[发明专利]串补火花间隙分压器回路的在线监测电路和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子或电力技术领域，具体涉及一种串补火花间隙分压器回路在线监测电路和方法。

背景技术

在现有线路上加装串联电容器补偿（简称串补）装置，能有效缩短线路的电气距离，同时对土地资源的占用极小，它还是提高输电线路输送能力的经济而且有效的技术手段。

串联电容器补偿装置由串联电容器、金属氧化物限压器MOV、火花间隙等主要设备构成，其中火花间隙是MOV的主保护和串联电容器的后备保护，因此对其工作可靠性有很高的要求，其中火花间隙分压器是火花间隙的重要附属设备，火花间隙分压器的工作状态直接关系到在线路故障时火花间隙能否正常触发，是保证火花间隙可靠安全工作关键之一。

在装设有串补装置的线路中，当线路发生故障或是相邻线路发生故障，线路电流流过串联电容器，在串联电容器两端产生较高的电压。为了防止在故障电流情况下，串联电容器两端的过电压造成电容器的损坏，这时就需要触发火花间隙，快速旁路串补串联电容器，此时，串补控制保护装置将向火花间隙触发控制电路发出触发命令，而火花间隙控制电路在接收到串补保护系统发来的触发命令后，判断间隙所承受的电压是否达到了预设的电压值，即门槛电压，只有在判断达到或超过门槛电压值后，才会发出点火脉冲，火花间隙触发控制电路就是通过分压器回路取得间隙两端的实时电压。一旦火花间隙分压器回路器出现故障，导致火花间隙触发控制电路无法获得准确的电压值，从而可能引起误动作。

发明内容

本发明提供一种串补火花间隙分压器回路在线监测电路和方法，使运行人员能及时掌握分压器回路的工作情况，避免不必要的担心，确保线路故障时火花间隙的可靠触发点火，大大提高了火花间隙工作可靠性。本发明提供一种串补火花间隙分压器回路在线监测电路，串联电容器、火花间隙与串补火花间隙分压器回路相互并联，所述串补火花间隙分压器回路包括均压环节和电压取样环节；所述电压取样环节包括与所述均压环节串联的电容C；所述在线监测电路包括取样电压输入模块、串补电流输入模块和比较模块；所述取样电压输入模块将所述电容C两端电压放大后转换成直流电压信号U_分压；所述串补电流输入模块将所述串联电容器的电流信号放大后转换成直流电压信号U_CT；所述比较模块通过比较所述U_分压和所述U_CT来在线监测所述串补火花间隙分压器回路的运行状态。

本发明提供的第一种优选实施例中：所述在线监测电路的串补电流输入模块通过在取能用电流互感器二次回路中串入一个测量CT获得串联电容器的电流信号。

本发明提供的第二种优选实施例中：所述均压环节包括串联的电容C1、C2、C3和C4；所述取样电压输入模块包括两级运算放大电路U1B、U2B和有效值转换芯片A；

所述U1B和U2B将所述电容C两端电压进行放大调理，所述有效值转换芯片A将所述放大调理后的信号转换成U_分压。

本发明提供的第三种优选实施例中：所述串补电流输入模块包括一级运算放大电路U2A和有效值转换芯片B；所述U2A将所述串联电容器的电流信号放大调理成电压信号，所述有效值转换芯片B将所述放大调理后的信号转换成U_CT。

本发明提供的第四种优选实施例中：所述比较模块包括两个运算放大器U3A、U3B和两个比较器U4A、U4B；

所述U3A将所述U_分压和所述U_CT做差分；

所述U3B将所述U_分压做反相；

所述U4A将所述U_分压和所述U3B的输出做比较并输出；

所述U4B将所述U_分压和所述U3A的输出做比较并输出。

本发明提供的第五种优选实施例中：所述U4A和所述U4B为OC门结构，输出端相连接；

满足a·U_CT≤U_分压≤b·U_CT时，所述分压器回路运行正常，所述U4A和所述U4B相连的输出端输出高电平；

满足U_分压＜a·U_CT或U_分压＞b·U_CT时，所述分压器回路运行异常，所述U4A和所述U4B相连的输出端输出低电平报警；

其中，所述a和b为预设的误差系数，a≤b。

本发明提供的第六种优选实施例中：所述误差系数a和b的大小可以通过调节所述比较器U4A和U4B的电阻值来实现。