高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)，該在線監(jiān)測系統(tǒng)包括電流傳感器、絕緣參數(shù)測試儀以及工控機；電流傳感器通過絕緣參數(shù)測試儀接入工控機。本實用新型提供了一種可實時進行在線監(jiān)測的高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【專利說明】高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電力檢測領域，涉及一種高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種用于IlOkV及以上變電站容性設備的在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨我國電力設備智能改造不斷升級，高壓設備狀態(tài)監(jiān)測、檢修方面沿用的一些不配套落后設備管理制度將逐步淘汰。因此，如何變“計劃檢修”為“狀態(tài)檢修”，是電力部門改革與發(fā)展的重要課題。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了解決【背景技術】中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種可實時進行在線監(jiān)測的高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)。
[0004]本實用新型的技術解決方案是:本實用新型提供了一種高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特殊之處在于:所述高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)包括電流傳感器、絕緣參數(shù)測試儀以及工控機；所述電流傳感器通過絕緣參數(shù)測試儀接入工控機。
[0005]上述絕緣參數(shù)測試儀包括單片機、電源、A/D轉換器以及存儲器；所述電源分別接入單片機以及A/D轉換器；所述單片機與A/D轉換器相連；所述存儲器接入單片機；所述單片機與工控機相連；所述A/D轉換器與電流傳感器相連。
[0006]上述單片機是MSP430F149單片機。
[0007]上述A/D轉換器的轉換位數(shù)不低于10位。
[0008]上述A/D轉換器是6通道16位的A/D轉換器。
[0009]上述電流傳感器是磁通穿心式電流傳感器。
[0010]上述電流傳感器是基于零磁通穿心式小電流互感原理的泄漏電流傳感器。
[0011]本實用新型的優(yōu)點是:
[0012]本實用新型提供了一種高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)綜合利用了近年來最新的傳感器技術、計算機、通信技術、現(xiàn)代人工智能和信息處理等最新技術，在對每項指標自動連續(xù)檢測狀態(tài)下，依據(jù)大量數(shù)據(jù)和曲線分析設備絕緣狀態(tài)的變化趨勢，從變化趨勢中尋找危險征兆，從多項檢測結果的比較中綜合判斷運行設備絕緣水平及狀態(tài)，并且做到將分析結果直接傳輸?shù)焦芾聿块T，給電力部門實現(xiàn)“狀態(tài)檢修”提供了必要的條件，是變電站實施狀態(tài)檢修重要的技術基礎?？捎糜贗IOkV及以上變電站容性設備的在線監(jiān)測，它監(jiān)測的對象包括有主變套管、耦合電容器、電流互感器、電容式電壓互感器、主變鐵芯、避雷器等高壓設備的絕緣狀態(tài)。監(jiān)測的主要項目有:介質損耗，等值電容，泄漏電流，阻性電流，環(huán)境溫、濕度，主變鐵芯接地電流等，同時也監(jiān)測主變電壓值和頻率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型所提供在線監(jiān)測系統(tǒng)的結構框圖；[0014]其中:
[0015]1-電流傳感器；2_絕緣參數(shù)測試儀；3_工控機。
【具體實施方式】
[0016]參見圖1，本實用新型提供了 一種高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)，該高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)包括電流傳感器1、絕緣參數(shù)測試儀2以及工控機3 ;電流傳感器I通過絕緣參數(shù)測試儀2接入工控機3。
[0017]絕緣參數(shù)測試儀2包括單片機、電源、A/D轉換器以及存儲器；電源分別接入單片機以及A/D轉換器；單片機與A/D轉換器相連；存儲器接入單片機；單片機與工控機3相連；A/D轉換器與電流傳感器I相連。
[0018]單片機是MSP430F149單片機；A/D轉換器的轉換位數(shù)不低于10位，尤其是6通道16位的A/D轉換器。
[0019]絕緣參數(shù)測試儀2是現(xiàn)場監(jiān)測單元的核心，該裝置的整體體系主要由MSP430F149單片機控制的數(shù)據(jù)采集模塊構成。(1)MSP430F149單片機控制子系統(tǒng)控制A/D的時序并完成數(shù)據(jù)采集和相關的處理功能，最終將計算結果存放在外部存儲器中。監(jiān)測計算機會定時給測試儀發(fā)送“數(shù)據(jù)查詢命令”，當MSP430F149單片機收到命令后，把數(shù)據(jù)處理的結果發(fā)送給監(jiān)測計算機。通信模塊是一個以MSP430F149單片機為核心的子系統(tǒng)，主要負責任務管理和通信管理。MSP430F149單片機響應監(jiān)測計算機發(fā)來的查詢命令，并以中斷的方式訪問MSP430F149單片機，最后通過I/O 口將輸入/輸出的數(shù)據(jù)通過光電轉換模塊，以無線通信的形式傳送給監(jiān)測計算機。(2)為了能精確地測量出介質損耗角，就必須保證絕緣參數(shù)測試儀2的采樣速率和精度。采樣速率由Shannon采樣定理確定，采樣精度由介質損耗角測量誤差的絕對值指標確定，若該指標設定為0.001，采樣系統(tǒng)的A/D轉換位數(shù)應該在10位以上。本系統(tǒng)的A/D轉換芯片選用的是高速率的A/D轉換芯片。它是一款6通道16位的A/D芯片，可編程控制采樣速率，可實現(xiàn)六通道同步采樣，因此能同時采集三相電壓和三相電流信號，保證了采樣時間的一致性，避免了因不同時采樣引起的相移誤差，滿足了介質損耗的測量精度和速度的要求。(3) MSP430F149單片機子系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)的采集控制、數(shù)字低通濾波、加窗后離散傅立葉變換、校正插入計算，并且最終計算出電流值、頻率值、泄漏電流與基準電壓之間的相角差，以及等值電容等監(jiān)測結果。
[0020]電流傳感器I是磁通穿心式電流傳感器I，優(yōu)選基于零磁通穿心式小電流互感原理的泄漏電流傳感器I。
[0021]磁通穿心式電流傳感器I是在線監(jiān)測系統(tǒng)的入口器件，也是關鍵器件，其性能的優(yōu)劣直接影響測量精度以及絕緣狀態(tài)分析診斷的準確性、可靠性。目前，常用于檢測高壓設備絕緣狀況的傳感器仍以電流傳感器I居多。本系統(tǒng)采用的是一種基于零磁通穿心式小電流互感原理的泄漏電流傳感器I。選用高導磁率新型的納米晶態(tài)磁芯材料作鐵心，由一個O型線圈、一個I/V變換電路和一組放大補償電路組成，使鐵心工作在接近理想的零磁通狀態(tài)，提高了傳感器角差和比差的穩(wěn)定性，使其滿足測量精度的要求。同時，根據(jù)磁化特性曲線反映出的輸入電流和輸出電流的關系，以及在不同溫度下的角差變化特性曲線，我們預先存入數(shù)字信號處理器中，通過軟件模擬和參數(shù)修正的方法，最終達到校準和精確測量的目的。[0022]本實用新型的基本工作原理描述如下:
[0023]絕緣參數(shù)測試儀2通過電流傳感器I和基準源電壓獲得被測設備的泄漏電流、基準電壓信號，通過計算獲得被測設備絕緣特性的特征參數(shù)，這些數(shù)據(jù)通過光纜送到數(shù)據(jù)處理計算機，高壓設備在線監(jiān)測分析軟件利用各設備末屏電流與基準源電壓之間的相位差，以及PT 二次電壓與基準源電壓之間的相位差，求出被測設備的介質損耗和其它絕緣特性參數(shù)；并通過相互比較和趨勢分析原理對所測數(shù)據(jù)進行分析、比較，從而對被測設備的絕緣狀態(tài)作出判斷。該系統(tǒng)采用分層分布式結構，數(shù)字化通信網(wǎng)絡，抗干擾能力強，徹底解決了信號傳輸過程中的失真問題。
[0024]考慮到傳統(tǒng)的電橋法、諧振法等硬件電路復雜、抗干擾性能差，本系統(tǒng)采用以快速傅里葉變換(FFT)為核心的純數(shù)字方法，通過在FFT前對離散信號加窗函數(shù)，在FFT后用插入算法對頻率、幅值和初始相角進行校正運算，求該信號基波的頻率、幅值和初始相位角。該方法不需要復雜的模擬信號處理電路，且能有效地抑制諧波干擾。
【權利要求】
1.一種高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)包括電流傳感器、絕緣參數(shù)測試儀以及工控機；所述電流傳感器通過絕緣參數(shù)測試儀接入工控機。
2.根據(jù)權利要求1所述的高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述絕緣參數(shù)測試儀包括單片機、電源、A/D轉換器以及存儲器；所述電源分別接入單片機以及A/D轉換器；所述單片機與A/D轉換器相連；所述存儲器接入單片機；所述單片機與工控機相連；所述A/D轉換器與電流傳感器相連。
3.根據(jù)權利要求2所述的高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機是MSP430F149 單片機。
4.根據(jù)權利要求3所述的高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述A/D轉換器的轉換位數(shù)不低于10位。
5.根據(jù)權利要求4所述的高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述A/D轉換器是6通道16位的A/D轉換器。
6.根據(jù)權利要求1-5任一權利要求所述的高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電流傳感器是磁通穿心式電流傳感器。
7.根據(jù)權利要求6所述的高壓電容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電流傳感器是基于零磁通穿心式小電流互感原理的泄漏電流傳感器。
【文檔編號】G01R31/00GK203444039SQ201320539806
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權日:2013年8月30日
【發(fā)明者】谷亞軍, 馬旭斌, 唐崇年, 王睿, 陳曉剛 申請人:西安四環(huán)電力監(jiān)控設備工程有限公司