一种现场容性设备在线监测装置的校验系统及检验方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种现场容性设备在线监测装置的校验系统及检验方法，该校验系统包括电压取样装置、FM调频发射装置、FM调频接收装置、人机交互装置、电流输出导线及测量传感器。所述校验方法是：先通过电压取样装置获取现场容性设备对应的PT电压信号作为运行参考电压信号；然后通过FM调频发射装置将该运行参考电压信号调制成复合音频信号后进行调频发射，并以无线传输到FM调频接收装置中，经解调、程控调幅调相及放大后输出与PT参考电压同频，相位及幅值可程控设置的基准电流信号；将该基准电流信号与在线监测装置初始电流信号的参数叠加运算，得到电流、电容量及介损理论增量值；再将该基准电流信号注入到在线监测装置中，由在线监测装置测得实际电流、电容量及介损增值；最后将理论增量值与实际增值对比，验证该在线监测装置是否合格。

A check system and test method for on-line monitoring device for on-the-spot capacitive equipment

The invention provides a verification system and a checking method for on-site capacitive equipment on-line monitoring device, which includes voltage sampling device, FM frequency modulation transmitting device, FM frequency modulation receiving device, human-machine interaction device, current output conductor and measuring sensor. The calibration method is: first through the PT voltage signal voltage sampling device to obtain the corresponding capacitive equipment running as the reference voltage signal; and then through the FM FM transmitting device transmits the operation reference voltage signal into a composite audio signal for the FM transmitter, and wireless transmission to FM FM receiver, demodulated, programmable amplitude phase modulation and the amplified output with PT reference voltage with the same frequency, phase and amplitude can reference current signal programmable set; the parameter calculation of the superposition benchmark current signal and the on-line monitoring device of initial current signal, current, capacitance and dielectric loss increment theory; then the reference current signal into online monitoring in the device, by the on-line monitoring device to measure the actual current, capacitance and dielectric loss value; finally the theoretical value and actual value increment comparison, verify the online Whether the monitoring device is qualified or not.

【技术实现步骤摘要】
一种现场容性设备在线监测装置的校验系统及检验方法
本专利技术涉及电力设备在线监测领域，具体是一种现场容性设备在线监测装置的校验系统及检验方法。
技术介绍
在电网中运行的高压电气设备，当其内部存在因制造不良、老化及外力破坏等因素造成的绝缘缺陷时，就会造成设备故障或绝缘事故，严重影响到电网的正常运行。为防止此类重大安全事故的发生，目前采用的传统做法是在设备投运后，定期停电进行预防性试验和检修，以便及时检测出设备内部的绝缘缺陷。但停电预防性试验的试验条件与运行状态相差较大，介损试验通常是在10kV电压下试验，不能正确诊断出高压设备在运行情况下的绝缘状况，更难以发现在两次预防性试验间隔之间发展的缺陷，这将直接影响到预防性试验的试验效果。随着国民经济的发展，全社会对电力供应的可靠性和减少停电时间的要求越来越高；电力系统规模的逐渐发展壮大，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而越来越不能满足电网安全、可靠和高效运行的要求，因此对电气设备运行自动监控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试验的必然发展方向。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、电容型设备等几个方面。越来越多的在线监测测装置已经投入运行，其工作状态正常与否直接关系到对电网系统安全的评估，所以对这类在线监测装置的检测检验工作已经迫在眉睫。传统对线监测装置进行检测有标准电压加标准阻容的校验方式，但是要产生任意大小及角度的电流，所需标准阻容数量非常多，体积大，重量大，不易现场搬运，且调节分辨率不高；另外现有的有线方式取PT电压基准的存在以下问题：当PT电压装置距离校准点容性设备较远时，需要拉很长的信号线，信号会畸变和衰减；在不同校准点挪动校准系统时，需要人工收信号线，放信号线，浪费人力和时间，校准效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种现场容性设备在线监测装置的校验系统及检验方法，以解决
技术介绍
中的问题。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种现场容性设备在线监测装置的校验系统，包括：电压取样装置，与现场容性设备对应的PT电压取样端子连接，用于获取现场容性设备的运行参考电压，并传送给所述FM调频发射装置；FM调频发射装置，与电压取样装置连接，用于将电压取样装置采集到的运行参考电压转换为立体声复合信号，并以无线方式传送给所述FM调频接收装置；FM调频接收装置，用于接收FM调频发射装置传送过来的音频信号并转化为基准电流信号输出至人机交互装置及电流输出导线；人机交互装置，与所述FM调频接收装置连接，用于显示所述FM调频接收装置输出的基准电流信号的参数以及对所述FM调频接收装置输出的基准电流信号的幅值及相位角进行调节设置，使基准电流信号的相位与现场容性设备的工频电压信号保持为设置的相位值，且幅值为设置值；电流输出导线，其两端与所述FM调频接收装置的电流输出端连接，用于穿设在待测的现场容性设备的在线监测装置的测量传感器中；测量传感器，套设在所述现场容性设备的接地引下线上，并与在线监测装置连接，用于将经所述人机交互装置调节设置后、并经所述FM调频接收装置的电流输出端输送至所述电流输出导线中的基准电流信号注入到在线监测装置中；所述人机交互装置还用于读取该在线监测装置当前显示的电流信号的参数作为初始值，与设置好的基准电流信号的参数进行叠加运算，计算出电流、电容量及介损理论增量值，将在线监测装置测得的电流、电容量及介损实际增量值与电流理论增量值进行对比，计算误差，验证在线监测装置的测量是否准确。进一步的，所述FM调频发射装置包括电压信号调理模块及FM发射电路；所述电压信号调理模块包括预加重电路、限幅电路、低通滤波电路及立体声调制电路；所述FM发射电路包括高频振荡器、高频放大器及锁相环频率合成器。进一步的，所述FM调频接收装置包括FM接收电路、工频信号提取与调理模块、程控调幅调相电路、控制电路、中央处理器及功放模块，所述FM接收电路用于接收FM调频发射装置传送的立体声复合信号，然后输出到工频信号提取与调理模块中，将立体声复合信号进行解调、提取、放大后输出现场容性设备的工频电压信号，然后输送给程控调幅调相电路，所述中央处理器与人机交互装置连接，用于接收人机交互装置设置的基准电流幅值及相位参数，通过控制电路对程控调幅调相电路进行调相调幅，使基准电流信号与工频电压信号的相位同步，所述功放模块将调制好的基准电流信号放大后输出到电流输出导线。进一步的，所述工频信号提取与调理模块包括调理电路、带通滤波器及放大电路，所述调理电路用于从立体声复合信号中解调出复合音频信号的混频信号，所述带通滤波器用于从混频信号中提取出现场容性设备的工频电压信号，所述放大电路用于将所述工频电压信号放大后输入到程控调幅调相电路。进一步的，所述程控调幅调相电路，分为调幅模块和调相模块，调幅模块由运放及14位数字电位计构成程控放大器，幅值调节分辨率在1μA以内，调相电路由运放、14位数字电位计及电容组成等幅移相电路，相位调节精度在0.01度以内，14位数字电位计由中央处理器进行控制，实现基准信号的调幅与调相。进一步的，所述电流信号的参数包括全电流、阻性电流、容性电流、相角差、介损及电容量。进一步的，所述电压取样装置为高精度变压器。一种现场容性设备在线监测装置的校验方法，应用上述校验系统进行，所述方法包括以下步骤：步骤一：选择需要被校验的现场容性设备在线监测装置，读取该现场容性设备在线监测装置当前显示的电流信号的参数作为初始值；步骤二：将与FM调频接收装置的电流输出端连接的电流输出导线穿设在与步骤一中需要被校验的现场容性设备在线监测装置连接的测量传感器中；步骤三：通过电压取样装置获取现场容性设备的运行参考电压，作为运行参考电压信号输入FM调频发射装置的电压输入端，然后经FM调频发射装置的电压信号调理模块将接收到的运行参考电压信号转化为复合音频信号后，通过FM调频发射装置的FM发射电路以无线方式发送到FM调频接收装置；步骤四：将步骤三中的复合音频信号，通过FM调频接收装置的无线FM信号接收端输入FM接收电路中，然后由FM接收电路输出到工频信号提取与调理模块中，经工频信号提取与调理模块的调理电路解调出复合音频信号的混频信号，并通过带通滤波器从中提取出现场容性设备的工频电压信号，最后将提取到的所述工频电压信号经放大电路放大后输入到程控调幅调相电路；步骤五：通过程控调幅调相电路对步骤四中提取的工频电压信号进行程控调相和调幅，输出与PT运行参考电压信号同相的电流信号作为基准信号，并通过人机交互装置中对该基准电流信号的相位角及幅值进行调节设置，使基准电流信号的相位角与PT运行参考电压信号保持为设置的相位值，且幅值为设置值；步骤六：将步骤五中设置好的基准电流信号的参数与步骤一中读取的电流信号的参数进行叠加运算，计算出电流、电容量及介损理论增量值；步骤七：将步骤五中设置好相位角及幅值大小的基准电流信号通过功放模块放大后输出到与FM调频接收装置的电流输出端连接的电流输出导线上，然后通过套设在电流输出导线上的与现场容性设备在线监测装置连接的测量传感器注入到现场容性设备在线监测装置中，并读取此时在现场容性设备在线监测装置中所显示出的电流信号的参数测量值，减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种现场容性设备在线监测装置的校验系统，其特征在于：包括电压取样装置(1)，与现场容性设备(8)对应的PT电压取样端子连接，用于获取现场容性设备(8)的运行参考电压，并传送给所述FM调频发射装置(2)；FM调频发射装置(2)，与电压取样装置(1)连接，用于将电压取样装置(1)采集到的运行参考电压转换为立体声复合信号，并以无线方式传送给所述FM调频接收装置(3)；FM调频接收装置(3)，用于接收FM调频发射装置(2)传送过来的音频信号并转化为基准电流信号输出至人机交互装置(4)及电流输出导线(5)；人机交互装置(4)，与所述FM调频接收装置(3)连接，用于显示所述FM调频接收装置(3)输出的基准电流信号的参数以及对所述FM调频接收装置(3)输出的基准电流信号的幅值及相位角进行调节设置，使基准电流信号的相位与现场容性设备的工频电压信号保持为设置的相位值，且幅值为设置值；电流输出导线(5)，其两端与所述FM调频接收装置(3)的电流输出端连接，用于穿设在待测的现场容性设备(8)的在线监测装置(7)的测量传感器(6)中；测量传感器(6)，套设在所述现场容性设备(8)的接地引下线(9)上，并与在线监测装置(7)连接，用于将经所述人机交互装置(4)调节设置后、并经所述FM调频接收装置(3)的电流输出端输送至所述电流输出导线(5)中的基准电流信号注入到在线监测装置(7)中；所述人机交互装置(4)还用于读取该在线监测装置(7)当前显示的电流信号的参数作为初始值，与设置好的基准电流信号的参数进行叠加运算，计算出电流、电容量及介损理论增量值，将在线监测装置(7)测得的电流、电容量及介损实际增量值与电流理论增量值进行对比，计算误差，验证在线监测装置(7)的测量是否准确。...

【技术特征摘要】
1.一种现场容性设备在线监测装置的校验系统，其特征在于：包括电压取样装置(1)，与现场容性设备(8)对应的PT电压取样端子连接，用于获取现场容性设备(8)的运行参考电压，并传送给所述FM调频发射装置(2)；FM调频发射装置(2)，与电压取样装置(1)连接，用于将电压取样装置(1)采集到的运行参考电压转换为立体声复合信号，并以无线方式传送给所述FM调频接收装置(3)；FM调频接收装置(3)，用于接收FM调频发射装置(2)传送过来的音频信号并转化为基准电流信号输出至人机交互装置(4)及电流输出导线(5)；人机交互装置(4)，与所述FM调频接收装置(3)连接，用于显示所述FM调频接收装置(3)输出的基准电流信号的参数以及对所述FM调频接收装置(3)输出的基准电流信号的幅值及相位角进行调节设置，使基准电流信号的相位与现场容性设备的工频电压信号保持为设置的相位值，且幅值为设置值；电流输出导线(5)，其两端与所述FM调频接收装置(3)的电流输出端连接，用于穿设在待测的现场容性设备(8)的在线监测装置(7)的测量传感器(6)中；测量传感器(6)，套设在所述现场容性设备(8)的接地引下线(9)上，并与在线监测装置(7)连接，用于将经所述人机交互装置(4)调节设置后、并经所述FM调频接收装置(3)的电流输出端输送至所述电流输出导线(5)中的基准电流信号注入到在线监测装置(7)中；所述人机交互装置(4)还用于读取该在线监测装置(7)当前显示的电流信号的参数作为初始值，与设置好的基准电流信号的参数进行叠加运算，计算出电流、电容量及介损理论增量值，将在线监测装置(7)测得的电流、电容量及介损实际增量值与电流理论增量值进行对比，计算误差，验证在线监测装置(7)的测量是否准确。2.如权利要求1所述的现场容性设备在线监测装置的校验系统，其特征在于：所述FM调频发射装置(2)包括电压信号调理模块(2-1)及FM发射电路(2-2)；所述电压信号调理模块(2-1)包括预加重电路(2-1a)、限幅电路(2-1b)、低通滤波电路(2-1c)及立体声调制电路(2-1d)；所述FM发射电路(2-2)包括高频振荡器、高频放大器及锁相环频率合成器。3.如权利要求1所述的现场容性设备在线监测装置的校验系统，其特征在于：所述FM调频接收装置(3)包括FM接收电路(3-1)、工频信号提取与调理模块(3-2)、程控调幅调相电路(3-3)、控制电路(3-4)、中央处理器(3-5)及功放模块(3-6)，所述FM接收电路(3-1)用于接收FM调频发射装置(2)传送的立体声复合信号，然后输出到工频信号提取与调理模块(3-2)中，将立体声复合信号进行解调、提取、放大后输出现场容性设备(8)的工频电压信号，然后输送给程控调幅调相电路(3-3)，所述中央处理器(3-5)与人机交互装置(4)连接，用于接收人机交互装置(4)设置的基准电流幅值及相位参数，通过控制电路(3-4)对程控调幅调相电路(3-3)进行调相调幅，使基准电流信号与工频电压信号的相位同步，所述功放模块(3-6)将调制好的基准电流信号放大后输出到电流输出导线(5)。4.如权利要求3所述的现场容性设备在线监测装置的校验系统，其特征在于：所述工频信号提取与调理模块(3-2)包括调理电路(3-2a)、带通滤波器(3-2b)及放大电路(3-2c)，所述调理电路(3-2a)用于从立体声复合信号中解调出复合音频信号的混频信号，所述带通滤波器(3-2b)用于从混频信号中提取出现场容性设备的工频电压信号，所述放大电路(3-2c)用于将所述工频电压信号放大后输入到程控调幅调相电路(3-3)。5.如权利要求3所述的现场容性设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：张露，贺家慧，王永勤，吴彤，罗浪，冯凝，邵华锋，李小双，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，国网湖北省电力公司检修公司，武汉新电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11