CN206563779U - 容性设备智能综合标准试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种容性设备智能综合标准试验装置，其要点在于，它由试验控制操作台、试验变压器、模拟参考试品电容器、模拟被测试品电容器组成，试验控制操作台包含变频试验电源、标准测试仪、介损及阻性电流模拟装置、信号发生器、一台工控计算机和打印机，工控计算机通过串口控制各个功能模块的协调工作并读取测量结果，所有测量过程可在计算机上操控完成，最终完成试验报告的编辑管理工作及输出至打印机打印报告。本实用新型可在实验室真实的模拟一个现场的应用环境，模拟产生现场试验高压，由标准测试与被检表做比对试验;模拟出被试仪器测量范围内任意值得介损和阻性电流测量点，为在线或带电监测装置的校验提供一套完整的解决方案。
Description
技术领域
本实用新型为一种电力测试装置，尤其涉及容性设备综合标准试验装置。
背景技术
现阶段国内高压绝缘带电试验工作主要集中在氧化锌避雷器、电容型设备（电容绝缘型电流互感器、套管、电容式电压互感器、耦合电容器）、GIS局放等几个方面，其工作状态正常与否直接关系到对电网系统安全的评估。这些设备传统的定期停电预防性试验由于存在费时、费力及试验效果不理想等诸多弊端；越来越不满足电网安全、可靠和高效运行的要求，因此对电气设备运行自动监测及绝缘状况在线或带电监测，实现状态检修已经成为未来高压设备发展的方向。越来越多的在线或带电检测手段投入使用，而目前还没有有效方式对其可靠性进行校验。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种安全可靠能对在线（带电）监测装置进行检测的容性设备智能综合标准试验装置。
本实用新型所采用的技术方案为一种容性设备智能综合标准试验装置，其要点在于：它由试验控制操作台、试验变压器、模拟参考试品电容器、模拟被测试品电容器组成，试验控制操作台包含变频试验电源、标准测试仪、介损及阻性电流模拟装置、信号发生器、一台工控计算机和打印机，工控计算机通过串口控制各个功能模块的协调工作并读取测量结果，所有测量过程可在计算机上操控完成，最终完成试验报告的编辑管理工作及输出至打印机打印报告。
所述的标准测试仪由ARM单片机、大屏幕液晶显示器、电流互感器、运算放大器、内置高精度模数转换器对参考信号和被试信号进行同步高速采样，对采样结果作FFT变换，经数字滤波算法，得到被试品与参考试品之间电容比和介损值。
所述的介损及阻性电流模拟装置包含了参考电压模拟、介损模拟、阻性电流模拟，主要用于实验室模拟现场不同电容量及介损耗的被试品，它由信号输入、信号调理、移相调幅单元、恒流单元、信号输出、红外接收器、单片机、显示器、按键组成，高压发生装置的试验变压器输出的高压输出加在模拟试品上，在低压测得到的电流信号输入到介损及阻性电流模拟装置，先对信号进行信号调理即初步的滤波放大，输入到移相调幅单元，移相调幅单元在单片机的控制下，将输出信号调节到用户设定的幅度与相位，幅度对应被试品的电容量，相位对应于介质损耗值，恒流输出接入被检容性设备在线监测装置。
介损调节范围（-0.5~+0.5）。
所述的信号发生器主要用于低压检验方式下产生测量需要的试验电压、电流信号。信号发生器内置两路数字合成的标准正弦信号，可以分别进行调幅电路、调相电路、经过恒压放大电路恒流放大电路输出。参考信号可选择电压输出或者电流输出。信号源还可以叠加3次、5次、7次谐波。谐波相位和大小都可以单独调节。
本实用新型可在实验室真实的模拟一个现场的应用环境，模拟产生现场试验高压，由高精度等级的介损测试和金属氧化物氧化锌阻性电流测试的标准测试与被检表做比对试验;容性设备智能综合标准试验装置配置的介损和氧化锌阻性电流模拟装置，用于模拟出被试仪器测量范围内任意值得介损和阻性电流测量点;容性设备智能综合标准试验装置既可以用于容性设备介损电容量的相对法绝对法的高压校验和低压校验；以及金属氧化物避雷器阻性电流在线（或带电）测试校验；还可以用于变压器铁芯电流监测装置校验。为在线或带电监测装置的校验提供一套完整的解决方案。
附图说明
图1是本实用新型总的原理方框图
图2是本实用新型的高压发生装置原理图
图3是标准测试仪工作原理图
图4是介损及阻性电流模拟装置工作原理图
图5是相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器工作原理图
其中：1试验控制操作台11变频试验电源 12标准测试仪121ARM单片机122大屏幕液晶显示器123电流互感器124运算放大器125模数转换器13介损及阻性电流模拟装置135信号调理136移相调幅137恒流单元134红外接收器131单片机132显示器133按键14信号发生器141标准正弦信号142调幅电路143调相电路144经过恒压放大电路145恒流放大电路2试验变压器3模拟参考试品电容器4模拟被测试品电容器。
具体实施方式
下面结合视图对本实用新型进行详细的描述，所列举的实施例可以使本专业的技术人员更理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。
如图1-5所示，一种容性设备智能综合标准试验装置，整套装置分4大组件组成：试验控制操作台1、试验变压器2、模拟参考试品电容器3、模拟被测试品电容器4。
试验控制操作台1集成了变频试验电源11、标准测试仪12（内置介损电容量、氧化锌避雷器阻性电流及变压器铁芯接地电流测量功能）、介损及阻性电流模拟装置13（包括介损模拟装置、参考电压模拟装置和阻性电流模拟装置）、信号发生器14、一台工控计算机15和打印机16，工控计算机通过串口控制各个功能模块的协调工作并读取测量结果，所有测量过程可在计算机上操控完成。最终可完成试验报告的编辑管理工作及输出至打印机16打印报告。
如图2所示，高压发生装置
高压发生装置主要由可控制的变频试验电源11、试验变压器2组成，由试验变压器2输出的高压输出同时与模拟参考电容器模块3、模拟被试品电容器模块4连接。根据测量系统的需要，如果需要分析频率特性，变频试验电源11可变频输出，这样可以实现试验电压和实验频率的程度调控，便于实现系统的全自动测量。
如图3所示，标准测试仪
标准测试仪12是系统中作为测量比对的参考标准，也是作为系统标准传递的关键设备。本系统中标准测试仪同时具备有三种测试功能：介质损耗及电容量测量、氧化锌避雷器阻性（容性）电流测量、变压器铁心接地电流测量。
标准测试仪12用于测量容性被试品的介质损耗及电容量，与被检在线监测装置做比对，采用ARM单片机121、大屏幕液晶显示器122，电流信号采用了高精度穿心电流互感器123，内置高精度模数转换器125对参考信号和被试信号进行同步高速采样，对采样结果作FFT变换，经数字滤波算法，得到被试品与参考试品之间电容比和介损值。试验数据不受谐波影响，抗干扰能力强。运用傅立叶频谱分析算法，可避免波形畸变对测试结果的影响。自动跟踪试验信号的频率，能适应45Hz~65Hz工频范围内介损的测量。
如图4所示，介损及阻性电流模型装置
介损及阻性电流模型装置13用于在高压模拟法时模拟电容型设备及氧化锌避雷器的各种状态。包含了参考电压模拟装置，介损模拟装置和阻性电流模拟装置。主要用于实验室模拟现场不同电容量及介损耗的被试品，它由信号输入、信号调理135、移相调幅单元136、恒流单元137、信号输出、红外接收器134、单片机131、显示器132、按键133组成，高压发生装置的试验变压器2输出的高压输出加在模拟试品上，在低压测得到的电流信号输入到介损模拟装置，先对信号进行初步的信号调理135，输入到移相调幅单元136，移相调幅单元136在单片机131的控制下，将输出信号调节到用户设定的幅度与相位，进入恒流单元137，幅度对应被试品的电容量，相位对应于介质损耗值。恒流输出可接入被检容性设备在线监测装置。由于采用的是模拟介损调节，只是对信号的处理，不是真实的损耗，所以不需要串联大功率高耐压电阻的方式进行模拟介损。可以实现大范围的介损调节（-0.5~+0.5），由于采用是低电压元件，容易实现高稳定高可靠。介损的调节，采用程控方式调节，能在带电状态下（施加高压情况下）进行档位切换，使用更加方便，大大提高了校验工作的效率。
如图5所示，信号发生器
信号发生器14主要用于低压检验方式下产生测量需要的试验电压、电流信号。信号发生器内置两路数字合成的标准正弦信号，可以分别经过调幅电路142、调相电路143、经过恒压放大电路144、恒流放大电路145输出。参考信号可选择电压输出或者电流输出。信号源还可以叠加3次、5次、7次谐波。谐波相位和大小都可以单独调节。
Claims (5)
1.一种容性设备智能综合标准试验装置，其特征在于：它由试验控制操作台（1）、试验变压器（2）、模拟参考试品电容器（3）、模拟被测试品电容器（4）组成，试验控制操作台（1）包含变频试验电源（11）、标准测试仪（12）、介损及阻性电流模拟装置（13）、信号发生器（14）、一台工控计算机（15）和打印机（16）， 工控计算机通过串口控制各个功能模块的协调工作并读取测量结果，所有测量过程可在计算机上操控完成，最终完成试验报告的编辑管理工作及输出至打印机（16）打印报告。
2.根据权利要求1所述的一种容性设备智能综合标准试验装置，其特征在于所述的标准测试仪（12）由ARM单片机（121）、大屏幕液晶显示器（122）、电流互感器（123）、运算放大器（124）、内置高精度模数转换器（125）对参考信号和被试信号进行同步高速采样，对采样结果作FFT变换，经数字滤波算法，得到被试品与参考试品之间电容比和介损值。
3.根据权利要求1所述的一种容性设备智能综合标准试验装置，其特征在于所述的介损及阻性电流模拟装置（13）包含了参考电压模拟、介损模拟、阻性电流模拟，主要用于实验室模拟现场不同电容量及介损耗的被试品，它由信号输入、信号调理（135）、移相调幅单元（136）、恒流单元（137）、信号输出、红外接收器（134）、单片机（131）、显示器（132）、按键（133）组成，高压发生装置的试验变压器（2）输出的高压输出加在模拟试品上，在低压测得到的电流信号输入到介损及阻性电流模拟装置，先对信号进行信号调理（135）即初步的滤波放大，输入到移相调幅单元（136），移相调幅单元（136）在单片机（131）的控制下，将输出信号调节到用户设定的幅度与相位，幅度对应被试品的电容量，相位对应于介质损耗值，恒流输出接入被检容性设备在线监测装置。
4.根据权利要求3所述的一种容性设备智能综合标准试验装置，其特征在于介损调节范围（-0.5~+0.5）。
5.根据权利要求1所述的一种容性设备智能综合标准试验装置，其特征在于所述的信号发生器(14)主要用于低压检验方式下产生测量需要的试验电压、电流信号，信号发生器内置两路数字合成的标准正弦信号（141），可以分别进行调幅电路（142）、调相电路（143）、经过恒压放大电路（144）、恒流放大电路（145）输出，参考信号可选择电压输出或者电流输出，信号源叠加3次、5次或7次谐波，谐波相位和大小都可以单独调节。
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