[发明专利]高压换流站直流场暂态电压监测装置及方法

说明书

本发明公开了高压换流站直流场暂态电压监测装置及方法，包括如下步骤：由布置于高压换流站直流场的全光学电场传感器对空间电场进行实时测量，现场数据采集发送装置进行数据的采集并存入缓存；现场数据采集发送装置的分析模块通过调取缓存数据，对电场测量结果进行实时分析，一但电场测量幅值超过所设定的阀值，从缓存中取出发送至无线通信模块；现场数据采集发送装置的无线通信模块收到触发的测量数据后发出；控制室的无线数据接收装置的天线收到测量数据后，并通过内网上传至中心站；中心站将通过内外传输的暂态电场测量结果转化为暂态电压波形。本发明通过上述原理，解决高压换流站直流场一次侧暂态电压准确、安全监测的技术问题。

技术领域

本发明涉及电力领域，具体地，涉及高压换流站直流场暂态电压监测装置及方法。

背景技术

高压换流站输送容量大，若为安装暂态电压监测设备而停运将造成巨大的经济损失。国内高压换流站的电压等级在500kV以上，若高、低电位设备存在连接，可能造成绝缘故障隐患，影响换流站的安全运行。高压换流站的暂态电压种类多，各类暂态电压的时域和频域跨度存在较大差异，从数百毫秒至微秒级不等，要求监测装置的带宽范围至少覆盖20Hz~40MHz、采集率最快可达40MS/s。高压换流站在极母线和中性母线布置的直流分压器，其3dB上限截止频率仅为10kHz，采集率仅为6.4kHz，无法满足高压换流站直流场暂态电压的监测需求。

在专利“光纤式电压测量方法及其测量装置”（200810231873.8）曾提出一种用于电力电网系统中测量各种暂态电压的光纤式电压测量方法及其装置，在被测高压导体表面放置金属感应极板，并通过光纤传递感应极板电容分压数值，进而对高电位暂态电压进行测量。该方法需在高电位布置感应极板，必须停电作业。尽管采用了绝缘材料的光纤将高电位的测量结果传输至地电位，然而若要实现在线监测方式的长期运行，必须定制光纤绝缘子提供爬距。

在专利“一种智能变电站二次暂态电压测量装置及测量方法”（201210545842.6）提出了一种智能变电站的二次暂态电压测量方法，其利用电压互感器的二次线圈连接电压探头实现了对智能变电站内的二次暂态电压的测量。其监测对象为二次侧暂态电压，而非高压一次侧暂态电压。

在专利“一种低压用电网安全监测方法”（201410690865.5）提及采集低压用电网线路首端的三相暂态电流信号和电压信号。由于采集的信号仅用于电能质量分析，其数据采样频率仅为10kHz，时间窗为扰动后的一个半周波，无法用于高压换流站可能存在的μs的快速暂态电压的监测。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供高压换流站直流场暂态电压监测装置及方法，解决高压换流站直流场一次侧暂态电压准确、安全监测的技术问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：高压换流站直流场暂态电压监测方法，包括如下步骤：

步骤A) 由布置于高压换流站直流场的全光学电场传感器对暂态电压形成的空间电场进行实时测量，现场数据采集发送装置进行数据的采集并存入缓存；

步骤B) 现场数据采集发送装置的分析模块通过调取缓存数据，对电场测量结果进行实时分析，一但电场测量幅值超过所设定的阈值，即视为触发1次，并将触发时刻前0.1s和触发时刻后0.4s的数据从缓存中取出发送至无线通信模块，现场数据采集发送装置再次进入“待触发状态”，等待下一次暂态电压触发；

步骤C) 现场数据采集发送装置的无线通信模块收到触发的测量数据后，利用天线将其发出；

步骤D) 控制室的无线数据接收装置的天线收到测量数据后，转化为标准数据格式，并通过内网上传至中心站；