容性設備漏電流測量裝置的製作方法

2023-05-22 04:09:06 1

專利名稱：容性設備漏電流測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及變電設備，具體說就是一種容性設備漏電流測量裝置。
背景技術：
目前，變電設備檢修均採用在設備停電基礎上的預防性試驗，檢修前對設備是否 有缺陷、隱患及其它健康狀況缺乏了解，檢修工作具有很大的盲目性和局限性。同時增加了 停電次數，影響了供電的可靠性；現有的預防性試驗電壓為10KV，不容易發現設備的缺陷， 而在運行電壓下對其進行監測，更容易反映設備絕緣的缺陷及隱患；國家電網公司已經頒 發的《國家電網公司設備狀態檢修管理規定(試行)》;《國家電網公司關於規範開展狀態檢 修工作意見》兩個管理文件及《輸變電設備狀態檢修試驗規程》等技術導則，因此當前國內 變電設備的檢修方式正處於用預知性的狀態檢修逐步取代原有的預防性停電定期檢修階 段，實現變電設備在線監測是非常必要的，也是未來發展的必然趨勢。

發明內容本實用新型的目的在於提供一種可以在變電設備運行工況下測量設備絕緣漏電 流的容性設備漏電流測量裝置。本實用新型的目的是這樣實現的它是由高精度零磁通穿芯傳感器、信號處理單 元和DSP單元組成的，高精度零磁通穿芯傳感器連接信號處理單元，信號處理單元連接DSP 單元。本實用新型還有以下技術特徵(1)所述的高精度零磁通穿芯傳感器包括信號採集模塊、補償反饋模塊、濾波放大 模塊和輸出模塊，信號採集模塊連接補償反饋模塊、補償反饋模塊連接濾波放大模塊，濾波 放大模塊連接輸出模塊。(2)所述的信號處理單元包括信號放大模塊、信號隔離模塊、信號濾波模塊和信號 輸出模塊，信號放大模塊連接信號隔離模塊、信號隔離模塊連接信號濾波模塊，信號濾波模 塊連接信號輸出模塊。(3)所述的DSP單元包括模擬量輸入模塊、AD採樣模塊、係數存儲模塊、中央處理 器單模塊、指示燈顯示模塊和通訊模塊，模擬量輸入模塊連接AD採樣模塊，AD採樣模塊連 接中央處理器單模塊，中央處理器單模塊分別連接係數存儲模塊、指示燈顯示模塊和通訊 模塊。本實用新型容性設備漏電流測量裝置，可以連續採集變電設備洩露電流和工況電 壓信號，連續測量變電設備的運行狀況，實現變電設備在線監測，可以在變電設備運行工況 下測量設備的絕緣漏電流，準確測量出設備的絕緣漏電流。

圖1為本實用新型的整體結構方框圖；[0011]圖2為本實用新型的洩漏電流信號取樣接線圖之一；圖3為本實用新型的洩漏電流信號取樣接線圖之二 ；圖4為本實用新型的程序流程圖；圖5為本實用新型的DSP單元方框圖；圖6為本實用新型的預處理單元方框圖；圖7為本實用新型的模擬通道處理單元原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖舉例對本實用新型作進一步說明。實施例1 結合圖1，本實用新型容性設備漏電流測量裝置，它是由高精度零磁通 穿芯傳感器(15)、信號處理單元(16)和DSP單元(17)組成的，其特徵在於高精度零磁通 穿芯傳感器(15)連接信號處理單元(16)，信號處理單元(16)連接DSP單元(17)。本實用新型還有以下技術特徵所述的高精度零磁通穿芯傳感器(15)包括信號採集模塊(1)、補償反饋模塊(2)、 濾波放大模塊(3)和輸出模塊(4)，信號採集模塊(1)連接補償反饋模塊(2)、補償反饋模 塊(2)連接濾波放大模塊(3)，濾波放大模塊(3)連接輸出模塊(4)。所述的信號處理單元(16)包括信號放大模塊(5)、信號隔離模塊(6)、信號濾波模 塊⑵和信號輸出模塊(8)，信號放大模塊(5)連接信號隔離模塊(6)、信號隔離模塊(6) 連接信號濾波模塊(7)，信號濾波模塊(7)連接信號輸出模塊(8)。所述的DSP單元(17)包括模擬量輸入模塊(9)、AD採樣模塊(10)、係數存儲模塊
(11)、中央處理器單模塊(12)、指示燈顯示模塊(13)和通訊模塊(14)，模擬量輸入模塊(9) 連接AD採樣模塊(10)，AD採樣模塊(10)連接中央處理器單模塊(12)，中央處理器單模塊
(12)分別連接係數存儲模塊(11)、指示燈顯示模塊(13)和通訊模塊(14)。實施例2 本實用新型還有以下結構特徵獨有的參考源技術，容性設備漏電流測量裝置都以參考源信號為基準。本實用新 型容性設備漏電流測量裝置，包括高精度零磁通穿芯傳感器和信號處理單元，零磁通傳感 器通過電信號與信號處理單元相連，傳感器輸出的電信號經過放大、濾波預處理後，輸出到 DSP單元。DSP單元包括電信號連接的信號採集單元與處理單元，信號採集單元包括至少一 片A/D轉換晶片，輸出電信號連接至DSP單元。本實用新型採取如下的技術解決方案容性 設備漏電流測量裝置由零磁通穿芯傳感器、信號預處理單元、DSP單元，電源單元組成。零 磁通傳感器是整個測量單元的核心，也是本發明的關鍵元件，工作原理是電信號穿過傳感 器後經過磁感應以及反饋補償輸出電信號到信號預處理單元；傳感器測量精度高，相位測 量精度高士0. 02度；測量範圍寬100μ A 700mA ；工作溫度寬_35°C +65°C。信號預 處理單元對信號進行放大、濾波、量程選擇等處理後，將信號輸出到DSP處理單元。DSP單元 包括A/D採樣單元和計算單元，DSP控制A/D進行採樣，然後由計算單元採用諧波分析法， 對A/D採樣序列進行FFT變換，計算出信號有效值及相位等參量。電源單元使用線性電源 技術，降低電源紋波對裝置精度的影響。實施例3 結合圖2-圖7，本實用新型容性設備漏電流測量裝置，工作步驟如下傳感器信號轉換傳感器採集到的信號經過放大、濾波、反饋等處理後輸出電信號到信號預處理單元。信號預處理單元經過隔直濾波、放大、濾波、選擇量程等處理後將信號 輸出到DSP單元。DSP單元由DSP控制A/D採樣，將電信號轉換成數位訊號，DSP對數字信 號序列採用諧波分析法進行分析，再通過FFT對信號進行頻域分析，最後計算出信號有效 值及相位等參量；經過多次測量和數字濾波方法計算出穩定的信號有效值及相位等參量。實施例4 結合圖2-圖7，本實用新型容性設備漏電流測量裝置，所述的容性設備 漏電流測量裝置安裝在電壓互感器(PT)的支柱上，構成分布式測量。步驟如下將一臺容性設備漏電流測量裝置用抱箍安裝電壓互感器的支柱上，用於測量電壓 互感器的洩露電流信號，信號取樣接線方式如下容性設備漏電流測量裝置取樣信號為PT 的末屏接地電流，將PT的末屏引至容性設備漏電流測量裝置，經過穿芯式(一匝)傳感器 後再引回PT接地。如PT處不易接地，也可在容性設備漏電流測量裝置處接地。注意在PT 未斷電前，不能解開容性設備漏電流測量裝置中末屏接地線。三相末屏電流各有一個引下 線，用6mm2屏蔽電纜與容性設備漏電流測量裝置的三相對應端號聯接後解開引下線，末屏 引下線在接入過程中接地線不能開路，並安裝蛇皮管或鋼管護套。檢查方法A、末屏與地之間應處於連通狀態。B、相別與測量單元的標誌一致。C、注意電流信號接入極性及接地。容性設備漏電流測量裝置測量原理測量原理分以下幾部分傳感器信號轉換傳感器採集到的信號經過放大、濾波、 反饋等處理後輸出電信號到信號預處理單元。信號預處理單元通過低噪聲、高精度運放器 件0P27G對輸入信號進行相應的放大或縮小，放大或縮小的範圍由DSP通過MAX333控制， 輸入信號再經過由0P27G搭建的二階低通濾波進行兩次濾波，最後輸入的電信號經過低噪 聲、高精度運放器件0P27G放大後輸入到DSP單元。DSP單元由DSP控制A/D採樣，每採樣 20個周波計算一組數據，將電信號轉換成數位訊號，DSP對數位訊號序列採用諧波分析法 進行分析，再通過FFT對信號進行頻域分析，最後計算出信號的有效值及相位等參量；經過 多次測量和數字濾波方法計算出穩定的信號有效值及相位等參量。說明結合圖7，容性設備漏電流測量裝置預處理單元(交流模擬量通道)(1)由精密電阻R107和R108構成分壓選擇電路，由多路CMOS模擬開關MAX333控 制輸入信號的縮小比例。縮小比例最大為R108/(R107+R108) =10.(2)由低噪聲、高精度運放器0P27G及精密電阻RllO和R109構成有源同相比例放 大電路，放大比例為:(R110+R109)/R109 = 10.(3)由低噪聲、高精度運放器0P27G及精密電阻R113和R114構成有源同相比 例放大電路，由多路模擬開關MAX333控制電路放大信號或不放大信號，放大比例最大為 (R113+R114)/Rl14 = 10.(4)由低噪聲、高精度運放器0P27G及精密電阻附15、1 116和精密電容(105、(104 構成有源二階低通濾波，截止頻率由Rl 15、Rl 16、C105、C104確定。
權利要求一種容性設備漏電流測量裝置，它是由高精度零磁通穿芯傳感器(15)、信號處理單元(16)和DSP單元(17)組成的，其特徵在於高精度零磁通穿芯傳感器(15)連接信號處理單元(16)，信號處理單元(16)連接DSP單元(17)。
2.根據權利要求1所述的一種容性設備漏電流測量裝置，其特徵在於所述的高精度 零磁通穿芯傳感器(15)包括信號採集模塊(1)、補償反饋模塊(2)、濾波放大模塊(3)和輸 出模塊(4)，信號採集模塊(1)連接補償反饋模塊(2)、補償反饋模塊(2)連接濾波放大模 塊(3)，濾波放大模塊(3)連接輸出模塊(4)。
3.根據權利要求1所述的一種容性設備漏電流測量裝置，其特徵在於所述的信號處 理單元(16)包括信號放大模塊(5)、信號隔離模塊(6)、信號濾波模塊(7)和信號輸出模塊 (8)，信號放大模塊(5)連接信號隔離模塊(6)、信號隔離模塊(6)連接信號濾波模塊(7)， 信號濾波模塊(7)連接信號輸出模塊(8)。
4.根據權利要求1所述的一種容性設備漏電流測量裝置，其特徵在於所述的DSP單 元(17)包括模擬量輸入模塊(9)、AD採樣模塊(10)、係數存儲模塊(11)、中央處理器單 模塊(12)、指示燈顯示模塊(13)和通訊模塊(14)，模擬量輸入模塊(9)連接AD採樣模塊 (10)，AD採樣模塊(10)連接中央處理器單模塊(12)，中央處理器單模塊(12)分別連接系 數存儲模塊(11)、指示燈顯示模塊(13)和通訊模塊(14)。
專利摘要本實用新型提供一種可以在變電設備運行工況下測量設備絕緣漏電流的容性設備漏電流測量裝置。它是由高精度零磁通穿芯傳感器、信號處理單元和DSP單元組成的，高精度零磁通穿芯傳感器連接信號處理單元，信號處理單元連接DSP單元。信號採集模塊連接補償反饋模塊、補償反饋模塊連接濾波放大模塊，濾波放大模塊連接輸出模塊。信號放大模塊連接信號隔離模塊、信號隔離模塊連接信號濾波模塊，信號濾波模塊連接信號輸出模塊。本實用新型可以連續採集變電設備洩露電流和工況電壓信號，連續測量變電設備的運行狀況，實現變電設備在線監測，可以在變電設備運行工況下測量設備的絕緣漏電流。
文檔編號G01R19/25GK201622316SQ20102014124
公開日2010年11月3日 申請日期2010年3月26日 優先權日2010年3月26日
發明者吳明柱, 國際平, 張文瑞, 王懷君 申請人:哈爾濱國力電氣有限公司