tǒng)電壓的1.2倍或1.5倍，或者，判斷電壓是否含有500Hz-2000Hz的高頻信號(hào)；或者判斷電流是否大于線路額定電流的1.1倍，其中，對(duì)于中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)判斷所述電壓是否大于系統(tǒng)電壓的1.2倍，對(duì)于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)判斷所述電壓是否大于系統(tǒng)電壓的1.5倍。

處理器分析接收到的數(shù)字信號(hào)，判斷電壓是否大于系統(tǒng)電壓的1.2倍或1.5倍，或者，判斷電壓是否含有500Hz-2000Hz的高頻信號(hào)，或者判斷電流是否大于線路額定電流的1.2倍。處理器在分析接收到的數(shù)字信號(hào)時(shí)，根據(jù)數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流或電壓信號(hào)，判斷電壓或電流的大小。其中，對(duì)于中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)判斷電壓是否大于系統(tǒng)電壓的1.5倍。

在步驟S103中，當(dāng)電壓大于系統(tǒng)電壓的1.2倍或1.5倍時(shí)，或者，當(dāng)電壓中含有500Hz-2000Hz的高頻信號(hào)時(shí)，或者電流大于線路額定電流的1.1倍時(shí)，啟動(dòng)電壓電流監(jiān)測(cè)裝置記錄20-100ms內(nèi)的電壓波形以及電流波形，并發(fā)送至后臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)診斷中心。

當(dāng)滿足步驟S102中的判斷時(shí)，處理器控制啟動(dòng)電壓電流檢測(cè)裝置疾記錄20-100ms內(nèi)的電壓波形以及電流波形，并發(fā)送至后臺(tái)數(shù)據(jù)檢測(cè)診斷中心，通過GPRS或WIFI發(fā)送至后臺(tái)數(shù)據(jù)檢測(cè)診斷中心。

數(shù)據(jù)檢測(cè)診斷中心根據(jù)接收到的電壓波形或電流波形，當(dāng)電壓量啟動(dòng)裝置時(shí)，計(jì)算電壓波形的頻域、時(shí)域特征參數(shù)，判斷暫時(shí)過電壓、操作過電壓、雷電或電壓類型；當(dāng)電流量啟動(dòng)裝置或電壓電流同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，計(jì)算出電流、電壓幅值、相位等參量采用阻抗大小判別法等得到線路的故障點(diǎn)或隔離故障。

由上述描述可知，本發(fā)明實(shí)施例提供的輸電線路電壓電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，克服了陶瓷電容絕緣子正裝時(shí)，可能因故障指示器故障而導(dǎo)致線路故障和燒毀整個(gè)監(jiān)測(cè)裝置的問題。通過將陶瓷電容絕緣子倒裝在輸電線路上，電壓電流監(jiān)測(cè)裝置與陶瓷電容絕緣子的高壓臂和低壓臂形成的分壓?jiǎn)卧牡蛪罕垭娺B接，監(jiān)測(cè)輸電線路的電壓，根據(jù)電流互感器檢測(cè)輸電線路的電流，從而對(duì)輸電線路的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里發(fā)明的公開后，將容易想到本發(fā)明的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本發(fā)明未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。