CN201622316U - 容性设备漏电流测量装置 - Google Patents

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张文瑞
吴明柱
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Abstract

本实用新型提供一种可以在变电设备运行工况下测量设备绝缘漏电流的容性设备漏电流测量装置。它是由高精度零磁通穿芯传感器、信号处理单元和DSP单元组成的，高精度零磁通穿芯传感器连接信号处理单元，信号处理单元连接DSP单元。信号采集模块连接补偿反馈模块、补偿反馈模块连接滤波放大模块，滤波放大模块连接输出模块。信号放大模块连接信号隔离模块、信号隔离模块连接信号滤波模块，信号滤波模块连接信号输出模块。本实用新型可以连续采集变电设备泄露电流和工况电压信号，连续测量变电设备的运行状况，实现变电设备在线监测，可以在变电设备运行工况下测量设备的绝缘漏电流。

Description

容性设备漏电流测量装置
(一)技术领域
本实用新型涉及变电设备，具体说就是一种容性设备漏电流测量装置。
(二)背景技术
目前，变电设备检修均采用在设备停电基础上的预防性试验，检修前对设备是否有缺陷、隐患及其它健康状况缺乏了解，检修工作具有很大的盲目性和局限性。同时增加了停电次数，影响了供电的可靠性；现有的预防性试验电压为10KV，不容易发现设备的缺陷，而在运行电压下对其进行监测，更容易反映设备绝缘的缺陷及隐患；国家电网公司已经颁发的《国家电网公司设备状态检修管理规定(试行)》；《国家电网公司关于规范开展状态检修工作意见》两个管理文件及《输变电设备状态检修试验规程》等技术导则，因此当前国内变电设备的检修方式正处于用预知性的状态检修逐步取代原有的预防性停电定期检修阶段，实现变电设备在线监测是非常必要的，也是未来发展的必然趋势。
(三)发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可以在变电设备运行工况下测量设备绝缘漏电流的容性设备漏电流测量装置。
本实用新型的目的是这样实现的：它是由高精度零磁通穿芯传感器、信号处理单元和DSP单元组成的，高精度零磁通穿芯传感器连接信号处理单元，信号处理单元连接DSP单元。
本实用新型还有以下技术特征：
(1)所述的高精度零磁通穿芯传感器包括信号采集模块、补偿反馈模块、滤波放大模块和输出模块，信号采集模块连接补偿反馈模块、补偿反馈模块连接滤波放大模块，滤波放大模块连接输出模块。
(2)所述的信号处理单元包括信号放大模块、信号隔离模块、信号滤波模块和信号输出模块，信号放大模块连接信号隔离模块、信号隔离模块连接信号滤波模块，信号滤波模块连接信号输出模块。
(3)所述的DSP单元包括模拟量输入模块、AD采样模块、系数存储模块、中央处理器单模块、指示灯显示模块和通讯模块，模拟量输入模块连接AD采样模块，AD采样模块连接中央处理器单模块，中央处理器单模块分别连接系数存储模块、指示灯显示模块和通讯模块。
本实用新型容性设备漏电流测量装置，可以连续采集变电设备泄露电流和工况电压信号，连续测量变电设备的运行状况，实现变电设备在线监测，可以在变电设备运行工况下测量设备的绝缘漏电流，准确测量出设备的绝缘漏电流。
(四)附图说明
图1为本实用新型的整体结构方框图；
图2为本实用新型的泄漏电流信号取样接线图之一；
图3为本实用新型的泄漏电流信号取样接线图之二；
图4为本实用新型的程序流程图；
图5为本实用新型的DSP单元方框图；
图6为本实用新型的预处理单元方框图；
图7为本实用新型的模拟通道处理单元原理图。
(五)具体实施方式
下面结合附图举例对本实用新型作进一步说明。
实施例1：结合图1，本实用新型容性设备漏电流测量装置，它是由高精度零磁通穿芯传感器(15)、信号处理单元(16)和DSP单元(17)组成的，其特征在于：高精度零磁通穿芯传感器(15)连接信号处理单元(16)，信号处理单元(16)连接DSP单元(17)。
本实用新型还有以下技术特征：
所述的高精度零磁通穿芯传感器(15)包括信号采集模块(1)、补偿反馈模块(2)、滤波放大模块(3)和输出模块(4)，信号采集模块(1)连接补偿反馈模块(2)、补偿反馈模块(2)连接滤波放大模块(3)，滤波放大模块(3)连接输出模块(4)。
所述的信号处理单元(16)包括信号放大模块(5)、信号隔离模块(6)、信号滤波模块(7)和信号输出模块(8)，信号放大模块(5)连接信号隔离模块(6)、信号隔离模块(6)连接信号滤波模块(7)，信号滤波模块(7)连接信号输出模块(8)。
所述的DSP单元(17)包括模拟量输入模块(9)、AD采样模块(10)、系数存储模块(11)、中央处理器单模块(12)、指示灯显示模块(13)和通讯模块(14)，模拟量输入模块(9)连接AD采样模块(10)，AD采样模块(10)连接中央处理器单模块(12)，中央处理器单模块(12)分别连接系数存储模块(11)、指示灯显示模块(13)和通讯模块(14)。
实施例2：本实用新型还有以下结构特征：
独有的参考源技术，容性设备漏电流测量装置都以参考源信号为基准。本实用新型容性设备漏电流测量装置，包括高精度零磁通穿芯传感器和信号处理单元，零磁通传感器通过电信号与信号处理单元相连，传感器输出的电信号经过放大、滤波预处理后，输出到DSP单元。DSP单元包括电信号连接的信号采集单元与处理单元，信号采集单元包括至少一片A/D转换芯片，输出电信号连接至DSP单元。本实用新型采取如下的技术解决方案：容性设备漏电流测量装置：由零磁通穿芯传感器、信号预处理单元、DSP单元，电源单元组成。零磁通传感器：是整个测量单元的核心，也是本发明的关键元件，工作原理是电信号穿过传感器后经过磁感应以及反馈补偿输出电信号到信号预处理单元；传感器测量精度高，相位测量精度高：±0.02度；测量范围宽：100μA～700mA；工作温度宽：-35℃～+65℃。信号预处理单元对信号进行放大、滤波、量程选择等处理后，将信号输出到DSP处理单元。DSP单元包括A/D采样单元和计算单元，DSP控制A/D进行采样，然后由计算单元采用谐波分析法，对A/D采样序列进行FFT变换，计算出信号有效值及相位等参量。电源单元：使用线性电源技术，降低电源纹波对装置精度的影响。
实施例3：结合图2-图7，本实用新型容性设备漏电流测量装置，工作步骤如下：
传感器信号转换：传感器采集到的信号经过放大、滤波、反馈等处理后输出电信号到信号预处理单元。信号预处理单元：经过隔直滤波、放大、滤波、选择量程等处理后将信号输出到DSP单元。DSP单元：由DSP控制A/D采样，将电信号转换成数字信号，DSP对数字信号序列采用谐波分析法进行分析，再通过FFT对信号进行频域分析，最后计算出信号有效值及相位等参量；经过多次测量和数字滤波方法计算出稳定的信号有效值及相位等参量。
实施例4：结合图2-图7，本实用新型容性设备漏电流测量装置，所述的容性设备漏电流测量装置安装在电压互感器(PT)的支柱上，构成分布式测量。步骤如下：
将一台容性设备漏电流测量装置用抱箍安装电压互感器的支柱上，用于测量电压互感器的泄露电流信号，信号取样接线方式如下：容性设备漏电流测量装置取样信号为PT的末屏接地电流，将PT的末屏引至容性设备漏电流测量装置，经过穿芯式(一匝)传感器后再引回PT接地。如PT处不易接地，也可在容性设备漏电流测量装置处接地。注意：在PT未断电前，不能解开容性设备漏电流测量装置中末屏接地线。三相末屏电流各有一个引下线，用6mm2屏蔽电缆与容性设备漏电流测量装置的三相对应端号联接后解开引下线，末屏引下线在接入过程中接地线不能开路，并安装蛇皮管或钢管护套。
检查方法：A、末屏与地之间应处于连通状态。
B、相别与测量单元的标志一致。
C、注意电流信号接入极性及接地。
容性设备漏电流测量装置测量原理：
测量原理分以下几部分：传感器信号转换：传感器采集到的信号经过放大、滤波、反馈等处理后输出电信号到信号预处理单元。信号预处理单元通过低噪声、高精度运放器件OP27G对输入信号进行相应的放大或缩小，放大或缩小的范围由DSP通过MAX333控制，输入信号再经过由OP27G搭建的二阶低通滤波进行两次滤波，最后输入的电信号经过低噪声、高精度运放器件OP27G放大后输入到DSP单元。DSP单元由DSP控制A/D采样，每采样20个周波计算一组数据，将电信号转换成数字信号，DSP对数字信号序列采用谐波分析法进行分析，再通过FFT对信号进行频域分析，最后计算出信号的有效值及相位等参量；经过多次测量和数字滤波方法计算出稳定的信号有效值及相位等参量。
说明：
结合图7，容性设备漏电流测量装置预处理单元(交流模拟量通道)：
(1)由精密电阻R107和R108构成分压选择电路，由多路CMOS模拟开关MAX333控制输入信号的缩小比例。缩小比例最大为R108/(R107+R108)＝10.
(2)由低噪声、高精度运放器OP27G及精密电阻R110和R109构成有源同相比例放大电路，放大比例为：(R110+R109)/R109＝10.
(3)由低噪声、高精度运放器OP27G及精密电阻R113和R114构成有源同相比例放大电路，由多路模拟开关MAX333控制电路放大信号或不放大信号，放大比例最大为：(R113+R114)/R114＝10.
(4)由低噪声、高精度运放器OP27G及精密电阻R115、R116和精密电容C105、C104构成有源二阶低通滤波，截止频率由R115、R116、C105、C104确定。

Claims (4)

1.一种容性设备漏电流测量装置，它是由高精度零磁通穿芯传感器(15)、信号处理单元(16)和DSP单元(17)组成的，其特征在于：高精度零磁通穿芯传感器(15)连接信号处理单元(16)，信号处理单元(16)连接DSP单元(17)。
2.根据权利要求1所述的一种容性设备漏电流测量装置，其特征在于：所述的高精度零磁通穿芯传感器(15)包括信号采集模块(1)、补偿反馈模块(2)、滤波放大模块(3)和输出模块(4)，信号采集模块(1)连接补偿反馈模块(2)、补偿反馈模块(2)连接滤波放大模块(3)，滤波放大模块(3)连接输出模块(4)。
3.根据权利要求1所述的一种容性设备漏电流测量装置，其特征在于：所述的信号处理单元(16)包括信号放大模块(5)、信号隔离模块(6)、信号滤波模块(7)和信号输出模块(8)，信号放大模块(5)连接信号隔离模块(6)、信号隔离模块(6)连接信号滤波模块(7)，信号滤波模块(7)连接信号输出模块(8)。
4.根据权利要求1所述的一种容性设备漏电流测量装置，其特征在于：所述的DSP单元(17)包括模拟量输入模块(9)、AD采样模块(10)、系数存储模块(11)、中央处理器单模块(12)、指示灯显示模块(13)和通讯模块(14)，模拟量输入模块(9)连接AD采样模块(10)，AD采样模块(10)连接中央处理器单模块(12)，中央处理器单模块(12)分别连接系数存储模块(11)、指示灯显示模块(13)和通讯模块(14)。
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