CN205229268U - 基于高压端取样的电压电流采样装置和发电机绝缘测试电路 - Google Patents

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涂小涛
范毅
程澜
胡卫
陶柳凤
林德泉
徐展锋
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Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种基于高压端取样的电压电流采样装置和发电机绝缘测试电路，包括均压罩外壳及在均压罩外壳内的取样电容、第一、二取样电阻、数据处理电路、无线通信模块和电源模块，均压罩外壳上安装有高压输入端、第一至三高压输出端和天线接口；取样电容、第一、二取样电阻的一端均与高压输入端电连接，取样电容另一端与第一高压输出端电连接，第一取样电阻另一端与第二高压输出端电连接，第二取样电阻另一端与第三高压输出端电连接；无线通信模块的天线端与天线接口电连接，数据处理电路采集施加在取样电容两端的电压量、通过第一取样电阻的电流量和通过第二取样电阻的电流量并将该三者转换成数字信号后通过无线通信模块发送给外部设备。

Description

基于高压端取样的电压电流采样装置和发电机绝缘测试电路
技术领域
本实用新型涉及一种基于高压端取样的电压电流采样装置和发电机绝缘测试电路。
背景技术
随着经济发展，电力工业持续健康发展，国内发电机的装机总量和发电量进一步增长，电网规模逐渐扩大。发电机作为电力系统的电源中心，其正常运行对保证电网的安全稳定具有重要的作用。发电机出现故障停运，不仅给发电企业造成严重的经济损失，也会影响电网的安全稳定运行。对大型发电机绝缘性能进行科学检测和正确状态评估，制订科学合理的运行、检修和更新计划，可以提高发电效率，提升电网运行的安全可靠性。
介质特征参数(包括：介质损耗因数tanδ、介质损耗因数增量Δtanδ、电容量C、电容增加率ΔC)是电气设备尤其是大型发电机主绝缘的重要参数，常用于评估发电机主绝缘老化特征。普遍认为，绝缘老化时，介质损耗因数和电容量均有所增加，明确表现为介质损耗因数和电容随着电压增加而增大。介质损耗现场测量时，电气设备接地通常较难打开，如果采用在低压端接入电压、电流传感器的方法，要做到对小信号的精确取样，难度较大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于高压端取样的电压电流采样装置，以及应用该电压电流采样装置在高压端实现采样的发电机绝缘测试电路，以解决现有发电机绝缘测试电路在低压端采样存在高精度取样难度大、不安全的问题。
解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种基于高压端取样的电压电流采样装置，用于在发电机绝缘测试中进行高压端电压电流采样，其特征在于：所述的电压电流采样装置包括均压罩外壳以及安装在均压罩外壳内部的取样电容、第一取样电阻、第二取样电阻、数据处理电路、无线通信模块和电源模块，所述均压罩外壳上安装有与均压罩外壳电连接的高压输入端以及与均压罩外壳相绝缘的第一高压输出端、第二高压输出端、第三高压输出端和天线接口；所述取样电容、第一取样电阻和第二取样电阻的一端均与所述高压输入端电连接，所述取样电容的另一端与所述第一高压输出端电连接，所述第一取样电阻的另一端与所述第二高压输出端电连接，所述第二取样电阻的另一端与所述第三高压输出端电连接；所述电源模块为所述无线通信模块和数据处理电路供电，所述无线通信模块的天线端与所述天线接口电连接，所述数据处理电路采集施加在所述取样电容两端的电压量通过所述第一取样电阻的电流量和通过所述第二取样电阻的电流量并将该三者转换成数字信号后通过所述无线通信模块发送给外部设备。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述电源模块为可充电电池及其电源管理模块，所述均压罩外壳上还安装有与均压罩外壳相绝缘的充电接口，所述充电接口与所述电源模块电连接。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述的数据处理电路由输入端高阻隔离的第一至第三电压取样模块、用于放大取样信号的增益调理模块、用于将放大后的取样信号转换成数字信号的模数转换模块和DSP控制系统组成，其中，所述DSP控制系统具有采样数据输出端、采样触发信号输出端和采样数据输入端；所述第一电压取样模块的输入端与所述取样电容并联，所述第二电压取样模块的输入端与所述第一取样电阻并联，所述第三电压取样模块的输入端与所述第二取样电阻并联，所述第一至第三电压取样模块的取样信号输出端分别连接所述增益调理模块的输入端，所述增益调理模块的输出端连接所述模数转换模块的输入端，所述DSP控制系统的采样触发信号输出端连接所述模数转换模块的控制端、采样数据输入端连接所述模数转换模块的输出端、采样数据输出端连接所述无线通信模块的输入端、电源端连接所述电源模块的供电端。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述的DSP控制系统还具有增益控制输出端，所述DSP控制系统的增益控制输出端连接所述增益调理子模块的控制端连接。
一种发电机绝缘测试电路，包括试验电源、分压电阻和标准电容器，其特征在于：所述的发电机绝缘测试电路还包括上述电压电流采样装置；所述试验电源的负极、所述分压电阻的低压端、所述标准电容器的低压端和被测试绝缘介质的低压端相连接并接地，所述电压电流采样装置的高压输入端连接所述试验电源的正极、第一高压输出端连接所述分压电阻的高压端、第二高压输出端连接所述被测试绝缘介质的高压端、第三高压输出端连接所述标准电容器的高压端。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述试验电源由380V交流电源、变压器和电感组成，所述380V交流电源与变压器的初级绕组并联，所述变压器的次级绕组一端为所述试验电源的负极输出端、另一端连接所述电感的一端，所述电感的另一端为所述试验电源的正极输出端。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
第一，本实用新型的电压电流采样装置采用独立电源供电，其通过均压罩外壳直接的连接在发电机绝缘测试电路的高压端，从而能够以发电机绝缘测试电路中的分压电阻、标准电容器和被测试绝缘介质的高压端为信号地对该三者进行高压端取样，以此获得对介质损耗和电容量测量需要的交流试验电压被试品测试电流和标准电容器电流从而对于接地难以打开的电气设备也可以准确完成测量，高压端取样测量结果不受被试品外部污秽泄漏电流的影响，并且，在取样过程中电压电流采样装置整体可以在高压电位悬浮，保证了设备安全，接线操作简单安全。
第二，本实用新型的电压电流采样装置采用大容量可充电电池供电，不需要外接电源，从而能够与其它测量装置隔离，使用更为安全方便。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：
图1为本实用新型的电压电流采样装置的电路原理框图；
图2为本实用新型的发电机绝缘测试电路的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型基于高压端取样的电压电流采样装置，用于在发电机绝缘测试中进行高压端电压电流采样，其包括均压罩外壳以及安装在均压罩外壳内部的取样电容C1、第一取样电阻Rx、第二取样电阻Rs、数据处理电路、无线通信模块和电源模块，均压罩外壳上安装有与均压罩外壳电连接的高压输入端J1以及与均压罩外壳相绝缘的第一高压输出端J2、第二高压输出端J3、第三高压输出端J4和天线接口J5；取样电容C1、第一取样电阻Rx和第二取样电阻Rs的一端均与高压输入端J1电连接，取样电容C1的另一端与第一高压输出端J2电连接，第一取样电阻Rx的另一端与第二高压输出端J3电连接，第二取样电阻Rs的另一端与第三高压输出端J4电连接；电源模块为无线通信模块和数据处理电路供电，无线通信模块的天线端与天线接口J5电连接，数据处理电路采集施加在取样电容C1两端的电压量通过第一取样电阻Rx的电流量和通过第二取样电阻Rs的电流量并将该三者转换成数字信号后通过无线通信模块发送给外部设备。
其中，上述电源模块为大容量的可充电电池及其电源管理模块，均压罩外壳上还安装有与均压罩外壳相绝缘的充电接口J6，充电接口J6与电源模块电连接。
上述数据处理电路由输入端高阻隔离的第一至第三电压取样模块、用于放大取样信号的增益调理模块、用于将放大后的取样信号转换成数字信号的模数转换模块和DSP控制系统组成，其中，DSP控制系统具有采样数据输出端、增益控制输出端、采样触发信号输出端和采样数据输入端；第一电压取样模块的输入端与取样电容C1并联，第二电压取样模块的输入端与第一取样电阻Rx并联，第三电压取样模块的输入端与第二取样电阻Rs并联，第一至第三电压取样模块的取样信号输出端分别连接增益调理模块的输入端，增益调理模块的输出端连接模数转换模块的输入端，DSP控制系统的采样触发信号输出端连接模数转换模块的控制端、采样数据输入端连接模数转换模块的输出端、采样数据输出端连接无线通信模块的输入端、电源端连接电源模块的供电端；DSP控制系统的增益控制输出端连接增益调理子模块的控制端连接。
如图2所示，本实用新型的发电机绝缘测试电路，包括试验电源Ut、分压电阻Cv、标准电容器Cs和上述电压电流采样装置；试验电源Ut的负极、分压电阻Cv的低压端、标准电容器Cs的低压端和被测试绝缘介质Cx的低压端相连接并接地，电压电流采样装置的高压输入端J1连接试验电源Ut的正极、第一高压输出端J2连接分压电阻Cv的高压端、第二高压输出端J3连接被测试绝缘介质Cx的高压端、第三高压输出端J4连接标准电容器Cs的高压端。
其中，上述试验电源Ut由380V交流电源Us、变压器T和电感L组成，380V交流电源Us与变压器T的初级绕组并联，变压器T的次级绕组一端为试验电源Ut的负极输出端、另一端连接电感L的一端，电感L的另一端为试验电源Ut的正极输出端。
从而，外部设备通过无线网络接收本发电机绝缘测试电路发出的电压量电流量和电流量即可计算出CX的介质损耗正切tanδ和电容量C。
本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种基于高压端取样的电压电流采样装置，用于在发电机绝缘测试中进行高压端电压电流采样，其特征在于：所述的电压电流采样装置包括均压罩外壳以及安装在均压罩外壳内部的取样电容(C1)、第一取样电阻(Rx)、第二取样电阻(Rs)、数据处理电路、无线通信模块和电源模块，所述均压罩外壳上安装有与均压罩外壳电连接的高压输入端(J1)以及与均压罩外壳相绝缘的第一高压输出端(J2)、第二高压输出端(J3)、第三高压输出端(J4)和天线接口(J5)；所述取样电容(C1)、第一取样电阻(Rx)和第二取样电阻(Rs)的一端均与所述高压输入端(J1)电连接，所述取样电容(C1)的另一端与所述第一高压输出端(J2)电连接，所述第一取样电阻(Rx)的另一端与所述第二高压输出端(J3)电连接，所述第二取样电阻(Rs)的另一端与所述第三高压输出端(J4)电连接；所述电源模块为所述无线通信模块和数据处理电路供电，所述无线通信模块的天线端与所述天线接口(J5)电连接，所述数据处理电路采集施加在所述取样电容(C1)两端的电压量通过所述第一取样电阻(Rx)的电流量和通过所述第二取样电阻(Rs)的电流量并将该三者转换成数字信号后通过所述无线通信模块发送给外部设备。
2.根据权利要求1所述的电压电流采样装置，其特征在于：所述电源模块为可充电电池及其电源管理模块，所述均压罩外壳上还安装有与均压罩外壳相绝缘的充电接口(J6)，所述充电接口(J6)与所述电源模块电连接。
3.根据权利要求1或2所述的电压电流采样装置，其特征在于：所述的数据处理电路由输入端高阻隔离的第一至第三电压取样模块、用于放大取样信号的增益调理模块、用于将放大后的取样信号转换成数字信号的模数转换模块和DSP控制系统组成，其中，所述DSP控制系统具有采样数据输出端、采样触发信号输出端和采样数据输入端；所述第一电压取样模块的输入端与所述取样电容(C1)并联，所述第二电压取样模块的输入端与所述第一取样电阻(Rx)并联，所述第三电压取样模块的输入端与所述第二取样电阻(Rs)并联，所述第一至第三电压取样模块的取样信号输出端分别连接所述增益调理模块的输入端，所述增益调理模块的输出端连接所述模数转换模块的输入端，所述DSP控制系统的采样触发信号输出端连接所述模数转换模块的控制端、采样数据输入端连接所述模数转换模块的输出端、采样数据输出端连接所述无线通信模块的输入端、电源端连接所述电源模块的供电端。
4.根据权利要求3所述的电压电流采样装置，其特征在于：所述的DSP控制系统还具有增益控制输出端，所述DSP控制系统的增益控制输出端连接所述增益调理子模块的控制端连接。
5.一种发电机绝缘测试电路，包括试验电源(Ut)、分压电阻(Cv)和标准电容器(Cs)，其特征在于：所述的发电机绝缘测试电路还包括权利要求1至4任意一项所述的电压电流采样装置；所述试验电源(Ut)的负极、所述分压电阻(Cv)的低压端、所述标准电容器(Cs)的低压端和被测试绝缘介质(Cx)的低压端相连接并接地，所述电压电流采样装置的高压输入端(J1)连接所述试验电源(Ut)的正极、第一高压输出端(J2)连接所述分压电阻(Cv)的高压端、第二高压输出端(J3)连接所述被测试绝缘介质(Cx)的高压端、第三高压输出端(J4)连接所述标准电容器(Cs)的高压端。
6.根据权利要求5所述的发电机绝缘测试电路，其特征在于：所述试验电源(Ut)由380V交流电源(Us)、变压器(T)和电感(L)组成，所述380V交流电源(Us)与变压器(T)的初级绕组并联，所述变压器(T)的次级绕组一端为所述试验电源(Ut)的负极输出端、另一端连接所述电感(L)的一端，所述电感(L)的另一端为所述试验电源(Ut)的正极输出端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106199138A (zh) * 2016-08-30 2016-12-07 中广核达胜加速器技术有限公司 一种用于检测加速器电极板电压及频率的装置

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