发明涉及可控换相换流器,尤其是涉及一种用于可控换相换流器混合阀阀厅的磁场测量装置。
背景技术:
1、换相是电力电子装置中关键的操作步骤之一,换相失败可能会导致装置的功能受损或完全失效,电能转换过程中的能量损失增加,电力电子装置的效率降低,还可能引入产生额外的谐波成分和高频噪声,对其他电子设备和通信系统造成干扰,甚至可能引发电弧、过电流等危险情况,对设备和人员安全构成风险。为解决多馈入直流系统连续闭锁的问题,从根本上消除换相失败带来的长期威胁,持续改进直流输电系统交流故障穿越能力和交流系统无功电压支撑能力,降低换相失败风险,我国创新提出了可控换相换流器(controllable line commutated converter, clcc)解决方案。
2、变电设备在正常运行时和故障前后,通常伴有多种特征信息,低频磁场作为电力设备产生的一种电磁波,可辅助表征电力设备的状态,其优势在于可针对电磁敏感设备进行带电无接触的检测,为设备状态评估和缺陷早期发现提供直接有效的数据支撑,发现和消除很多类型的设备缺陷和隐患,进而避免设备故障及由此引发的电网安全事故。准确测量可控换相换流器混合阀阀厅的磁场强度对可控换相换流器(clcc)的监测和安全运行有着重要意义,而目前还没有针对可控换相换流器(clcc)混合阀阀厅进行磁场测量的装置研制及工程化应用等相关报道。
3、新型可控换相换流器(clcc)混合阀装置精细复杂,电磁频率范围宽,无法利用单一磁传感器探头进行接触式测量,现有磁场测量装置不能应用于新型可控换相换流器(clcc)混合阀阀厅中的磁场测量。同时可控换相换流器clcc阀厅中电磁环境复杂,测量信号传输过程中可能会产生电磁干扰,这对可控换相换流器中的精密器件来说是不可忽视的干扰因素,这种干扰可能导致仪器工作状态紊乱或受损,进而影响整个系统的性能和稳定性。
4、因此,需要设计一种磁场测量装置,以满足可控换相换流器混合阀阀厅低频磁场测量的特殊要求。该装置应利用低频磁场特性,针对clcc混合阀阀厅的结构和特点进行设计,具备无接触式测量、多探头协同工作、低电磁干扰等优势,以确保测量结果的准确性和稳定性。研发针对可控换相换流器(clcc)混合阀阀厅磁场的测量装置,能够解决可控换相换流器(clcc)混合阀阀厅中磁场测量装置缺乏的问题,为系统的稳定性和可靠性提供保障。
5、如何实现无接触式测量、多探头协同工作、低电磁干扰的可控换相换流器混合阀阀厅的低频磁场测量,成为需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可控换相换流器混合阀阀厅的磁场测量装置。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
3、根据本发明的一个方面,提供了一种可控换相换流器混合阀阀厅的磁场测量装置,所述装置包括电源单元,所述装置还包括位于混合阀阀厅内与电源单元连接的传感单元;
4、所述传感单元包括设置在可控换相换流器混合阀阀厅内部空间不同的位置的多个磁传感器,多个磁传感器协同工作,获取空间多个位置的磁场信息,并发送给信号处理单元处理;
5、所述磁传感器包括多个低频电磁场探头,采用平面阵列式多探头部署方式,组成传感器阵列;
6、所述电源单元向传感单元供电。
7、优选地,所述平面阵列式多探头部署方式具体为:低频电磁场探头按照平面长方形图案部署,排布在可控换相换流器混合阀阀厅空间中,组成传感器阵列。
8、优选地,所述信号处理单元包括依次连接的信号调理单元和控制单元;所述信号调理单元用于分析并处理传感单元测量的磁场信息;
9、所述控制单元将从信号调理单元接收的数据进行数模转换和存储;
10、所述电源单元向信号调理单元和控制单元供电。
11、更加优选地,所述信号调理单元包括依次连接的采样信号放大电路、有源滤波电路和ac-dc转换电路。
12、更加优选地,所述采样信号放大电路用于放大磁场测量探头测得的磁场信号;所述有源滤波电路用于滤除磁场信号中的中高频分量;所述ac-dc转换电路将测得的交流信号转换为直流信号,然后输出到控制单元进行处理控制。
13、更加优选地,所述有源滤波电路采用lm324中的两路运放构成四阶巴特沃思有源低通滤波器;
14、所述采样信号放大电路还用于抑制共模干扰。
15、更加优选地,所述控制单元包括依次连接的数模转换器和存储器;所述数模转换器将从信号调理单元接收的模拟信号转化为数字信号,然后储存在存储器中。
16、优选地,所述装置还包括显示单元,所述显示单元用于显示处理后的磁场测量数据。
17、优选地,所述装置还设置有后备电源,与电源单元连接,用于电源单元供电失效时为所述装置的各单元供电。
18、更加优选地,所述电源单元为独立的锂电池;所述后备电源采用超级电容蓄电池。
19、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
20、1)本发明根据低频磁场特性采用磁传感器阵列技术,探头采用平面阵列式多探头部署方式排布在可控换相换流器混合阀阀厅空间中,可以无接触获得空间多个位置的三维立体磁场测量信息,扩大了磁场测量的范围,解决可控换相换流器混合阀阀厅存在的磁场测量技术缺口问题,解决了单个磁传感器难以实现的大空间范围的磁场测量难题,实现可控换相换流器混合阀阀厅的大空间范围内低电磁干扰的磁场测量。
21、2)本发明中多传感器的协同工作,能够实现更高的测量准确度,增强系统测量结果的稳定性和可靠性,测量的磁场信息还可以与空间信息联合解算以及与时间信息联合解算,并通过显示屏呈现出来,有利于更准确地辅助可控换相换流器的状态监测与运行维护,从而保障安全运行。
1.一种用于可控换相换流器混合阀阀厅的磁场测量装置,所述装置包括电源单元(1),其特征在于,所述装置包括位于混合阀阀厅内与电源单元(1)连接的传感单元(3);
2.根据权利要求1所述的一种用于可控换相换流器混合阀阀厅的磁场测量装置,其特征在于,所述平面阵列式多探头部署方式具体为:低频电磁场探头按照平面长方形图案部署,排布在可控换相换流器混合阀阀厅空间中,组成传感器阵列。
3.根据权利要求1所述的一种用于可控换相换流器混合阀阀厅的磁场测量装置,其特征在于,所述信号处理单元包括依次连接的信号调理单元(4)和控制单元(5);所述信号调理单元(4)用于分析并处理传感单元(3)测量的磁场信息;
4.根据权利要求3所述的一种用于可控换相换流器混合阀阀厅的磁场测量装置,其特征在于,所述信号调理单元(4)包括依次连接的采样信号放大电路(41)、有源滤波电路(42)和ac-dc转换电路(43)。
5.根据权利要求4所述的一种用于可控换相换流器混合阀阀厅的磁场测量装置,其特征在于,所述采样信号放大电路(41)用于放大磁场测量探头测得的磁场信号;所述有源滤波电路(42)用于滤除磁场信号中的中高频分量;所述ac-dc转换电路(43)将测得的交流信号转换为直流信号,然后输出到控制单元(5)进行处理控制。
6.根据权利要求5所述的一种用于可控换相换流器混合阀阀厅的磁场测量装置,其特征在于,所述有源滤波电路(42)采用lm324中的两路运放构成四阶巴特沃思有源低通滤波器;
7.根据权利要求3所述的一种用于可控换相换流器混合阀阀厅的磁场测量装置,其特征在于,所述控制单元(5)包括依次连接的数模转换器(51)和存储器(52);所述数模转换器(51)将从信号调理单元(4)接收的模拟信号转化为数字信号,然后储存在存储器(52)中。
8.根据权利要求1所述的一种用于可控换相换流器混合阀阀厅的磁场测量装置,其特征在于,所述装置还包括显示单元(6),所述显示单元(6)用于显示处理后的磁场测量数据。
9.根据权利要求1所述的一种用于可控换相换流器混合阀阀厅的磁场测量装置,其特征在于,所述装置还设置有后备电源(2),与电源单元(1)连接,用于电源单元(1)供电失效时为所述装置的各单元供电。
10.根据权利要求9所述的一种用于可控换相换流器混合阀阀厅的磁场测量装置,其特征在于,所述电源单元(1)为独立的锂电池;所述后备电源(2)采用超级电容蓄电池。
