一种配电网电容电流测量方法及装置
专利汇可以提供一种配电网电容电流测量方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种配 电网 电容 电流 测量方法及装置，其方法包括步骤：一、 母线 零序 电压 及各条非故障 馈线 零序电流 数据采集 ；二、零序电压有效值和各条非故障馈线零序 无功功率 的计算；三、各条非故障馈线的谐波电纳的计算；四、所有非故障馈线的谐波电纳之和的计算；五、零序电压中各次谐波电压有效值的计算；六、谐波影响系数的计算；七、所有非故障线路基波下的电容电纳的计算；八、所有非故障馈线电容电流的计算；九、故障馈线电容电流的计算；十、配电网电容电流的计算；其装置包括处理器、电源 电路 、以太网通信电路模 块 、零序电压检测电路和多个馈线零序电流检测电路。本发明适用于 信号 畸变情况、不受 中性点 运行方式影响、不影响配电网正常运行。，下面是一种配电网电容电流测量方法及装置专利的具体信息内容。
1.一种配电网电容电流测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、母线零序电压及各条非故障馈线零序电流数据采集：当配电网系统发生瞬时性单相接地故障时，将所有非故障馈线编号为1、2、…、M，其中，M为配电网系统中非故障馈线的总条数；零序电压检测电路(1)对配电网系统发生瞬时性单相接地故障后的母线零序电压进行实时检测，M个馈线零序电流检测电路(2)分别对M条非故障馈线的零序电流进行实时检测，处理器(3)采集配电网系统发生瞬时性单相接地故障后零序电压检测电路(1)检测到的母线零序电压一个周波内的N个瞬时值u1、u2、…、uN，并采集配电网系统发生瞬时性单相接地故障后M个馈线零序电流检测电路(2)检测到的M组零序电流瞬时值，其中，第m个馈线零序电流检测电路(2)检测到的编号为m的非故障馈线的零序电流一个周波内的N个瞬时值表示为im1、im2、…、imN，m的取值为1～M的自然数；
步骤二、零序电压有效值和各条非故障馈线的零序无功功率的计算：处理器(3)根据公式 计算配电网系统发生瞬时性单相接地故障后的零序电压有效值U0，并根据母线零序电压和各条非故障馈线的零序电流采样值计算各条非故障馈线的零序无功功率；
其中，编号为m的非故障馈线的零序无功功率表示为Qm；uk为配电网系统发生瞬时性单相接地故障后零序电压检测电路(1)检测到的母线零序电压一个周波内的第k个瞬时值，k的取值为1～N的自然数；
步骤三、各条非故障馈线的谐波电纳的计算：处理器(3)根据零序电压有效值和各条非故障馈线的零序无功功率计算各条非故障馈线的谐波电纳；其中，编号为m的非故障馈线的谐波电纳Bm的计算公式为
步骤四、所有非故障馈线的谐波电纳之和的计算：处理器(3)根据公式Bf＝B1+B2+…+Bm计算所有非故障馈线的谐波电纳之和Bf；
步骤五、零序电压中各次谐波电压有效值的计算：首先，处理器(3)调用FFT分解模块对零序电压进行FFT分解，得到基波电压有效值U1和各次谐波电压含有率；然后，处理器(3)根据基波电压有效值U1和各次谐波电压含有率计算各次谐波电压有效值；其中，h次谐波电压含有率表示为HRUh，h次谐波电压有效值Uh的计算公式为Uh＝U1×HRUh，h的取值为1～H之间FFT分解得到的谐波电压次数，H为FFT分解得到的谐波电压次数最大值；
步骤六、谐波影响系数的计算：处理器(3)根据公式 计算谐波影响系数p，其中，p1为基波电压有效值与零序电压有效值之比且 ph为h次谐波电压有效值与零序电压有效值之比且
步骤七、所有非故障线路基波下的电容电纳的计算：处理器(3)根据公式 计算所有非故障线路基波下的电容电纳Bjb；
步骤八、所有非故障馈线电容电流的计算：处理器(3)根据公式IfC＝BjbU0计算所有非故障馈线的电容电流IfC；
步骤九、故障馈线电容电流IgC的计算；
步骤十、配电网电容电流IC的计算：处理器(3)根据公式IC＝IfC+IgC计算配电网电容电流IC。
2.按照权利要求1所述的一种配电网电容电流测量方法，其特征在于：步骤二中所述处理器(3)根据母线零序电压和各条非故障馈线的零序电流采样值计算各条非故障馈线的零序无功功率时，其中编号为m的非故障馈线的零序无功功率Qm的计算公式为H[uk]为对uk进行Hilbert变换，imk为第m个馈线零序电流检测电路(2)
检测到的编号为m的非故障馈线的零序电流一个周波内的第k个瞬时值。
3.按照权利要求1所述的一种配电网电容电流测量方法，其特征在于：步骤九中所述故障馈线电容电流IgC的计算方法为：分故障馈线是电缆线路还是架空线路两种情况计算故障馈线电容电流IgC，当故障馈线是电缆线路时，处理器(3)根据公式IgC＝K·Un·L计算故障馈线电容电流IgC，其中，K为故障馈线电容电流估算系数且 S为电缆线路的截面积，Un为电缆线路额定线电压，L为电缆线路的长度；当故障馈线是架空线路时，处理器(3)根据公式IgC＝2.7·Un′·L′计算故障馈线电容电流IgC，其中，Un′为架空线路额定线电压，L′为架空线路的长度。
4.一种实现如权利要求1所述方法的配电网电容电流测量装置，其特征在于：包括处理器(3)和为装置中各用电单元供电的电源电路(5)，以及与处理器(3)相接的以太网通信电路模块(4)；所述处理器(3)的输入端接有用于对配电网系统发生瞬时性单相接地故障后的母线零序电压进行实时检测的零序电压检测电路(1)和分别对多条非故障馈线的零序电流进行实时检测的多个馈线零序电流检测电路(2)。
5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于：所述电源电路(5)包括5V开关电源和与5V开关电源的输出端连接的5V到3.3V电压转换电路，所述5V开关电源的输出端为电源电路(5)的+5V电压输出端，所述5V到3.3V电压转换电路包括稳压芯片AMS1117、电感L2、极性电容C7、极性电容C8、非极性电容C9和非极性电容C10，所述稳压芯片AMS1117的第3引脚、极性电容C7的正极和非极性电容C9的一端均与5V开关电源的电压输出端连接，所述极性电容C7的负极和非极性电容C9的另一端均接地，所述稳压芯片AMS1117的第2引脚和极性电容C8的正极均与电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端与非极性电容C10的一端连接，且为5V到
3.3V电压转换电路的3.3V电压输出端，所述稳压芯片AMS1117的第1引脚、极性电容C8的负极和非极性电容C10的另一端均接地；所述5V到3.3V电压转换电路的3.3V电压输出端为电源电路(5)的+3.3V电压输出端。
6.按照权利要求4所述的装置，其特征在于：所述处理器(3)包括DSP数字信号处理器TMS320F2812。
7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于：所述零序电压检测电路(1)包括三相五柱式电压互感器PT1、电压互感器TV1、瞬态抑制二极管TVS1、多孔磁珠CR1、电阻R1和非极性电容C1，所述三相五柱式电压互感器PT1的辅助二次绕组的一端与所述电压互感器TV1的一次绕组的一端相接，所述三相五柱式电压互感器PT1的辅助二次绕组的另一端与所述电压互感器TV1的一次绕组的另一端相接，所述电压互感器TV1的二次绕组的一端与瞬态抑制二极管TVS1的引脚1和多孔磁珠CR1的引脚1相接，所述电压互感器TV1的二次绕组的另一端与瞬态抑制二极管TVS1的引脚2和多孔磁珠CR1的引脚4相接，所述多孔磁珠CR1的引脚2与电阻R1的一端相接，所述电阻R1的另一端与非极性电容C1的一端相接且为所述零序电压检测电路(1)的零序电压输出端V_OUT，所述多孔磁珠CR1的引脚3和非极性电容C1的另一端均接地；所述零序电压检测电路(1)的零序电压输出端V_OUT与DSP数字信号处理器TMS320F2812的ADC输入端口连接。
8.按照权利要求6所述的装置，其特征在于：多个所述馈线零序电流检测电路(2)的电路结构相同且均包括零序电流互感器CT1、电压互感器TV2、瞬态抑制二极管TVS2、多孔磁珠CR2、电阻R2、电阻R3和非极性电容C2，所述零序电流互感器CT1的一个输出端与电阻R3的一端和电压互感器TV2的一次绕组的一端相接，所述零序电流互感器CT1的另一个输出端与电阻R3的另一端和电压互感器TV2的一次绕组的另一端相接，所述电压互感器TV2的二次绕组的一端与瞬态抑制二极管TVS2的引脚1和多孔磁珠CR2的引脚1相接，所述电压互感器TV2的二次绕组的另一端与瞬态抑制二极管TVS2的引脚2和多孔磁珠CR2的引脚4相接，所述多孔磁珠CR2的引脚2与电阻R2的一端相接，所述电阻R2的另一端与非极性电容C2的一端相接且为馈线零序电流检测电路(2)的零序电流输出端I_OUT，所述多孔磁珠CR2的引脚3和非极性电容C2的另一端均接地；所述馈线零序电流检测电路(2)的零序电流输出端I_OUT与DSP数字信号处理器TMS320F2812的ADC输入端口连接。
9.按照权利要求6所述的装置，其特征在于：所述以太网通信电路模块(4)包括芯片W3100A，芯片RTL8201BL，RJ45接口N1，晶振X2，极性电容C68和极性电容C71，磁珠CR38，非极性电容C48、非极性电容C65、非极性电容C66、非极性电容C67、非极性电容C69和非极性电容C72，以及电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35和电阻R93；所述芯片W3100A的第1引脚与DSP数字信号处理器TMS320F2812的第25引脚连接，所述芯片W3100A的第2引脚、第12引脚、第22引脚、第38引脚、第39引脚、第47引脚和第58引脚均与电源电路(5)的+3.3V电压输出端连接，所述芯片W3100A的第3引脚、第13引脚、第23引脚、第45引脚、第54引脚、第56引脚和第57引脚均接地，所述芯片W3100A的第4引脚与芯片RTL8201BL的第47引脚连接，所述芯片W3100A的第21～14引脚依次对应与DSP数字信号处理器TMS320F2812的第18引脚、第43引脚、第80引脚、第85引脚、第103引脚、第108引脚、第111引脚、第118引脚连接，所述芯片W3100A的第11～5引脚依次对应与DSP数字信号处理器TMS320F2812的第121引脚、第125引脚、第130引脚、第132引脚、第138引脚、第141引脚和第144引脚连接，所述芯片W3100A的第
32～29引脚和第27～24引脚依次对应与DSP数字信号处理器TMS320F2812的第21引脚、第24引脚、第27引脚、第30引脚、第33引脚、第36引脚、第39引脚和第54引脚连接，所述芯片W3100A的第33引脚、第37引脚、第59引脚和第60引脚均接地，所述芯片W3100A的第34引脚和芯片RTL8201BL的第10引脚均通过电阻R29与电源电路(5)的+3.3V电压输出端连接，所述芯片W3100A的第35引脚通过电阻R67与电源电路(5)的+3.3V电压输出端连接，所述芯片W3100A的第36引脚与芯片RTL8201BL的第9引脚和RJ45接口N1的第11引脚连接且通过电阻R31与电源电路(5)的+3.3V电压输出端连接，所述芯片W3100A的第40引脚与芯片RTL8201BL的第21引脚连接，所述芯片W3100A的第41引脚与芯片RTL8201BL的第20引脚连接，所述芯片W3100A的第42引脚与芯片RTL8201BL的第19引脚连接，所述芯片W3100A的第43引脚与芯片RTL8201BL的第18引脚连接，所述芯片W3100A的第44引脚与芯片RTL8201BL的第22引脚连接，所述芯片W3100A的第46引脚与芯片RTL8201BL的第16引脚连接，所述芯片W3100A的第48引脚与芯片RTL8201BL的第1引脚连接，所述芯片W3100A的第49引脚与芯片RTL8201BL的第6引脚连接，所述芯片W3100A的第50引脚与芯片RTL8201BL的第5引脚连接，所述芯片W3100A的第51引脚与芯片RTL8201BL的第4引脚连接，所述芯片W3100A的第52引脚与芯片RTL8201BL的第3引脚连接，所述芯片W3100A的第53引脚与芯片RTL8201BL的第2引脚连接，所述芯片W3100A的第55引脚与芯片RTL8201BL的第7引脚连接，所述芯片W3100A的第61引脚与DSP数字信号处理器TMS320F2812的第149引脚连接，所述芯片W3100A的第62引脚与DSP数字信号处理器TMS320F2812的第84引脚连接，所述芯片W3100A的第63引脚与DSP数字信号处理器TMS320F2812的第42引脚连接；所述芯片RTL8201BL的第8引脚与磁珠CR38的一端连接且通过非极性电容C49接地，所述磁珠CR38的另一端与芯片RTL8201BL的第32引脚、非极性电容C67的一端和极性电容C68的正极连接，所述芯片RTL8201BL的第11引脚、第17引脚、第
24引脚、第29引脚和第35引脚均接地，所述芯片RTL8201BL的第12引脚通过电阻R28接地，所述芯片RTL8201BL的第13引脚与RJ45接口N1的第9引脚连接且通过电阻R27接地，所述芯片RTL8201BL的第14引脚和第48引脚以及非极性电容C48的一端、非极性电容C72的一端和磁珠CR39的一端均与电源电路(5)的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第15引脚通过电阻R25接地，所述芯片RTL8201BL的第45引脚以及非极性电容C48的另一端和非极性电容C72的另一端均接地，所述芯片RTL8201BL的第25引脚通过电阻R91接地，所述芯片RTL8201BL的第26引脚通过电阻R92与电源电路(5)的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第28引脚与电阻R93的一端连接，所述电阻R93的另一端、非极性电容C67的另一端和极性电容C68的负极均接地，所述芯片RTL8201BL的第30引脚与RJ45接口N1的第8引脚和电阻R35的一端连接，所述芯片RTL8201BL的第31引脚与RJ45接口N1的第7引脚和电阻R34的一端连接，所述电阻R35的另一端和电阻R34的另一端均通过电容C51接地，所述芯片RTL8201BL的第33引脚与RJ45接口N1的第2引脚和电阻R33的一端连接，所述芯片RTL8201BL的第34引脚与RJ45接口N1的引脚1和电阻R32的一端连接，所述电阻R33的另一端和电阻R32的另一端均通过电容C50接地，所述RJ45接口N1的引脚6通过电容C5接地，所述RJ45接口N1的引脚10通过电阻R26接地，所述RJ45接口N1的引脚12通过电阻R30与电源电路(5)的+3.3V电压输出端连接，所述RJ45接口N1的第13引脚和第14引脚均接地，所述芯片RTL8201BL的第
36引脚与非极性电容C69的一端、极性电容C71的正极和磁珠CR39的另一端连接，所述非极性电容C69的另一端和极性电容C71的负极均接地，所述芯片RTL8201BL的第37引脚通过电阻R100与电源电路(5)的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第38引脚通过电阻R88与电源电路(5)的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第39引脚通过电阻R101与电源电路(5)的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第40引脚通过电阻R89接地，所述芯片RTL8201BL的第41引脚通过电阻R86与电源电路(5)的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第43引脚通过电阻R90接地，所述芯片RTL8201BL的第44引脚通过电阻R87与电源电路(5)的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第46引脚与晶振X2的一端和非极性电容C65的一端连接，所述芯片RTL8201BL的第47引脚与晶振X2的另一端和非极性电容C66的一端连接，所述非极性电容C65的另一端和非极性电容C66的另一端均接地。
一种配电网电容电流测量方法及装置
技术领域
背景技术
发明内容
53引脚与芯片RTL8201BL的第2引脚连接，所述芯片W3100A的第55引脚与芯片RTL8201BL的第7引脚连接，所述芯片W3100A的第61引脚与DSP数字信号处理器TMS320F2812的第149引脚连接，所述芯片W3100A的第62引脚与DSP数字信号处理器TMS320F2812的第84引脚连接，所述芯片W3100A的第63引脚与DSP数字信号处理器TMS320F2812的第42引脚连接；所述芯片RTL8201BL的第8引脚与磁珠CR38的一端连接且通过非极性电容C49接地，所述磁珠CR38的另一端与芯片RTL8201BL的第32引脚、非极性电容C67的一端和极性电容C68的正极连接，所述芯片RTL8201BL的第11引脚、第17引脚、第24引脚、第29引脚和第35引脚均接地，所述芯片RTL8201BL的第12引脚通过电阻R28接地，所述芯片RTL8201BL的第13引脚与RJ45接口N1的第9引脚连接且通过电阻R27接地，所述芯片RTL8201BL的第14引脚和第48引脚以及非极性电容C48的一端、非极性电容C72的一端和磁珠CR39的一端均与电源电路的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第15引脚通过电阻R25接地，所述芯片RTL8201BL的第45引脚以及非极性电容C48的另一端和非极性电容C72的另一端均接地，所述芯片RTL8201BL的第
25引脚通过电阻R91接地，所述芯片RTL8201BL的第26引脚通过电阻R92与电源电路的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第28引脚与电阻R93的一端连接，所述电阻R93的另一端、非极性电容C67的另一端和极性电容C68的负极均接地，所述芯片RTL8201BL的第30引脚与RJ45接口N1的第8引脚和电阻R35的一端连接，所述芯片RTL8201BL的第31引脚与RJ45接口N1的第7引脚和电阻R34的一端连接，所述电阻R35的另一端和电阻R34的另一端均通过电容C51接地，所述芯片RTL8201BL的第33引脚与RJ45接口N1的第2引脚和电阻R33的一端连接，所述芯片RTL8201BL的第34引脚与RJ45接口N1的引脚1和电阻R32的一端连接，所述电阻R33的另一端和电阻R32的另一端均通过电容C50接地，所述RJ45接口N1的引脚6通过电容C5接地，所述RJ45接口N1的引脚10通过电阻R26接地，所述RJ45接口N1的引脚12通过电阻R30与电源电路的+3.3V电压输出端连接，所述RJ45接口N1的第13引脚和第14引脚均接地，所述芯片RTL8201BL的第36引脚与非极性电容C69的一端、极性电容C71的正极和磁珠CR39的另一端连接，所述非极性电容C69的另一端和极性电容C71的负极均接地，所述芯片RTL8201BL的第37引脚通过电阻R100与电源电路的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第38引脚通过电阻R88与电源电路的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第39引脚通过电阻R101与电源电路的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第40引脚通过电阻R89接地，所述芯片RTL8201BL的第41引脚通过电阻R86与电源电路的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第43引脚通过电阻R90接地，所述芯片RTL8201BL的第44引脚通过电阻R87与电源电路的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第46引脚与晶振X2的一端和非极性电容C65的一端连接，所述芯片RTL8201BL的第47引脚与晶振X2的另一端和非极性电容C66的一端连接，所述非极性电容C65的另一端和非极性电容C66的另一端均接地。
附图说明
具体实施方式
2.7·U′n·L′计算故障馈线电容电流IgC，其中，Un′为架空线路额定线电压(单位为kV)，L′为架空线路的长度(单位为km)。
53引脚与芯片RTL8201BL的第2引脚连接，所述芯片W3100A的第55引脚与芯片RTL8201BL的第7引脚连接，所述芯片W3100A的第61引脚与DSP数字信号处理器TMS320F2812的第149引脚连接，所述芯片W3100A的第62引脚与DSP数字信号处理器TMS320F2812的第84引脚连接，所述芯片W3100A的第63引脚与DSP数字信号处理器TMS320F2812的第42引脚连接；所述芯片RTL8201BL的第8引脚与磁珠CR38的一端连接且通过非极性电容C49接地，所述磁珠CR38的另一端与芯片RTL8201BL的第32引脚、非极性电容C67的一端和极性电容C68的正极连接，所述芯片RTL8201BL的第11引脚、第17引脚、第24引脚、第29引脚和第35引脚均接地，所述芯片RTL8201BL的第12引脚通过电阻R28接地，所述芯片RTL8201BL的第13引脚与RJ45接口N1的第9引脚连接且通过电阻R27接地，所述芯片RTL8201BL的第14引脚和第48引脚以及非极性电容C48的一端、非极性电容C72的一端和磁珠CR39的一端均与电源电路5的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第15引脚通过电阻R25接地，所述芯片RTL8201BL的第45引脚以及非极性电容C48的另一端和非极性电容C72的另一端均接地，所述芯片RTL8201BL的第
25引脚通过电阻R91接地，所述芯片RTL8201BL的第26引脚通过电阻R92与电源电路5的+
3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第28引脚与电阻R93的一端连接，所述电阻R93的另一端、非极性电容C67的另一端和极性电容C68的负极均接地，所述芯片RTL8201BL的第
30引脚与RJ45接口N1的第8引脚和电阻R35的一端连接，所述芯片RTL8201BL的第31引脚与RJ45接口N1的第7引脚和电阻R34的一端连接，所述电阻R35的另一端和电阻R34的另一端均通过电容C51接地，所述芯片RTL8201BL的第33引脚与RJ45接口N1的第2引脚和电阻R33的一端连接，所述芯片RTL8201BL的第34引脚与RJ45接口N1的引脚1和电阻R32的一端连接，所述电阻R33的另一端和电阻R32的另一端均通过电容C50接地，所述RJ45接口N1的引脚6通过电容C5接地，所述RJ45接口N1的引脚10通过电阻R26接地，所述RJ45接口N1的引脚12通过电阻R30与电源电路5的+3.3V电压输出端连接，所述RJ45接口N1的第13引脚和第14引脚均接地，所述芯片RTL8201BL的第36引脚与非极性电容C69的一端、极性电容C71的正极和磁珠CR39的另一端连接，所述非极性电容C69的另一端和极性电容C71的负极均接地，所述芯片RTL8201BL的第37引脚通过电阻R100与电源电路5的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第38引脚通过电阻R88与电源电路5的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第39引脚通过电阻R101与电源电路5的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第40引脚通过电阻R89接地，所述芯片RTL8201BL的第41引脚通过电阻R86与电源电路5的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第43引脚通过电阻R90接地，所述芯片RTL8201BL的第44引脚通过电阻R87与电源电路5的+3.3V电压输出端连接，所述芯片RTL8201BL的第46引脚与晶振X2的一端和非极性电容C65的一端连接，所述芯片RTL8201BL的第47引脚与晶振X2的另一端和非极性电容C66的一端连接，所述非极性电容C65的另一端和非极性电容C66的另一端均接地。
2.86％，十七次谐波电压含有率HRU17＝2.05％，十九次谐波电压含有率HRU19＝1.41％；
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