CN104897974A - 一种容性设备介质损耗测量方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种容性设备介质损耗测量方法及系统，本容性设备介质损耗测量方法包括：获得容性设备的末屏电流信号与市电参考信号的第一相位差，以及PT设备的电压信号与市电参考信号的第二相位差，且通过第一、第二相位差获得容性设备的末屏电流信号与PT设备的电压信号的相位差，并根据该相位差获得容性设备介质损耗；本发明能获得高精度的介质损耗测量结果，并从根本上解决了容性设备远程测量同步的问题，而无需拖线就能实现介损测量，具有工程施工简单、实施方便的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种远程非同步的容性设备介质损耗测量方法及系统。
背景技术
电力系统容性电气设备主要指电流传感器、套管、耦合电容、电容式电压互感器等。在电力系统中应用广泛，主要起功率补偿、整流滤波和过电压保护等作用，电容器性能的好坏直接关系到电网的正常运行。由于高压电气设备损坏事故中大部分是绝缘损坏引起的，因此及时有效地发现绝缘存在缺陷对于保障电网安全具有重要意义。对于电容型设备(如电压互感器、变压器套管、耦合电容器等)，其绝缘状况的监测参数主要有末屏电流、电容量、介质损耗(tgδ，简称介损)和绝缘电阻等。
工程应用时，测量容性设备的介损需要测量母线电压互感器PT的电压信号和被测设备的末屏电流信号，这时采用常规的方法进行测量，拖线长，信号易损耗和被干扰，并且工程施工较为复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种适于远程、且非同步的容性设备介质损耗测量方法及系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种容性设备介质损耗测量方法，包括：获得容性设备的末屏电流信号与市电参考信号的第一相位差，以及PT设备的电压信号与市电参考信号的第二相位差，且通过第一、第二相位差获得容性设备的末屏电流信号与PT设备的电压信号的相位差，并根据该相位差获得容性设备介质损耗。
进一步，所述第一、第二相位差的获取方法相同，即通过等间隔同步采样的方式分别获取容性设备的末屏电流信号、市电参考信号的N个采样数据，然后对相应N个采样数据分别通过谐波分析方法分别获取容性设备的末屏电流信号、市电参考信号的基波谐相角，且两基波谐相角的差值即为第一相位差。
进一步，所述等间隔同步采样的方式，即在一个周期内分别对被测信号、市电信号进行同步采样，获得所述N个采样数据，且采样频率为fs＝Nf，其中N≥64。
又一方面，为了解决同样的技术问题，本发明还提供了一种容性设备介质损耗测量系统。
本容性设备介质损耗测量系统，包括：电路结构、且功能相同的第一、第二双通道测量单元，所述第一、第二双通道测量单元适于分别获取容性设备的末屏电流信号、PT设备的电压信号分别与市电参考信号的第一、第二相位差，且将第一、第二相位差发送至主处理器模块，以获得容性设备的末屏电流信号与PT设备的电压信号的相位差，并根据该相位差获得容性设备介质损耗。
进一步，所述第一双通道测量单元包括：适于接通容性设备的末屏电流信号的通道CH1取样电路、与所述通道取样电路相连的通道CH1信号调理电路，以及适于接通市电参考信号的通道CH3取样装置、与该通道CH3取样装置与测量通道CH3信号调理电路相连，且所述通道CH1信号调理电路和通道CH3信号调理电路分别通过同步ADC与处理器模块相连；所述处理器模块适于通过等间隔同步采样的方式分别获取容性设备的末屏电流信号、市电参考信号的N个采样数据，然后对所述N个采样数据通过谐波分析方法分别获取容性设备的末屏电流信号和市电参考信号的基波谐相角，且两基波谐相角的差值即为第一相位差。
本发明的有益效果是：本发明能获得高精度的介质损耗测量结果，并从根本上解决了容性设备远程测量同步的问题，而无需拖线就能实现介损测量，具有工程施工简单、实施方便的优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的容性设备介质损耗测量方法的流程图；
图2是本发明的容性设备介质损耗测量系统的原理框图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
名词定义：所谓远程指的是该方法不需要拖线或无线方法就可以测量距离较远的两个工频信号的相位差；所谓非同步指的是不需要时间上严格同时对两个工频信号进行测量。该方法可获得高精度的介损测量结果，从而提高容性设备状态监测设备的质量。
实施例1
如图1所示，本发明的一种容性设备介质损耗测量方法，包括：
步骤S1，获取第一、第二相位差，即获得容性设备的末屏电流信号与市电参考信号的第一相位差以及PT设备的电压信号与市电参考信号的第二相位差
步骤S2，通过第一、第二相位差获得容性设备的末屏电流信号与PT设备的电压信号的相位差即
步骤S3，通过步骤S2获取的相位差获得容性设备介质损耗，即通过计算介质损耗tgδ。
具体的，所述第一、第二相位差的获取方法相同，即通过等间隔同步采样的方式分别获取容性设备的末屏电流信号、市电参考信号的N个采样数据，然后对相应N个采样数据分别通过谐波分析方法分别获取容性设备的末屏电流信号、市电参考信号的基波谐相角即且两基波谐相角的差值即为第一相位差即
进一步，所述等间隔同步采样的方式，即根据工频信号频率，在一个周期内分别对被测信号、市电信号进行同步采样，获得所述N个采样数据，且采样频率为fs＝Nf，其中N≥64；其中，被测信号为容性设备的末屏电流信号或PT设备的电压信号。
实施例2
在实施例1基础上，如图2所示，本发明还提供了一种容性设备介质损耗测量系统，包括：电路结构、且功能相同的第一、第二双通道测量单元，所述第一、第二双通道测量单元适于分别获取容性设备的末屏电流信号、PT设备的电压信号分别与市电参考信号的第一、第二相位差，且将第一、第二相位差发送至主处理器模块，以获得容性设备的末屏电流信号与PT设备的电压信号的相位差，并根据该相位差获得容性设备介质损耗。
具体的，所述第一双通道测量单元包括：适于接通容性设备的末屏电流信号的通道CH1取样电路、与所述通道取样电路相连的通道CH1信号调理电路，以及适于接通市电参考信号的通道CH3取样装置、与该通道CH3取样装置与测量通道CH3信号调理电路相连，且所述通道CH1信号调理电路和通道CH3信号调理电路分别通过同步ADC与处理器模块相连；所述处理器模块适于通过等间隔同步采样的方式分别获取容性设备的末屏电流信号、市电参考信号的N个采样数据，然后对所述N个采样数据通过谐波分析方法分别获取容性设备的末屏电流信号和市电参考信号的基波谐相角，且两基波谐相角的差值即为第一相位差。
所述第二双通道测量单元采用与第一双通道测量单元同样的构造，且通过该第二双通道测量单元中的处理器模块获得第二相位差。
实施例3
在实施例1和实施例2基础上，对本发明的容性设备介质损耗测量方法及系统进行展开说明。
第一双通道测量单元的通道CH1取样电路连接容性设备的末屏电流信号f1(t)，第二双通道测量单元的通道CH2取样电路连接PT设备的电压信号f2(t)，第一、第二双通道测量单元的测量通道CH3均连接220v市电参考信号f3(t)；
第一双通道测量单元等间隔同步采样容性设备的末屏电流信号f1(t)和市电参考信号f3(t)的N个采样数据，然后对上述N个采样数据采用谐波分析方法获取容性设备的末屏电流信号f1(t)和市电参考信号f3(t)的基波谐相角和再根据计算第一相位差
第二双通道测量单元采用同样的方法，即等间隔同步采样PT设备的电压信号f2(t)和市电参考信号f3(t)的N个采样数据，然后对上述N个采样数据采用谐波分析方法获取PT设备的电压信号f2(t)和市电参考信号f3(t)的基波谐相角和再根据计算相位差
根据计算第一被测信号f1(t)和第二被测信号f2(t)相位差
最后，根据计算介质损耗tgδ。
进一步，所述等间隔同步采样是根据工频信号(即容性设备的末屏电流信号f1(t)、PT设备的电压信号f2(t)、市电参考信号f3(t)，且三者是同频率的，只有在同频率下才能获取到相位差)的频率f＝50Hz或60Hz，对容性设备的末屏电流信号f1(t)、市电参考信号f3(t)在一个周期内同步采样N点，以及在一个周期内，对PT设备的电压信号f2(t)、市电参考信号f3(t)同步采样N点，即采样频率为fs＝Nf，且N≥64；本发明无需对三个信号进行同步采样。只需第一双通道测量单元，或第二双通道测量单元中进行同步采样即可获得相应相位差数据。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.一种容性设备介质损耗测量方法，其特征在于，包括：
获得容性设备的末屏电流信号与市电参考信号的第一相位差，以及PT设备的电压信号与市电参考信号的第二相位差，且通过第一、第二相位差获得容性设备的末屏电流信号与PT设备的电压信号的相位差，并根据该相位差获得容性设备介质损耗。
2.根据权利要求1所述的容性设备介质损耗测量方法，其特征在于，所述第一、第二相位差的获取方法相同，即
通过等间隔同步采样的方式分别获取容性设备的末屏电流信号、市电参考信号的N个采样数据，然后对相应N个采样数据分别通过谐波分析方法分别获取容性设备的末屏电流信号、市电参考信号的基波谐相角，且两基波谐相角的差值即为第一相位差。
3.根据权利要求2所述的容性设备介质损耗测量方法，其特征在于，所述等间隔同步采样的方式，即根据工频信号频率f，在一个周期内分别对被测信号、市电信号进行同步采样，以获得所述N个采样数据，且采样频率为fs＝Nf，其中N≥64。
4.一种容性设备介质损耗测量系统，其特征在于，包括：电路结构、且功能相同的第一、第二双通道测量单元，
所述第一、第二双通道测量单元适于分别获取容性设备的末屏电流信号、PT设备的电压信号与市电参考信号的第一、第二相位差，且将第一、第二相位差发送至主处理器模块，以获得容性设备的末屏电流信号与PT设备的电压信号的相位差，并根据该相位差获得容性设备介质损耗。
5.根据权利要求4所述的容性设备介质损耗测量系统，其特征在于，
所述第一双通道测量单元包括：适于接通容性设备的末屏电流信号的通道CH1取样电路、与所述通道取样电路相连的通道CH1信号调理电路，以及适于接通市电参考信号的通道CH3取样装置、与该通道CH3取样装置与通道CH3信号调理电路相连，且所述通道CH1信号调理电路和通道CH3信号调理电路分别通过同步ADC与处理器模块相连；
所述处理器模块适于通过等间隔同步采样的方式分别获取容性设备的末屏电流信号、市电参考信号的N个采样数据，然后对所述N个采样数据通过谐波分析方法分别获取容性设备的末屏电流信号和市电参考信号的基波谐相角，且两基波谐相角的差值即为第一相位差。
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