容性設備在線監測標準信號發生器的製作方法
2023-10-19 20:36:02 2
專利名稱：容性設備在線監測標準信號發生器的製作方法
技術領域：
容性設備在線監測標準信號發生器
技術領域：
本實用新型涉及一種容性設備在線監測標準信號發生器，屬於對變壓器在線監測 技術領域。
背景技術：
容性設備的電容量及介質損耗角正切對於諸如套管、CT及其他容性設備絕緣劣化 的早期監測十分重要。容性設備監測系統可在線監測容性設備運行過程中此類參數的變化 情況，可作為關鍵電力設備的狀態監測手段以發現潛伏性故障，避免突發性事故。測量介質 損耗因數是一項靈敏度很高的試驗項目，它可以發現電力設備絕緣整體受潮、劣化變質以 及小體積被試設備貫通和未貫通的局部缺陷。由於測量介質因數對反映上述缺陷具有較高 的靈敏度，所以在電工製造及電力設備交接和預防性試驗中都得到了廣泛的應用。此項檢 測技術也將在容性設備在線監測的系統中得到廣泛的推廣。但是在線監測介損作為一項高精度測試，很容易受到周圍環境幹擾影響，其測試 結果因而容易受到質疑。為此在線監測系統的校準使用的標準信號發生器成為當今急需產 品。容性設備在線監測標準發生器可以幫助人們驗證和校準介損測試以及電容量測試。該 設備用來測試監測裝置的準確性和整個系統的測試效果。對於方便現場測試和在線監測的 需要，提高實驗的精度和效率具有重要意義。目前國內還未出現該類型標準發生器的產品。
發明內容本實用新型要解決的技術問題，在於提供一種容性設備在線監測標準信號發生 器，能夠精確產生標準信號，使人們能夠隨時了解測試系統的狀態和試驗環境的條件，為容 性設備的在線監測的準確性提供依據。本實用新型是這樣實現的一種容性設備在線監測標準信號發生器，包括一標準 信號發生電路、一信號採集電路、一 DSP數據處理電路以及一信號顯示單元；所述標準信號 發生電路、信號採集電路、DSP數據處理電路以及信號顯示單元順次連接。所述標準信號發生電路與信號採集電路之間依次還連接一小信號處理電路、一 I-V轉換電路以及一濾波放大電路。其中，所述標準信號發生電路的阻性電流由20個電阻並聯外加60V電壓得到，容 性電流則由20個電容外加50HZ 60V電壓得到，且每一路所述電阻和電容通過一路開關進 行控制。所述電阻為高精度電阻，所述電容為聚苯電容。所述濾波放大電路是使用頻帶寬度為20HZ，中心頻率為50HZ的FIR二階帶濾波器 進行放大濾波。所述信號採集電路採用16位AD轉換器進行數據採集，並採用差分輸入電路。本實用新型的優點在於能夠精確產生標準信號，使人們能夠隨時了解測試系統 的狀態和試驗環境的條件，為容性設備的在線監測的準確性提供依據。
下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的說明。圖1是本實用新型容性設備標準信號發生器的結構原理圖。圖2是實用新型容性設備標準信號發生器的電路圖。圖3是實用新型中的模擬信號處理電路圖。圖4是本實用新型的信號採集電路圖。
具體實施方式請參閱圖1所示，本實用新型的容性設備在線監測標準信號發生器，包括一標準 信號發生電路、一濾波放大電路、一信號採集電路、一 DSP數據處理電路以及一信號顯示單 元；所述標準信號發生電路、濾波放大電路、信號採集電路、DSP數據處理電路以及信號顯 示單元順次連接。上述的容性設備在線監測標準信號發生器通過所述標準信號發生電路來匹配流 經標準電容和標準電阻的電流從而產生相對應標準介損的tga值與標準阻性電流IK和標 準容性電流Ic，把阻性電流IK和容性電流分別輸入到現場容性設備在線監測裝置進行現 場校準與調試。所述濾波放大電路用於濾除電路中雜波的影響，同時所述信號採集電路用 於對阻性電流和容性電流的同步採集，所述DSP數據處理電路用於對採集的信號進行數字 濾波之後對電流信號通過所述信號顯示單元進行實時顯示。如圖2所示，所述標準信號發生電路的阻性電流由20個1W的高精度電阻
(RiR2---------Rn_iRn在這裡n = 20)並聯外加60V電壓得到，同樣，容性電流則由20個電容
(C^--------CyC；在這裡n = 20)外加50HZ 60V電壓得到，且每一路所述電阻和電容通
過一路開關進行控制。所述電阻為高精度電阻，所述電容為聚苯電容，以保證系統的精度， 同時減少系統本身容性電流的影響。所述標準信號發生電路採用穿芯式交流電流傳感器， 其電流測試範圍在luA 1A。如圖3所示，由於容性設備在線監測標準信號發生器使用環境的特殊性，極易受 到工頻信號以及高頻噪聲的影響，所以有必要對信號進行前級處理。本實用新型採用了所 述濾波放大電路進行濾波而得到理想信號。所述濾波放大電路是使用頻帶寬度為20HZ，中 心頻率為50HZ的FIR 二階帶濾波器進行放大濾波，濾除電路中雜波的影響。該濾波放大電 路是利用理想運算放大器的開環增益較高和深度負反饋的原理設計實現的，電路的連接方 式為通用方式，電路中R1為平衡電阻，C1、C2為供電電源濾波電容，採用並聯方式。R2、C5、 R3、C4組成通用的二階濾波電路，R4、R5用來起放大信號和平衡系統用。如圖4所示，所述信號採集電路採用16位AD轉換器進行數據採集，並採用差分輸 入電路，以保證信號採集的精度，差分輸入電路具有較高抗幹擾能力、EMI抑制能力和動態 範圍高的特點。圖中R4X和R5X為比例放大作用。C1X、C2X並聯在電源兩端起到濾波作用， 電容濾除供電電源對系統雜波幹擾。信號由R3X和R6X差分之後輸出，最終進入後端AD轉 換器的信號為(V+-VJ。在該電路中，對於理想運算放大器而言利用其虛短特性，R1X、R2X、 R3X為串聯方式，這些電路連接均為公知電路。在信號進入AD轉換器之後，信號進入DSP信號處理電路。所述DSP處理電路通過 對信號進行數字濾波和分析計算之後，通過串口發送數據至所述信號顯示單元對數據進行顯不。所述標準信號發生電路與濾波放大電路之間還連接一小信號處理電路，且為了保 證信號濾波放大電路和信號採集電路的一致性，在所述小信號處理電路與濾波放大電路之 間再連接一 I-V轉換電路。使傳感器(1、2)的輸出信號經過I-V轉換電路之後的輸出電壓 信號為0 3V。如前所述，本實用新型的容性設備在線監測標準信號發生器能夠精確產生標準信 號，使人們能夠隨時了解測試系統的狀態和試驗環境的條件，為容性設備的在線監測的準 確性提供依據。
權利要求一種容性設備在線監測標準信號發生器，其特徵在於包括一標準信號發生電路、一信號採集電路、一DSP數據處理電路以及一信號顯示單元；所述標準信號發生電路、信號採集電路、DSP數據處理電路以及信號顯示單元順次連接。
2.根據權利要求1所述的容性設備在線監測標準信號發生器，其特徵在於所述標準 信號發生電路與信號採集電路之間還連接一濾波放大電路。
3.根據權利要求2所述的容性設備在線監測標準信號發生器，其特徵在於所述標準 信號發生電路與濾波放大電路之間還連接一小信號處理電路。
4.根據權利要求3所述的容性設備在線監測標準信號發生器，其特徵在於所述小信 號處理電路與濾波放大電路之間再連接一 I-V轉換電路。
5.根據權利要求1所述的容性設備在線監測標準信號發生器，其特徵在於所述標準 信號發生電路的阻性電流由20個電阻並聯外加60V電壓得到，容性電流則由20個電容外 加50HZ 60V電壓得到，且每一路所述電阻和電容通過一路開關進行控制。
6.根據權利要求4所述的容性設備在線監測標準信號發生器，其特徵在於所述電阻 為高精度電阻，所述電容為聚苯電容。
7.根據權利要求5所述的容性設備在線監測標準信號發生器，其特徵在於所述標準 信號發生電路採用穿芯式交流電流傳感器，其電流測試範圍在luA 1A。
8.根據權利要求2所述的容性設備在線監測標準信號發生器，其特徵在於所述濾波 放大電路是使用頻帶寬度為20HZ，中心頻率為50HZ的FIR 二階帶濾波器進行放大濾波。
9.根據權利要求1所述的容性設備在線監測標準信號發生器，其特徵在於所述信號 採集電路採用16位AD轉換器進行數據採集。
10.根據權利要求9所述的容性設備在線監測標準信號發生器，其特徵在於所述信號 採集電路採用差分輸入電路。
專利摘要本實用新型提供了一種容性設備在線監測標準信號發生器，包括一標準信號發生電路、一信號採集電路、一DSP數據處理電路以及一信號顯示單元；所述標準信號發生電路、信號採集電路、DSP數據處理電路以及信號顯示單元順次連接。本實用新型能夠精確產生標準信號，使人們能夠隨時了解測試系統的狀態和試驗環境的條件，為容性設備的在線監測的準確性提供依據。
文檔編號G01R27/26GK201583599SQ200920181458
公開日2010年9月15日 申請日期2009年11月25日 優先權日2009年11月25日
發明者朱忠勇, 鄭賢貞 申請人:福建和盛高科技產業有限公司