[发明专利]一种基于电容式电压互感器的谐波测量装置和系统

说明书

本发明公开了一种基于电容式电压互感器的谐波测量装置和系统，所述谐波测量装置包括第一电流互感器、第二电流互感器、测量模块；所述测量模块用于：检测所述第一电流互感器而获得第一电流，检测所述第二电流互感器而获得第二电流；计算所述第一电流与第二电流的和得到流过所述高压电容的第三电流；对所述第一电流进行傅里叶分解，得到所述第一电流的每个谐波电流分量，对所述第三电流进行傅里叶分解，得到所述第三电流的每个谐波电流分量；计算高压侧的对应次数的谐波电压。本发明通过检测流过低压电容和CVT变压器初级线圈一侧的电流，通过傅里叶变换得到谐波电流，进而计算得到高压侧的谐波电压，计算结果准确。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于电容式电压互感器的谐波测量装置和系统。

背景技术

近年来随着大容量电力电子设备的高速发展，变电站并网电压等级的不断升高，由于其中含有大量逆变整流设备，因此不可避免的在并网点高压侧引入谐波。而目前国内外在110kV及以上电力系统中作为二次侧采样、测量和保护设备的互感器主要以CVT为主。该设备主要由分压电容单元和类似于电磁式电压互感器单元(Potential Transformer,PT)组成，与传统PT相比整套装置体积小、绝缘性能好、价格相对便宜，但是考虑到CVT的宽频传输特性其在谐波测量精度方面远逊于传统PT测量。具体而言，谐波电压经过CVT传输到二次侧后会出现畸变，因此在CVT的二次侧检测得到的谐波电压会不准确。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于电容式电压互感器的谐波测量装置和系统，通过检测流过低压电容和CVT变压器初级线圈一侧的电流，通过傅里叶变换得到谐波电流，进而计算得到高压侧的谐波电压，计算结果准确。

一种基于电容式电压互感器的谐波测量装置，所述电容式电压互感器包括高压电容、低压电容和中间变压器，所述高压电容的两端通过导线分别与高压侧和低压电容的第一端连接，所述低压电容的第二端通过导线接地，所述中间变压器的初级线圈的两端通过导线分别与所述低压电容的第一端和地连接，所述谐波测量装置包括第一电流互感器、第二电流互感器、测量模块；所述第一电流互感器用于套设在所述低压电容与地之间的导线上，所述第二电流互感器用于套设在所述初级线圈与地之间的导线上；所述测量模块用于：检测所述第一电流互感器而获得第一电流，检测所述第二电流互感器而获得第二电流；计算所述第一电流与第二电流的和得到流过所述高压电容的第三电流；对所述第一电流进行傅里叶分解，得到所述第一电流的每个谐波电流分量，对所述第三电流进行傅里叶分解，得到所述第三电流的每个谐波电流分量；根据所述第一电流的某一次数谐波电流分量、第三电流对应次数谐波电流分量、高压电容值、低压电容值、交流电频率，计算高压侧的对应次数的谐波电压。

在一个实施例中，通过如下公式计算所述高压侧h次数的谐波电压U(h)：

其中，ω₁＝2πf₁；

其中，I₁(h)表示所述第一电流h次数谐波电流，f₁表示交流电频率，j表示虚数单位，C1表示低压电容值，C2表示高压电容值，I2表示所述第三电流h次数谐波电流。

在一个实施例中，所述测量模块包括数据采集单元，所述数据采集单元用于采集所述第一电流和第二电流。

在一个实施例中，所述测量模块还包括模数转换单元，所述模数转换单元用于将采集到的模拟信号形式的第一电流和第二电流转换为数字信号。

在一个实施例中，所述测量模块还包括存储器，所述存储器用于存储所述高压侧的对应次数的谐波电压

在一个实施例中，所述存储器为SD卡，所述测量单元还包括用于插入所述SD卡的卡槽。

在一个实施例中，所述第一电流互感器和第二电流互感器均为钳形互感器。