CN113391103A - 一种便携式pt电压镜像源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种便携式PT电压镜像源装置,包括若干个电压取样装置和标准电压源装置。电压取样装置安装在变电站内PT电压柜内,获取现场母线PT参考电压信号,通过无线连续脉冲同步方式发送PT电压频率相位信息;标准电压源装置实时连续接收脉冲同步信号,获得PT电压信号的频率及相位信息;标准电压源装置内部的锁相模块在控制模块的控制下,通过内部数模转换单元实现程控调幅调相的基准电压信号输出,再通过功放放大后输出与PT参考电压信号同频同相的镜像PT电压信号。该电压源装置装置采用内部电池供电,体积小,重量轻,现场操作方便。使用该PT电压镜像源可以避免PT电压取样出现的短路风险,节约取PT电压信号的人工,提高现场带电测试的效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备带电测试领域,具体是一种便携式PT电压镜像源装置。
背景技术
氧化锌避雷器是一次设备的保护设备,根据运行经验,其泄漏电流和阻性电流为微安级,当其增量超过50%时,需要对避雷器进行检修。避雷器带电测试是其状态检修的主要手段,通过测量避雷器阻性电流及泄漏电流,与上年同期测试数据进行进行对比,可以辅助判断避雷器的运行状态。常用的带电测试方法是以PT电压向量投影法为主,通过同步采集PT电压信号与避雷器泄漏电流信号,通过夹角投影计算,获得阻性电流。
为了获取PT电压参考,带电测试人员现场需要打开PT柜接入电压取样信号线,由于PT柜端子排多,可能出现错接端子排而导致试验数据错误,影响试验效率;同时可能在接线过程造成PT电压二次侧短路进而导致继保误动作。为了避免接PT信号的风险,目前有通过检修电源及感应电压作参考进行阻性电流测试,但是测量结果误差大,不能真实反映避雷器状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便携式PT电压镜像源装置,以解决背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种便携式PT电压镜像源装置,包括若干个电压取样装置和一个标准电压源装置。
本发明的一种便携式PT电压镜像源装置,包括N个电压取样装置,每个电压取样装置与现场被试避雷器对应的母线PT参考电压信号取样端子连接,用于获取现场被试避雷器的运行参考电压信号,并转换成连续脉冲波形信号,其中连续脉冲波形信号与母线PT参考电压信号同频同相,并通过无线网络(3)实时将连续脉冲波形信号传送给所述标准电压源装置;
标准电压源装置,与电压取样装置中的一个装置通过无线网络连接,用于实时接收电压取样装置中的一个装置发送的包含现场被试避雷器的母线PT参考电压信号频率相位信息的连续脉冲波形信号,并转换成基准电压信号,其中基准电压信号与母线PT电压信号同频同相;
无线网络,用于为电压取样装置中的一个装置与标准电压源装置提供无线通信链路;
标准电压输出线,与所述标准电压源装置的标准电压输出端连接,用于将通过基准电压信号放大后输出的标准电压信号输入到现场避雷器带电测试设备的PT电压取样装置的电压取样端。
在上述方案中,每个所述电压取样装置包括电压取样模块﹑电压信号调理模块﹑电压信号放大模块﹑信号比较模块﹑控制模块及无线发送模块;所述电压取样模块为高精度变压器,用于实现母线PT参考电压信号不失真取样,输出到电压信号调理模块;所述电压信号调理模块为仪表放大电路,用来对取样PT电压取样信号进行放大及前后级阻抗隔离;所述信号比较模块为比较电路,用来对调理后的PT取样信号进行过零比较,输出与母线PT参考电压信号同频同相的连续脉冲波形信号,所述无线发送模块为无线高精度脉冲波形发送模块,在控制模块的控制下,实现连续脉冲波形信号的无线实时发送。
在上述方案中,:所述标准电压源装置包括无线接收模块﹑滤波模块﹑信号比较模块﹑锁相模块﹑人机交互模块﹑相位测量模块﹑基准信号调控模块﹑电压放大输出模块及控制模块;所述无线接收模块为无线高精度脉冲波形接收模块,用于实时接收所述无线发送模块的发送信息,实时输出与母线PT参考电压信号同频同相的连续脉冲波形信号;所述滤波模块为电容电阻组成的无源直流滤波电路,用来对连续脉冲波形信号信号进行滤波,滤除直流信号;信号比较模块与所述信号比较模块功能相同;所述锁相模块为高精度锁相环,用来实现连续脉冲波形信号的频率及相位实时跟踪;所述人机交互模块为触摸显示屏,用来实现PT电压取样装置中无线发射模块各自运行频段选择设置;所述控制模块在所述人机交互模块的命令控制下,利用锁相模块内部的倍频脉冲信号,控制所述控制模块内部的数模转换单元,输出与母线PT参考电压信号同频,幅值及相位可通过所述人机交互模块设置的基准电压信号,连接到所述基准信号调控模块;所述基准信号调控模块内部为数字电阻与电容组成高频滤波电路,用来滤除基准电压信号中的高频杂波信号,并且可在控制模块的控制下对基准电压信号的相位及幅值进行调整;所述电压放大输出模块为MOS对管功放,通过升压变对功放后的电压信号进行升压实现标准电压输出;所述相位测量模块用来测量输出标准电压信号幅值及过零点相对接收到的连续脉冲信号过零点的相位差,通过所述控制模块反馈给所述基准信号调控模块,通过数字电阻的调控实现基准电压信号的相位及幅值调整,保证输出标准电压信号幅值相位与母线PT参考电压信号一致。
在上述方案中,现场PT电压取样装置数量与现场PT电压柜数量相同,同一个变电站内,PT电压取样装置编号与现场PT电压柜一一对应,各不相同,且内部无线发送模块运行频段设置成不一样,且与PT电压取样装置编号一一对应;标准电压源装置内部保存变电站内PT电压柜与取样电压装置编号及运行频段的对应表,现场使用时,需要根据待测避雷器对应的母线电压PT柜编号进行标准电压源装置内无线接收模块的运行频段选择。
与相应技术相比,本发明的优点和有益效果是:
1)若干个电压取样装置以在线的方式安装在变电站现场PT电压柜内,实时在线运行,将PT电压信号频率及相位信息转换成无线脉冲数字电平进行收发,配合使用标准电压源装置即可还原出与幅值相位稳定的PT基准电压信号。
2)在避雷器带电测试时,使用该PT电压源装置,无需再安排专业人员开PT柜接入电压取样信号线,避免错接端子排而导致试验数据错误,降低了带电测试的劳动强度,提高了带电测试效率,同时可以避免接线过程中造成PT电压二次侧短路进而导致继保的误动作。
3)本发明中的标准电压源装置体积小,重量轻,现场操作方便,测试人员将标准电压源装置与避雷器带电测试装置一起随身携带,在被试避雷器点即可获取PT电压参考,方便避雷器带电测试仪取样电压。
附图说明
图1为本发明携式PT电压镜像源装置的结构示意图;
图2为本发明中电压取样装置的电路原理框图;
图3为本发明中标准电压源装置的电路原理框图。
图中:1—电压取样装置;1-1—电压取样模块;1-2—电压信号调理模块;1-3—电压信号放大模块;1-4—信号比较模块;1-5—控制模块;1-6—无线发送模块;2—标准电压源装置;2-1—无线接收模块;2-2—滤波模块;2-3—信号比较模块;2-4—锁相模块;2-5—人机交互模块;2-6—相位测量模块;2-7—基准信号调控模块;2-8—电压放大输出模块,2-9—控制模块;3—无线网络。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1及图2所示,本发明提供的一种便携式PT电压镜像源装置,包括N个电压取样装置1、一个标准电压源装置2和无线网络3。
N个所述电压取样装置1,分别与现场被试避雷器6对应设置的N个母线PT参考电压取样端子一一相配合连接,每个电压取样装置1均通过对应母线PT参考电压取样端子获取现场被试避雷器6对应的母线PT参考电压信号,并转换成连续脉冲波形信号,其中连续脉冲波形信号与母线PT参考电压信号同频同相,并通过无线网络3实时将连续脉冲波形信号传送给所述标准电压源装置2;
所述标准电压源装置2,选择性与每个电压取样装置1通过无线网络3连接,用于实时接收所选择的电压取样装置1发送的包含与现场被试避雷器6对应的母线PT参考电压信号频率相位信息的连续脉冲波形信号,并转换成基准电压信号,其中基准电压信号与现场被试避雷器6对应的母线PT参考电压信号同频同相;
所述无线网络3,用于为电压取样装置1与标准电压源装置2提供无线通信链路;
如图2所示,每个所述电压取样装置1包括电压取样模块1-1﹑电压信号调理模块1-2﹑电压信号放大模块1-3﹑信号比较模块1-4﹑控制模块1-5及无线发送模块1-6。
所述电压取样模块1-1为高精度变压器,用于实现母线PT参考电压信号不失真取样,输出到电压信号调理模块1-2;所述电压信号调理模块1-3为仪表放大电路,用来对取样母线PT参考电压信号进行放大及前后级阻抗隔离;所述信号比较模块1-4为比较电路,用来对调理后的母线PT参考电压信号进行过零比较,输出与母线PT参考电压信号同频同相的连续脉冲波形信号。所述无线发送模块1-6为无线高精度脉冲波形发送模块,在控制模块1-5的控制下,实现连续脉冲波形信号的无线实时发送。
如图3所示,所述标准电压源装置2包括无线接收模块2-1﹑滤波模块2-2﹑信号比较模块2-3﹑锁相模块2-4﹑人机交互模块2-5﹑相位测量模块2-6﹑基准信号调控模块2-7﹑电压放大输出模块2-8及控制模块2-9。
所述无线接收模块2-1为无线高精度脉冲波形接收模块,用于实时接收所述无线发送模块1-6的发送连续脉冲,实时输出与母线PT参考电压信号同频同相的连续脉冲波形信号;所述滤波模块2-2为电容电阻组成的无源直流滤波电路,用来对连续脉冲波形信号进行滤波,滤除直流信号;信号比较模块2-3与所述信号比较模块1-4功能相同;所述锁相模块2-4为高精度锁相环,用来实现连续脉冲波形信号的频率及相位实时跟踪;所述人机交互模块2-5为触摸显示屏,用来实现PT电压取样装置1中无线发射模块各自运行频段选择设置;所述控制模块2-9在所述人机交互模块2-5的命令控制下,利用锁相模块2-4内部的倍频脉冲信号,控制所述控制模块2-9内部的数模转换单元,输出与母线PT参考电压信号同频,幅值及相位可通过所述人机交互模块2-5设置的基准电压信号,连接到所述基准信号调控模块2-7;所述基准信号调控模块2-7内部为数字电阻与电容组成高频滤波电路,用来滤除基准电压信号中的高频杂波信号,并且可在控制模块2-9的控制下对基准电压信号的相位及幅值进行调整;所述电压放大输出模块2-8为MOS对管功放,通过升压变对功放后的电压信号进行升压实现标准电压输出;所述相位测量模块2-6用来测量输出标准电压信号幅值及过零点相对接收到的连续脉冲信号过零点的相位差,通过所述控制模块2-9反馈给所述基准信号调控模块2-7,通过数字电阻的调控实现基准电压信号的相位及幅值调整,保证输出标准电压信号幅值相位与母线PT参考电压信号一致。
所述无线发送模块1-6与所述无线接收模块2-1可以通过2.4G信号频段进行自组网实现无线网络3。无线发送模块1-6与无线接收模块2-1通过IEEE1588高精度网络对时的方式实现连续波形信号的收发。无线发送模块1-6与无线接收模块2-1波形信号的上升沿误差小于3微秒,同时可以收发包含B相母线PT参考电压信号幅值及AC相与B相母线PT参考电压信号相位差信息的数据包,满足避雷器在线监测装置的测量精度校准要求。
变电站现场一组母线PT柜安装一个电压取样装置1,取样B相母线PT参考电压信号,进行调理变换后作为参考同步脉冲波形信号进行发送。电压取样装置同时采集AC相母线PT参考电压信号与B相母线PT参考电压信号的相角差及ABC三相母线PT参考电压信号的幅值,采用数据包发送到标准电压源装置,标准电压源装置根据接收到的参考同步脉冲波形信号及B相母线PT参考电压信号幅值生成B相基准电压信号,再通过AC相与B相的相角差控制DA移相输出AC相基准电压信号,最后通过放大及升压变输出标准电压信号。三相输出标准电压信号的幅值及相位通过所述相位测量模块(2-6)实时测量,并通过所述基准信号调控模块(2-7)实时调整,保证输出标准电压信号与母线PT参考电压信号频率相位幅值一致。
不同PT柜安装的电压取样装置1中的无线发射模块工作在不同的频段,安装完成后,将PT电压柜编号与对应的频段号存储在标准电压源装置2的存储器中。标准电压源装置2现场使用时,可以通过所述人机交互模块(2-5)进行PT电压柜对应的频段选择,选择确定频段后,可以将频段信息输入到所述无线接收模块2-1,无线接收模块2-1按照设置的频段与对应频段的无线发送模块1-6进行组网,实现同步及数传功能。
所述电压取样装置1采用AC220V供电,电源电路包括AC/12VDC模块,3.3V,5V及±12V电压隔离转换电路。3.3V电压用来给控制模块1-5供电,5V电压用来给无线发送模块1-6供电,±12V电压用来给电压信号调理模块1-2,电压信号放大模块1-3及信号比较模块1-4供电。电压取样装置所有模块封装在型材2U机箱中,方便安装在现场PT柜中。
所述标准电压源装置2采用12V/4AH电池供电,电源电路包括充电及放电保护电路,3.3V,5V及±12V电压隔离转换电路。3.3V电压用来给控制模块2-9供电,5V电压用来给无线接收模块2-1供电,±12V电压用来给信号比较模块2-3,锁相模块2-4,基准信号调控模块2-7及电压放大输出模块2-8供电。标准电压源装置2所有模块封装在型材铝盒中,型材铝盒200mm*200mm*60mm,整体重量为3.5kg,方便现场携带。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种便携式PT电压镜像源装置,其特征在于:包括N个电压取样装置(1),每个电压取样装置(1)与现场被试避雷器(6)对应的母线PT参考电压信号取样端子连接,用于获取现场被试避雷器(6)的运行参考电压信号,并转换成连续脉冲波形信号,其中连续脉冲波形信号与母线PT参考电压信号同频同相,并通过无线网络(3)实时将连续脉冲波形信号传送给所述标准电压源装置(2);
标准电压源装置(2),与电压取样装置(1)中的一个装置通过无线网络(3)连接,用于实时接收电压取样装置(1)中的一个装置发送的包含现场被试避雷器(6)的母线PT参考电压信号频率相位信息的连续脉冲波形信号,并转换成基准电压信号,其中基准电压信号与母线PT电压信号同频同相;
无线网络(3),用于为电压取样装置(1)中的一个装置与标准电压源装置(2)提供无线通信链路;
标准电压输出线(4),与所述标准电压源装置(2)的标准电压输出端连接,用于将通过基准电压信号放大后输出的标准电压信号输入到现场避雷器带电测试设备的PT电压取样装置(5)的电压取样端。
2.如权利要求1所述的便携式PT电压镜像源装置,其特征在于:每个所述电压取样装置(1)包括电压取样模块(1-1)﹑电压信号调理模块(1-2)﹑电压信号放大模块(1-3)﹑信号比较模块(1-4)﹑控制模块(1-5)及无线发送模块(1-6);所述电压取样模块(1-1)为高精度变压器,用于实现母线PT参考电压信号不失真取样,输出到电压信号调理模块(1-2);所述电压信号调理模块(1-3)为仪表放大电路,用来对取样PT电压取样信号进行放大及前后级阻抗隔离;所述信号比较模块(1-4)为比较电路,用来对调理后的PT取样信号进行过零比较,输出与母线PT参考电压信号同频同相的连续脉冲波形信号,所述无线发送模块(1-6)为无线高精度脉冲波形发送模块,在控制模块(1-5)的控制下,实现连续脉冲波形信号的无线实时发送。
3.如权利要求1所述的便携式PT电压镜像源装置,其特征在于:所述标准电压源装置(2)包括无线接收模块(2-1)﹑滤波模块(2-2)﹑信号比较模块(2-3)﹑锁相模块(2-4)﹑人机交互模块(2-5)﹑相位测量模块(2-6)﹑基准信号调控模块(2-7)﹑电压放大输出模块(2-8)及控制模块(2-9);所述无线接收模块(2-1)为无线高精度脉冲波形接收模块,用于实时接收所述无线发送模块(1-6)的发送信息,实时输出与母线PT参考电压信号同频同相的连续脉冲波形信号;所述滤波模块(2-2)为电容电阻组成的无源直流滤波电路,用来对连续脉冲波形信号信号进行滤波,滤除直流信号;信号比较模块(2-3)与所述信号比较模块(1-4)功能相同;所述锁相模块(2-4)为高精度锁相环,用来实现连续脉冲波形信号的频率及相位实时跟踪;所述人机交互模块(2-5)为触摸显示屏,用来实现PT电压取样装置(1)中无线发射模块各自运行频段选择设置;所述控制模块(2-9)在所述人机交互模块(2-5)的命令控制下,利用锁相模块(2-4)内部的倍频脉冲信号,控制所述控制模块(2-9)内部的数模转换单元,输出与母线PT参考电压信号同频,幅值及相位可通过所述人机交互模块(2-5)设置的基准电压信号,连接到所述基准信号调控模块(2-7);所述基准信号调控模块(2-7)内部为数字电阻与电容组成高频滤波电路,用来滤除基准电压信号中的高频杂波信号,并且可在控制模块(2-9)的控制下对基准电压信号的相位及幅值进行调整;所述电压放大输出模块(2-8)为MOS对管功放,通过升压变对功放后的电压信号进行升压实现标准电压输出;所述相位测量模块(2-6)用来测量输出标准电压信号幅值及过零点相对接收到的连续脉冲信号过零点的相位差,通过所述控制模块(2-9)反馈给所述基准信号调控模块(2-7),通过数字电阻的调控实现基准电压信号的相位及幅值调整,保证输出标准电压信号幅值相位与母线PT参考电压信号一致。
4.如权利要求1所述的一种便携式PT电压镜像源装置,其特征在于:现场PT电压取样装置数量与现场PT电压柜数量相同,同一个变电站内,PT电压取样装置编号与现场PT电压柜一一对应,各不相同,且内部无线发送模块运行频段设置成不一样,且与PT电压取样装置编号一一对应;标准电压源装置内部保存变电站内PT电压柜与取样电压装置编号及运行频段的对应表,现场使用时,需要根据待测避雷器对应的母线电压PT柜编号进行标准电压源装置内无线接收模块的运行频段选择。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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