CN103344894A - 一种超高压作业用信号采集系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超高压作业用信号采集系统，由依次连接的隔离处理电路、滤波处理电路、比较电路及反向处理电路构成，还包括同步信号采集装置，采集变压器电压信号，包括壳体、控制模块、信号输出接线口、信号采集接线口。与现有技术相比，本发明使用该装置进行单点局放测试的作业时间已从原来的51.68分钟缩短到现在的28.37分钟，大大节省了作业时间，并且对输入信号的频率没有要求，对于谐波分量大、存在多个过零点的信号经过该电路处理后仍然可以准确的进行同步信号的采集，可以适用于采集变频信号系统的同步信号。

Description

一种超高压作业用信号采集系统
技术领域
本发明涉及一种信号采集系统，尤其是涉及一种超高压作业用同步信号采集系统。
背景技术
国家电网公司快速推进电力设备“状态检修”运行管理模式建设，即根据设备的健康状况安排检修计划，实施设备检修作业，以减少停电时间。“超高压电缆局放测试”(以下简称“局放作业”)作为目前全球电力电缆检测手段中最先进、最行之有效的措施之一，是实现电缆线路状态监控的最佳途径。但是，已投运电缆现场环境情况复杂，局放信号采集、分辨困难，且没有投运电缆现场测试经验可以借鉴。对于常规整流器、特种电源项目都需要把变压器原边的电压信号引入控制机箱的电压输入板，作为触发的同步信号。对于某些波形畸变比较小的整流系统，有时也将整流变压器副边的电压信号经同步变压器降压后引入系统作为同步信号。保证同步信号相位的准确性，即保证触发脉冲与三相交流输入的同步性，对于整个整流器系统的正常工作是极其重要的。
在现有技术中，常规整流电源装置中，同步信号采集方法一般是设计一个低通滤波器滤除同步信号上的高频干扰信号，获得同步信号中的基波分量。例如将隔离放大电路、电压跟随电路、低通滤波器、带通滤波器、移相电路比例放大电路依次相连接，实现同步信号的采集。但是，常规的低通滤波器、带通滤波器在同一电路中只能很好的通过中心频率的信号，只适用于控制系统所采集到的模拟量均为频率不变的电压值的情况，在特种整流项目中对于输入信号为频率和幅值均变化的情况下，无法准确获得同步信号，进而影响整个整流器系统的工作。
通过现场检测并运用现行的局放测试方法，平均每个测试点的局放测试时间为51.68分钟。其中，设备电源供电以及采集同步信号所需的时间占了74％，这也是超高压局放作业时间长的关键问题所在。如果能够降低这两个步骤的时间，那么检测时间就可以大大缩短，本发明正是为了降低采集同步信号时间所提出的。
发明内容
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解决同步信号的采集受到输入信号频率限制且采集时间过长的超高压作业用信号采集系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种超高压作业用信号采集系统，由依次连接的隔离处理电路、滤波处理电路、比较电路及反向处理电路构成，
所述隔离处理电路对变压器电压信号进行隔离降压处理并转化为电流信号；所述滤波处理电路将电流信号转化为近似为方波的电压信号；所述的比较电路对近似为方波的电压信号进行比较处理，输出标准方波电压信号；所述反向处理电路对标准方波电压信号进行反向处理，输出同步信号，
另外还包括同步信号采集装置，采集变压器电压信号，包括壳体、控制模块、信号输出接线口、信号采集接线口，所述的控制模块设置在所述的壳体内，所述的信号输出接线口及所述的信号采集接线口分别开设在壳体上，所述的控制模块内设置记录信号周期的计数机构、检测输入信号的周期检测机构及同步脉冲发生机构。
所述的计数机构为对输入信号进行计数以检测信号同步周期的机构，所述的周期检测机构为根据计数机构得到的周期，检测具有上述周期的输入信号的机构，所述的同步脉冲发生机构为输出与检测到输入信号同步周期的脉冲的信号输出机构。
所述的隔离处理电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及电压互感器；所述第一电阻与所述第二电阻并联连接后的一端与变压器副边第一输出端相连，所述第一电阻与所述第二电阻并联连接后的另一端与所述电压互感器的第一端相连；所述第三电阻与所述第四电阻并联连接后的一端与变压器副边第二输出端相连，所述第三电阻与所述第四电阻并联连接后的另一端与所述电压互感器的第二端相连。
所述的滤波处理电路包括第一级放大电路及第二级放大电路，所述第一级放大电路与所述第二级放大电路相连；所述的第一级放大电路将电流信号转化为正弦波电压信号；所述的第二级放大电路将所述正弦波电压信号转化为近似为方波的电压信号。
所述的比较电路包括比较器、第五电阻、第六电阻、第七电阻；所述的第五电阻、第六电阻、第七电阻串联连接，第五电阻的一端接地，第七电阻的一端与电源相连；所述比较器的负输入端与第二级放大电路的输出端相连，所述比较器的正输入端与第五电阻、第六电阻的连接端相连，输出端与第六电阻、第七电阻的连接端相连。
所述的反向处理电路由反向器组成，该反向器的输入端与所述的比较器的输出端相连，反向器的输出端输出同步信号。
与现有技术相比，本发明能够实现良好的信号输出，另外同步信号的采集时间均小于10分钟，使用该装置进行单点局放测试的作业时间已从原来的51.68分钟缩短到现在的28.37分钟，大大节省了作业时间，使用的隔离处理电路、滤波处理电路、比较电路以及反向处理电路各个器件对输入信号的频率没有要求，对于谐波分量大、存在多个过零点的信号经过该电路处理后仍然可以准确的进行同步信号的采集，可以适用于采集变频信号系统的同步信号。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为同步信号采集装置的结构示意图。
图中，1为同步信号采集装置、11为壳体、12为控制模块、13为信号输出接线口、14为信号采集接线口、2为隔离处理电路、3为滤波处理电路、4为比较电路、5为反向处理电路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种超高压作业用信号采集系统，其结构如图1所示，包括同步信号采集装置1以及依次连接的隔离处理电路2、滤波处理电路3、比较电路4及反向处理电路5。
同步信号采集装置1采集变压器电压信号，包括壳体11、控制模块12、信号输出接线口13、信号采集接线口14，控制模块12设置在壳体11内，信号输出接线口13及信号采集接线口14分别开设在壳体11上，控制模块12内设置记录信号周期的计数机构、检测输入信号的周期检测机构及同步脉冲发生机构。其中，采用的计数机构为对输入信号进行计数以检测信号同步周期的机构，所述的周期检测机构为根据计数机构得到的周期，检测具有上述周期的输入信号的机构，所述的同步脉冲发生机构为输出与检测到输入信号同步周期的脉冲的信号输出机构。
隔离处理电路2包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及电压互感器；第一电阻与所述第二电阻并联连接后的一端与变压器副边第一输出端相连，第一电阻与第二电阻并联连接后的另一端与电压互感器的第一端相连；第三电阻与第四电阻并联连接后的一端与变压器副边第二输出端相连，第三电阻与第四电阻并联连接后的另一端与电压互感器的第二端相连。
滤波处理电路包括第一级放大电路及第二级放大电路，第一级放大电路与第二级放大电路相连；第一级放大电路将电流信号转化为正弦波电压信号；第二级放大电路将所述正弦波电压信号转化为近似为方波的电压信号。
比较电路包括比较器、第五电阻、第六电阻、第七电阻；第五电阻、第六电阻、第七电阻串联连接，第五电阻的一端接地，第七电阻的一端与电源相连；比较器的负输入端与第二级放大电路的输出端相连，比较器的正输入端与第五电阻、第六电阻的连接端相连，输出端与第六电阻、第七电阻的连接端相连。
反向处理电路由反向器组成，该反向器的输入端与所述的比较器的输出端相连，反向器的输出端输出同步信号。
在使用时，隔离处理电路对同步信号采集装置1采集的变压器电压信号进行隔离降压处理并转化为电流信号；滤波处理电路将电流信号转化为近似为方波的电压信号；比较电路对近似为方波的电压信号进行比较处理，输出标准方波电压信号；反向处理电路对标准方波电压信号进行反向处理，输出同步信号。

Claims (6)

1.一种超高压作业用信号采集系统，由依次连接的隔离处理电路、滤波处理电路、比较电路及反向处理电路构成，
所述隔离处理电路对变压器电压信号进行隔离降压处理并转化为电流信号；所述滤波处理电路将电流信号转化为近似为方波的电压信号；所述的比较电路对近似为方波的电压信号进行比较处理，输出标准方波电压信号；所述反向处理电路对标准方波电压信号进行反向处理，输出同步信号，
其特征在于，还包括同步信号采集装置，采集变压器电压信号，包括壳体、控制模块、信号输出接线口、信号采集接线口，所述的控制模块设置在所述的壳体内，所述的信号输出接线口及所述的信号采集接线口分别开设在壳体上，所述的控制模块内设置记录信号周期的计数机构、检测输入信号的周期检测机构及同步脉冲发生机构。
2.根据权利要求1所述的一种超高压作业用信号采集系统，其特征在于，所述的计数机构为对输入信号进行计数以检测信号同步周期的机构，所述的周期检测机构为根据计数机构得到的周期，检测具有上述周期的输入信号的机构，所述的同步脉冲发生机构为输出与检测到输入信号同步周期的脉冲的信号输出机构。
3.根据权利要求1所述的一种超高压作业用信号采集系统，其特征在于，所述的隔离处理电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及电压互感器；所述第一电阻与所述第二电阻并联连接后的一端与变压器副边第一输出端相连，所述第一电阻与所述第二电阻并联连接后的另一端与所述电压互感器的第一端相连；所述第三电阻与所述第四电阻并联连接后的一端与变压器副边第二输出端相连，所述第三电阻与所述第四电阻并联连接后的另一端与所述电压互感器的第二端相连。
4.根据权利要求1所述的一种超高压作业用信号采集系统，其特征在于，所述的滤波处理电路包括第一级放大电路及第二级放大电路，所述第一级放大电路与所述第二级放大电路相连；所述的第一级放大电路将电流信号转化为正弦波电压信号；所述的第二级放大电路将所述正弦波电压信号转化为近似为方波的电压信号。
5.根据权利要求4所述的一种超高压作业用信号采集系统，其特征在于，所述的比较电路包括比较器、第五电阻、第六电阻、第七电阻；所述的第五电阻、第六电阻、第七电阻串联连接，第五电阻的一端接地，第七电阻的一端与电源相连；所述比较器的负输入端与第二级放大电路的输出端相连，所述比较器的正输入端与第五电阻、第六电阻的连接端相连，输出端与第六电阻、第七电阻的连接端相连。
6.根据权利要求5所述的一种超高压作业用信号采集系统，其特征在于，所述的反向处理电路由反向器组成，该反向器的输入端与所述的比较器的输出端相连，反向器的输出端输出同步信号。
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