CN101535821B - 用于确定电气特性的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
用来确定电气设备(1)的至少一种电气特性的装置。该装置包括：信号注入单元(8)，其被配置为向第一电路(10)注入在第一主频率(f1)的第一测试信号(t1)，以及向第一电路(10)或第二电路(30)注入在第二主频率(f2)的第二测试信号(t2)；信号转换单元(7)，其被配置为测量由第一测试信号(t1)引起的在第一电路中的第一电量和第二电量，以及测量由第二测试信号(t2)引起的在第一电路(10)或第二电路(30)中的第一电量和第二电量；以及处理设备(18)，其包括至少两个模拟输入通道(16，17)，被配置为接收所测量的电量，并基于所测得的电量而确定电气特性；混合单元(13)，被配置为将来自第一测试信号和第二测试信号的第一电量的测量(U1，U2)相加并基于其而生成第一混合信号，将来自第一测试信号和第二测试信号的第二电量的测量(I1，I2)相加并基于其来生成第二混合信号，将第一混合信号提供到处理设备的第一输入通道，以及将第二混合信号提供到处理设备的第二输入通道。将所述处理设备配置为分解所述混合信号，以获得对第一电量和第二电量的测量。
Description
技术领域
本发明涉及用于确定电气设备的电气特性(诸如阻抗或传递函数)的装置和方法。该装置包括：信号注入单元，被配置为向第一电路注入第一主频率的第一测试信号，以及向第一电路或第二电路注入第二主频率的第二测试信号；信号转换电路，被配置为测量由第一测试信号引起的在第一电路中第一电量和第二电量，诸如电流和电压，以及用来测量由第二测试信号引起的在第一电路或第二电路中的第一电量和第二电量；以及处理设备，包括至少两个模拟输入通道，被配置为接收所测量的电量并基于所测得的电量而确定电气特性。
第一电气设备是这样一种设备，其操作电压和/或操作电流足够高而在电气故障的情况下对操作员构成危险或引起周围装置中的一些损坏。因此，必须监控第一电气设备的电气性能，以便在故障的情况下足够快速地做出反应。在一些情况下，一旦检测到故障，将尽快切断电源。
背景技术
在发电、输电和配电领域，对诸如发电机、变压器或输电线的对应电气设备的监控，对于确保电网的可靠性和稳定性是至关重要的。在“Dielectric Spectroscopy in Time and Frequency Domain for HVPower Equipment，Part 1：Theoretical Considerations”(by Zaengl，W.S.；IEEE Electrical Insulation Magazine，vol.19，issue 5，pages 5-19)中，介绍了电介质光谱学(dielectric spectroscopy)方法作为诊断在电力工程中采用的绝缘材料的手段。电介质光谱学也可称作阻抗光谱学(impedance spectroscopy)，并且其基于材料对以特定频率而施加的电磁场的反应。最概括地而言，通过同时地测量材料上的复电压和复电流以及通过确定材料在特定频率的阻抗，而确定材料对所施加的交流(AC)场的响应。电介质光谱学技术(或者如同其可以被称作的电介质响应测量技术)在″Straight Dielectric ResponseMeasurements with High Precision″(conference proceedings fromNord-IS 2005，paper 27by J Hedberg and T Bengtsson.)中有进一步描述。
在欧洲专利申请06445061.2中，使用电介质光谱学的方法来改进应用于多相发电机定子绕组的接地故障检测方法的精度。在定子绕组中的接地故障是内部故障，其可由绕组的绝缘材料的物理损坏或老化而引起，接地故障一般先于诸如定子的相间故障的所有其它可能的发电机故障而发生。因而，重要的是检测绕组中的接地故障来防止发电机中的更严重的故障。将发电机的定子以及中性点通过阻抗连接到地。对于电介质光谱学，将AC测试信号注入到中性点和地之间，并测量定子绕组对该AC信号的响应。根据该测量，确定对地的故障阻抗，其中故障阻抗被建模为并联于绕组电容的故障电阻。
WO96/05516公开了用于监控双电压未接地系统(dual voltageungrounded system)的系统。将监控系统配置为通过向接地端注入测试电流而生成跨过故障阻抗的测量电压来确定故障阻抗。通过使用测量电压和测量电流而计算阻抗。为了确定双电压系统中的两个相的阻抗，注入具有不同频率的两个测试电流，以生成两个测量电压。电流的频率是系统频率的倍数。将测试电流和所测量的电压提供到被配置为计算两个相的阻抗的微控制器单元。将所测量的电流和电压的每个提供到微控制器的模拟输入通道。因而，所需要的输入通道的数量依赖于测量值的数量。在此情况下，需要四个输入通道。然而，输入通道的数量是有限的。例如，在继电器箱中，输入通道的数量被限制为12或24。大部分这些输入通道用于其它目的。具有更多的通道会造成成本增加。
在电力工程中使用的已有处理设备中，经由输入通道将作为模拟信号的测量值递送到将信号转换为数字数据的处理设备。处理设备通常履行若干任务。这些任务通常是不仅控制、保护和监督一个电气设备而且控制、保护和监督整个设施。结果，一个此类处理设备会是相当昂贵的。由于处理设备接收作为模拟信号的测量值，所以输入信号的数量受到限制。因而，希望处理的测量值越多，则需要的模拟输入越多，其导致昂贵的硬件扩展。除此之外，为接线和安装所使用的时间和劳动也增加。
在当今的电气设施中，一方面要求增加性能、可靠性和安全性，在另一方面要求更高的效率和降低的成本，必须对这些方面做出平衡。
发明内容
因此，本发明的目的在于降低测量装置的成本并依然维持装置的性能和可靠性。
通过提供根据权利要求1的装置和根据权利要求20的方法，实现了此目的。
此类装置其特征在于，该装置包括：混合单元，其被配置为将由所述第一测试信号引起的所述第一电量的测量和由所述第二测试信号引起的所述第一电量的测量相加，以及基于其生成第一混合信号，将由所述第一测试信号引起的所述第二电量的测量和由所述第二测试信号引起的所述第二电量的测量相加，并基于其来生成第二混合信号，将所述第一混合信号提供到所述处理设备的第一输入通道，以及将所述第二混合信号提供到所述处理设备的第二输入通道，以及所述处理设备被配置为分解所述混合信号来获得所述第一电量和第二电量的测量。
为实现本发明的目的，引入混合单元，其将所述第一量的第一测量和所述第一量的第二测量相加，并将混合信号提供给所述处理设备的第一输入通道。例如，第一量是电压。利用相加意味着求模拟测量值之和。混合单元还将第二量的第一测量和第二量的第二测量相加，并将混合信号提供到第二输入通道。例如，第二量是电流。继而，处理设备通过分解所混合的信号而获得第一电量和第二电量的测量，并基于其而确定电气特性。例如，电气特性是阻抗或传递函数。本发明的优点在于仅需要两个输入通道而与测量的数量无关，并继而降低了硬件成本。本发明的另一优点在于，测试信号的频率与系统频率无关，系统频率也被称为基础频率。
仅需添加相当小的单元，即混合单元，可将其灵活地适合于当前的需求。仅需在其操作软件中更新处理设备来实现从混合信号中获得单个电压值和单个电流值的附加功能。
第一电气设备和第二电气设备优选地是在发电、输电和配电中使用的设备，诸如发电机、变压器、电动机或输电线。所注入的测试信号可以是电压或电流信号。术语主频率示出了第一测试信号和第二测试信号是时变信号，其频谱显示出一种清晰的主导性频率。最简单的实施方式是正弦测试信号。但是不同频率的组合也是可应用的，只要能够检测到一种主频率。为从所混合的信号中获得电压和电流，处理设备优选地使用基于FFT的算法(快速傅立叶变换)，其将在第一主频率和第二主频率的测量彼此分离，并确定复电压值和复电流值。
有利的是选择在各自设备的非额定值的第一主频率和第二主频率，即分别是能清晰地区别于出现在第一电气设备或第二电气设备中的任何其他谐波的值。在第一电气设备或第二电气设备分别是AC设备或者向单元添加了可以作为AC信号源工作的电气设备的辅助系统(诸如速度仪(speed gauges))的情况下，这是特别有用的。
在本发明的实施方式中，第一电量可以是第一电压而第二电量可以是第二电压。在本发明的另一实施方式中，第一电量可以是第一电流而第二电量可以是第二电流。
根据本发明的实施方式，确定电气设备的两个或更多电气特性。电气特性是对故障的可能的指示。如果针对第一电气设备的完全相同部分确定多于一种电气特性，则引入冗余，其提高了故障检测的可行性。如果通过确定设施中不同电气设备的电量而监控不同的故障源，则能够防止故障设备与完好设备的不利交互，其增加了设施的整体可靠性。
为监控多于一种电气特性并实现本发明的目的，频率注入单元将在第二主频率的第二测试信号注入第一电路或第二电路，其中，将第二电路与第二电气设备相连，以及信号转换单元测量在第一电路或第二电路中的第一电量和第二电量，该第一电量和第二电量由第二测试信号引起。处理设备从第二电压和电流确定第一电气设备或第二电气设备的第二电气特性。
根据本发明的实施方式，所述频率注入单元被配置为至少向所述第一电路注入在第三主频率的第三测试信号，所述信号转换单元被配置为测量由所述第三测试信号引起的在所述第一电路中的第一电量和第二电量，以及所述混合单元被配置为将来自所述第一测试信号、第二测试信号和第三测试信号的所述第一电量的所述测量相加，并基于其而生成第一混合信号，将来自所述第一测试信号、第二测试信号和第三测试信号的所述第二电量的测量相加，以及基于其而生成第二混合信号。尽管将关于六个独立测量的信息提供到处理单元，但是仅需要两个输入通道。例如，这可应用于测量三相输电线或三相配电线的三相的三个对地电阻抗。此实施方式进一步降低了硬件成本。
根据本发明的实施方式，信号转换单元被配置为：测量在第一电路中的第一电压和第一电流，其中由第一测试信号引起第一电压和电流，以及测量在第一电路或第二电路中的第二电压和第二电流，其中由第二测试信号引起第二电压和第二电流，且处理设备被配置为由第一电压和第一电流确定第一电气设备的第一阻抗，以及由第二电压和第二电流确定第一电气设备或第二电气设备的第二阻抗。在此实施方式中，基于电压测量和电流测量确定第一电气单元的阻抗。
根据本发明的实施方式，混合单元包括用来放大第一电压测量的信号的第一放大器，以及用来放大第二电压测量的信号的第二放大器，以及其中将第一和第二放大器串联连接，它们的串联电路的输出连接到第一模拟输入通道。可使用相同的串联放大器布置来将电流测量相加。
由于可通过放大器的电源电压而确定放大器的最大可能输出值，所以串联的放大器不仅执行模拟信号的求和的任务，而且也作为调节放大器输出的幅度以与处理设备的输入范围相匹配的部件。有利地，对于每种新使用情况，能够改变并精细地调整对放大器的调节，其保证了混合单元的高度灵活性。此外，放大器使注入单元和信号转换单元与处理设备去藕，使得它们对彼此的影响最小。
在可选的实施方式中，在混合单元中可以使用互感器替代放大器。将电压或电流测量的信号分别连接到一个互感器的两个对应输入绕组，以及将对应的第一输入通道或第二输入通道连接到该互感器的输出绕组。同时，通过选择合适的变压比，可使用互感器来将输出电压的幅度调节到处理设备的输入范围。
可使用根据本发明的电量测量装置和方法，通过将所测量的电量与特定值或者与电量的预定范围做比较，而检测在第一电气设备或第二电气设备中的故障。如果所测量的电量相距特定值太远或离开了预定范围，则检测到故障。可使用该故障检测用于不同的应用目的。一种应用可以是对第一电气设备或第二电气设备的接地故障检测，其中需要确定各自设备的对地阻抗。如果对地阻抗的实部落入到预定值之下，则检测到接地故障。另一种可能应用是在向设备供电之前，通过向未加电的设备注入第一测试信号和第二测试信号而检测在第一电气设备或第二电气设备中的故障。这降低了当将故障设备连接到其电源时可能发生严重损坏的风险。
在第一电气设备是三相发电机的情况下，也可使用电量测量来识别在发电机接地点中的损坏中性点电阻，在这种情况下如果故障发生不会立即损坏设备但能引起对人的危险以及设备上的过多的电压应力。可布置脱扣逻辑来对电量值进行反应，其中根据发电机的当前操作状态(诸如停止状态、上电状态或同步状态)，该反应可以不同。
为了提高基于电量测量的故障检测的精度，在本发明的特定实施方式中提供温度补偿。在电气设备的特定工作条件之下，高的温度变化可能发生，因而其显著影响电量测量的结果。为能够补偿温度变化，因而根据一个实施方式，建议使用一个或多个温度测量部件来确定第一电路和/或第二电路的至少一部分的工作温度，以及其中处理设备使用各自电路的工作温度来校正第一电压和/或第二电压和第一电流和/或第二电流。进一步地建议直接测量第一电气设备和/或第二电气设备的温度。
在本发明的特定实施方式中，通过监控三相电机的定子绕组和转子绕组的故障条件，来提高三相电机的安全性。如上所述，由于绕组绝缘的老化或机械损坏，三相电气电动机或发电机的绕组可能形成故障。这可能引起内部故障，经由两个同时的接地故障，内部故障可演变为严重的相间故障或匝间短路。由于这些故障不仅危险，而且事后维修成本高昂，因而重要的是在早期阶段检测到绕组中的内部故障。因而，在定子绕组测量第一电量，以及在转子绕组测量第二电量。处理设备比较第一电量与第一预定值，来检测在定子绕组中的故障，以及处理设备比较第二电量与第二预定值，来检测在转子绕组中的故障。
在另一个实施方式中，通过在定子保护中引入冗余，而改进三相发电机的安全性。在一种可能的布置中，通过从同一个信号注入单元注入在两个不同频率的两个测试信号，以及通过使用信号转换和混合单元的不同部分以及不同的输入通道和处理设备的不同输入来测量和处理响应，来确定定子的电量。通过使整个电量测量装置加倍来实现定子保护的完全冗余，其中附加电量测量装置注入至少一种测试信号，其频率不同于由第一装置所注入的频率。继而，可使用此第一装置来同时地执行定子和转子保护。如果附加的电量测量布置也测量定子和转子的电量，则能进一步地扩展此实施方式，以使得为定子和转子二者确定冗余电量值。
定子保护的一种形式是定子接地故障保护。如同在现有技术中描述的，如果将三相电机的定子Y型连接到地中性点，那么定子接地故障保护是可应用的。为确定定子的两个接地电量，需要将在不同频率的两个测试信号注入在中性点和地之间。
除了测量阻抗并根据其值识别故障外，还可通过监控电压测量和电流测量自身而改进或扩展故障检测。例如，零电流指示开路，零电压可能是在注入单元中的错误，应针对其给出恰当的警报。
附图说明
现在，通过参考附图以示例的方式描述本发明，其中：
图1示出了用来确定三相发电机的定子和转子绕组的接地电量的装置的原理图；
图2示出了用来确定两种电量的方法的流程图；
图3示出了图1的装置，其中将该装置加倍以测量冗余的定子电量和转子电量。
图4示出了用电压互感器替代放大器的图1的装置。
具体实施方式
在下面的例子中，基于电压和电流测量而确定阻抗。然而，本发明不限于确定阻抗。也可以基于两个电压测量或两个电流测量而确定传递函数。
图1示出了具有其定子绕组2及其转子绕组28的三相发电机1。将定子绕组2以Y型连接，并将中性点3经由电机接地单元4而接地。使用电压互感器5来将定子接地电路中的电压下变换到可测量水平。替代电压互感器5，可使用开口三角形(open delta)互感器。下面，将电机接地单元4和电压互感器5的组合视作与定子绕组2相连接的第一电路10，这里定子绕组2代表第一电气设备。经由两个滑环29，将发电机1的转子27的转子绕组28连接到励磁器32。将转子绕组28视作第二电气设备。第二电路30连接到转子绕组28，其由励磁器32和耦合电容器31所形成。
使用装置6来测量定子的中性点对地阻抗，以便检测定子绕组2的内部接地故障。装置6包括信号转换单元7，其进而包括信号注入单元8。信号注入单元8生成在第一主频率f1的第一测试信号t1，以及在第二主频率f2的第二测试信号t2。在最简单的情况下，信号可以是正弦信号，即各自的主频率f1或f2是包含于信号中的仅有频率。但是，它们也可以是具有一种支配性频率f1或f2的、包括多个频率的任何其他合适形状，例如矩形脉冲信号。选择主频率f1和f2来异步于出现在发电机1中的任何其他谐波，使得主频率f1和f2可从定子绕组2中可测量的信号的频谱中可区分并能够拾取出。
将第一测试信号t1经由连接9而提供到第一电路10的低压侧，借以将测试信号t1注入到第一电路10。将第二信号t2经由连接33而注入到第二电路30并继而注入到转子绕组28。这是用来确定定子绕组2和转子绕组28的电量的方法的开始步骤19，如图2所示。由信号转换单元7测量定子绕组2对第一测试信号t1的响应以及转子绕组28对第二测试信号t2的响应，所述信号转换单元7经由连接线11与第一电路10连接，并经由线33与第二电路30连接。将分别代表所测得的响应电压和响应电流的对应模拟电压信号，作为第一电压测量U1和第一电流测量I1，以及作为第二电压测量U2和作为第二电流测量I2而输出。在图2中示出了对应的方法步骤20。
将四个测量传送到混合单元13，其包括第一放大器和第二放大器14和15的串联电路，以及第三放大器和第四放大器36和37的另一串联电路。将第一电压测量U1输入到第一放大器14，而将第二电压测量U2输入到第二放大器15。由于将第一放大器和第二放大器的串联电路的输出连接到第一模拟输入通道16，所以执行对第一输出电压和第二输出电压U1和U2的求和，从而生成结果信号S1。将对应的方法步骤称为步骤21。经由第三放大器36和第四放大器37对第一电流测量和第二电流测量I1和I2执行相同的求和。这也由步骤22示出。将结果信号S2传送到第二模拟输入通道17。
将处理设备18连接到第一和第二模拟输入通道16和17，以便接收混合信号S1和S2。处理设备18分解第一混合信号S1，以获得第一电压测量和第二电压测量U1和U2，以及分解第二混合信号S2，以便获得第一电流测量和第二电流测量I1和I2。例如，可根据在“Straight Dielectric Response Measurements with High Precision”(by J.Hedberg and T.Bengtsson，Nord-IS 2005，paper 27)中的描述进行该分解。
继而，由处理设备18分析和处理四个电压和电流信号，以执行下面描述的步骤。从第一电压测量和第二电压测量以及第一电流测量和第二电流测量中，拾取出第一主频率和第二主频率f1和f2，由此获得第一电压和第二电压以及第一电流和第二电流在各自频率的相量：U 1 (f1)，U 2 (f2)，I 1 (f1)，I 2 (f2)。这由图2中的步骤23和步骤24示出。
从第一电压相量U 1 (f1)和第一电流相量I 1 (f1)中，根据步骤25而计算第一阻抗Z 1 ，在图1的情况下，其代表定子绕组2的阻抗，以及根据步骤26，从第二电压相量U 2 (f2)和第二电流相量和I 2 (f2)中计算出第二阻抗Z 2 ，其代表转子绕组28的阻抗。接着，通过将它们与各自的预定值比较，而使用这两个电量用于故障检测。阻抗Z 1 或Z 2 具有比预定值小的实部，这指示各自绕组的接地故障。继而，由处理设备18发起适当的措施，来防止对发电机1的任何严重损坏，例如像发出脱扣信号。如同所能了解的，在此申请情况中，本发明的优点在于能够在仅使用两个模拟输入通道16和17的同时检测定子绕组和转子绕组。
图3示出了与图1相同的单元。附加地，处理设备18示出了进一步的输入42以说明处理设备18执行除电两测量和定子和转子接地故障检测之外的附加任务。此类附加任务可以是在现有技术中已知的各种发电机保护和/或控制功能。图3中，在装置46中提供另外的处理设备43、集成在另外的信号转换单元45中的另外的信号注入单元44，以便执行冗余的定子和转子绕组故障检测。为了测量在定子绕组2的阻抗Z 3 ，将在第三主频率f3的第三测试信号t3经由包含电压互感器48的第三电路47注入定子绕组2。并将转子绕组28的冗余阻抗测量为来自对在第四主频率f4的第四测试信号t4的响应的第四阻抗Z 4 ，该第四测试信号t4经由包含连接到励磁器32的耦合电容器50的第四电路49而注入到转子绕组28。在该另外的混合单元51中，将第三电压测量和第四电压测量以及第三电流测量和第四电流测量U3、U4、I3、I4模拟地提供到混合单元13。继而，将求和得到的电压测量作为第三混合信号S3经由第三模拟输入通道52而传送到该另外的处理设备43，以及将求和得到的电流测量作为第四混合信号S4经由第四模拟输入通道53而传送。该另外的处理设备43以与处理设备18从第一混合信号和第二混合信号S1和S2执行检测相同方式，从第三混合信号和第四混合信号S3和S4中检测在定子绕组或转子绕组中的接地故障。处理设备18和43二者分别地生成脱扣信号54和55，继而将脱扣信号54和55在逻辑单元56中或(OR)连接，以便生成输出脱扣信号57，该脱扣信号57发起将发电机从其电源断开连接。
图4示出了与图1相同的系统，用来确定定子绕组2和转子绕组28的电量。但是，替代两个放大器单元14和15，混合单元13包括第一电压互感器34和第二电压互感器35。除此之外，比图1和图3中更详细地示出了信号转换单元7和注入单元8。
注入单元8包括第一振荡器38以产生用于定子绕组2的第一测试信号t1，以及第二振荡器39以产生用于转子绕组28的第二测试信号t2。两个测试信号都是矩形的。分别跨过振荡器38和39直接测量定子绕组2的第一电压测量U1和转子绕组28的第二电压测量U2。为得到第一电流测量I1和第二电流测量I2，将每个电流分路器40和41分别地与对应的振荡器38和39串联布置。
将第一电压测量和第二电压测量U1和U2的线路连接到第一电压互感器34的两个输入绕组，以及将第一输入通道16连接到其输出绕组。将第一电流测量和第二电流测量I1和I2的线路连接到第二电压互感器35的两个输入绕组，以及将第二输入通道17连接到其输出绕组。由处理设备18以与关于图1所描述的相同方式而执行对混合信号S1和S2的处理。
Claims (21)
1.一种用来确定电气设备(1)的至少一种电气特性的装置，所述装置包括：
·信号注入单元(8)，被配置为向第一电路(10)注入在第一主频率(f1)的第一测试信号(t1)，以及向所述第一电路(10)或向第二电路(30)注入在第二主频率(f2)的第二测试信号(t2)，
·信号转换单元(7)，被配置为测量由所述第一测试信号(t1)引起的在所述第一电路中的第一电量和第二电量，以及测量由所述第二测试信号(t2)引起的在所述第一电路(10)或第二电路(30)中的第一电量和第二电量，以及
·包括至少两个模拟输入通道(16、17)的处理设备，被配置为接收所述测量的电量，以及基于所述测量的电量而确定所述电气特性；
其特征在于，所述装置包括
·混合单元(13)，被配置为
将由所述第一测试信号和第二测试信号引起的所述第一电量的测量(U1，U2)相加，并基于其而生成第一混合信号，
·将所述处理设备配置为分解所述混合信号，以获得对所述第一电量和第二电量的所述测量，其中所述电气特性是阻抗或传递函数，以及其中所述第一电量是电压或电流的任意一种，以及所述第二电量是电压或电流的任意一种。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号注入单元(8)被配置为向所述第一电路(10)注入在第三主频率的第三测试信号，所述信号转换单元(7)被配置为测量由所述第三测试信号(t2)引起的在所述第一电路(30)中的所述第一电量和第二电量，以及所述混合单元(13)被配置为将来自所述第一测试信号、第二测试信号和第三测试信号的所述第一电量的所述测量相加，并基于其而生成所述第一混合信号，将来自所述第一测试信号、第二测试信号和第三测试信号的所述第二电量的测量相加，并基于其而生成所述第二混合信号。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号转换单元(7)被配置为测量在所述第一电路中的第一电压(U 1 (f1))和第一电流(I 1 (f1))，其中所述第一电压(U 1 (f1))和所述第一电流(I 1 (f1))由所述第一测试信号(t1)引起，以及测量在所述第一电路(10)或所述第二电路(30)中的第二电压(U 2 (f2))和第二电流(I 2 (f2))，其中所述第二电压(U 2 (f2))和所述第二电流(I 2 (f2))由所述第二测试信号(t2)引起，以及所述处理设备被配置为从所述第一电压(U 1 (f1))和所述第一电流(I 1 (f1))确定第一电气设备(2)的第一阻抗(Z 1 )，以及从所述第二电压(U 2 (f2))和所述第二电流(I 2 (f2))确定所述第一电气设备(2)或第二电气设备(28)的第二阻抗(Z 1 )。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述混合单元(13)包括用来放大所述第一电压测量(U1)的信号的第一放大器(14)，以及用来放大所述第二电压测量(U2)的信号的第二放大器(15)，以及其中所述第一放大器(14)和所述第二放大器(15)串联连接，以及它们的串联电路的输出连接到所述第一模拟输入通道(16)。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其中所述混合单元(13)包括用来放大所述第一电流测量(I1)的信号的第三放大器(36)，以及用来放大所述第二电流测量(I2)的信号的第四放大器(37)，以及其中将所述第三放大器(36)和所述第四放大器(37)串联连接，以及它们的串联电路的输出连接到所述第二模拟输入通道(17)。
6.根据权利要求3或4所述的装置，其中所述混合单元(13)包括第一电压互感器(34)，其以所述第一电压测量(U1)和所述第二电压测量(U2)作为输入，以到所述第一模拟输入通道(16)的连接作为输出。
7.根据权利要求3或4所述的装置，其中所述混合单元(13)包括第二电压互感器(35)，其以所述第一电流测量(I1)和所述第二电流测量(I2)作为输入，并以到所述第二模拟输入通道(17)的连接作为输出。
8.根据权利要求3或4所述的装置，其中在所述第一电气设备(2)和/或所述第二电气设备(28)是交流设备的情况下，所述第一主频率(f1)和所述第二主频率(f2)分别是所述第一电气设备(2)和/或所述第二电气设备(28)的非额定频率。
9.根据权利要求3或4所述的装置，包括温度测量部件，用来确定所述第一电路(10)和/或所述第二电路(30)的至少一个部分的工作温度，以及其中，所述处理设备使用各自电路的所述工作温度来校正所述第一电压和第一电流(U 1 (f1)，I 1 (f1))和/或所述第二电压和第二电流(U 2 (f2)，I 2 (f2))。
10.根据权利要求3或4所述的装置，附加地包括温度测量部件，用来确定所述第一电气设备(2)和/或第二电气设备(28)的工作温度，以及其中所述处理设备使用各自设备的所述工作温度来校正所述第一电量(U1(f1)，I1(f1))和/或所述第二电量(U2(f2)，I2(f2))。
11.根据权利要求3或4所述的装置，其中所述信号注入单元(8)将所述第一测试信号(t1)和/或所述第二测试信号(t2)经由电压互感器注入到所述第一电气设备(2)或第二电气设备。
12.根据权利要求3或4所述的装置，其中所述信号注入单元(8)将所述第一测试信号(t1)和/或所述第二测试信号(t2)经由开口三角形互感器注入到所述第一电气设备或第二电气设备。
13.根据权利要求11所述的装置，其中所述第一或第二电气设备是电力设备，以及所述信号注入单元(8)将所述第一测试信号(t1)和/或第二测试信号(t2)注入到所述电力设备的至少一相。
14.根据权利要求12所述的装置，其中所述第一或第二电气设备是电力设备，以及所述信号注入单元(8)将所述第一测试信号(t1)和/或第二测试信号(t2)注入到所述电力设备的至少一相。
15.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一电气设备(2)是三相电机的定子绕组，以及其中所述第二电气设备(28)是所述电机的转子绕组，以及其中所述处理设备(18)比较所述第一阻抗(Z1)与第一预定值来检测所述定子绕组中的故障，以及比较所述第二阻抗(Z2)与第二预定值来检测所述转子绕组中的故障。
16.根据权利要求15中所述的装置，其中所述定子绕组Y型连接到接地中性点，其中所述信号注入单元(8)将所述第一测试信号(t1)注入到所述接地中性点和地之间。
17.根据权利要求15或16所述的装置，其中所述信号注入单元(8)通过电容器(31)将所述第二测试信号(t2)注入到所述转子绕组的励磁电路。
18.根据权利要求15或16所述的装置，其中通过以下来获得冗余：
·另外的信号注入单元(44)，其将在第三主频率(f3)的第三测试信号(t3)注入到第三电路(47)，所述第三电路(47)与所述定子绕组相连，
·另外的信号转换单元(45)，其测量由所述第三测试信号(t3)引起的第三电压(U3(f3))和第三电流(I3(f3))，
·另外的处理设备(43)，其从所述第三电压(U3(f3))和第三电流(I3(f3))确定第三阻抗(Z3)。
19.一种用于确定电气设备的电气特性的方法，包括：
·将在第一主频率(f1)的第一测试信号(t1)注入到第一电路(10)，
·将在第二主频率(f2)的第二测试信号(t2)注入到所述第一电路(10)或注入到第二电路(30)，
·测量由所述第一测试信号(t1)引起的在所述第一电路中的第一电量和第二电量，
·测量由所述第二测试信号(t2)引起的在所述第一电路(10)或第二电路(30)中的所述第一电量和第二电量，
·将由所述第一测试信号和第二测试信号引起的所述第一电量的测量(U1，U2)相加，并基于其而生成第一混合信号，
·将由所述第一测试信号和第二测试信号引起的所述第二电量的测量(I1，I2)相加，并基于其而生成第二混合信号，
·将所述第一混合信号提供到处理设备的第一模拟输入通道，
·将所述第二混合信号提供到所述处理设备的第二模拟输入通道，
·经由所述两个模拟输入通道(16，17)接收所述所测量的电量，
·分解所述混合信号以获得对所述第一电量和第二电量的测量，以及
·基于所述所测量的电量而确定所述电气特性，
其中所述电气特性是阻抗或传递函数，以及其中所述第一电量是电压或电流的任意一种，以及所述第二电量是电压或电流的任意一种。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法包括：测量在所述第一电路中的第一电压(U1(f1))和第一电流(I1(f1))，其中由所述第一测试信号(t1)引起所述第一电压(U1(f1))和第一电流(I1(f1))；测量在所述第一电路(10)或所述第二电路(30)中的第二电压(U2(f2))和第二电流(I2(f2))，其中由所述第二测试信号(t2)引起所述第二电压(U2(f2))和第二电流(I2(f2))；将所述第一电压测量(U1)和所述第二电压测量(U2)相加；将所述第一电流测量(I1)和所述第二电流测量(I2)相加；从所述第一模拟输入通道(16)的混合信号(S1)中获得所述第一电压(U1(f1))和所述第二电压(U2(f2))，以及从所述第二模拟输入通道(17)的所述混合信号(S2)中获得所述第一电流(I1(f1))和所述第二电流(I2(f2))；从所述第一电压(U1(f1))和第一电流(I1(f1))确定第一电气设备(2)的第一阻抗(Z1)，以及从所述第二电压(U2(f2))和第二电流(I2(f2))确定所述第一电气设备(2)或第二电气设备(28)的第二阻抗(Z1)。
21.根据权利要求20所述的方法，其中在向所述第一电气设备(2)或所述第二电气设备(28)供电之前，确定所述第一阻抗(Z1)和所述第二阻抗(Z2)。
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