一种电容式电压互感器暂态响应试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电容式电压互感器暂态响应试验装置及其试验方法，包括断路器、电压互感器、选相分合闸控制器、数据采集光电转换模块及上位机和测控模块；断路器、电压互感器及被测电容式电压互感器均并联设置在试验变压器两端；上位机和测控模块与数据采集光电转换模块通讯连接，数据采集光电转换模块与选相分合闸控制器通讯连接，选相分合闸控制器与断路器通讯连接；电压互感器分别与数据采集光电转换模块及选相分合闸控制器连接，数据采集光电转换模块与被测电容式电压互感器连接。本发明专利技术实现全自动快速测量，大幅提高试验效率；同时通过光电隔离，使试验人员可以在远离高压区域的控制室内进行试验，保证试验人员的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种电容式电压互感器暂态响应试验装置及试验方法
本专利技术属于电容式电压互感器试验领域，特别涉及一种电容式电压互感器暂态响应试验装置及试验方法。
技术介绍
电容式电压互感器的国家标准《GB/T20840.5-2013电容式电压互感器的补充技术要求》中对暂态响应试验规定：在高压端子A与接地的低压端子N之间的电源短路后，电容式电压互感器的二次电压，应在规定时间Ts内衰减到相对于短路前电压峰值的某一规定值。试验可在完整的电容式电压互感器上或在由实际电容器组成的等效电路上进行，试验应在实际一次电压Up或等效电路上为Up×C1/(C1+C2)及100％和25％或0％额定负荷时，将高压电源短接进行。试验应在一次电压峰值时进行两次和在一次电压过零值时进行两次，偏离一次电压峰值和过零值得相位角不得超过±20°，Up选择100％、120％和150％或190％额定一次电压的三个电压值。一次和二次电压应记录波形并列入试验报告。暂态响应试验是保护用电容式电压互感器进行型式试验时必须要进行的试验项目。目前的电容式电压互感器实验室进行暂态响应试验时，都是在试验前现场简单的把选相合闸断路器、测量电压互感器和示波器进行临时组合搭建完成试验，并无专用的成套试验装置。由于试验需在三个电压值、两个负载值、以及过零点和峰值点时进行总计24次短路，每次短路时均需要判定试验结果能否满足标准要求，示波器测得的波形并不能直观判断出试验结论，需进行详细计算，因此这种试验装置效率极低；并且由于控制选合闸断路器和示波器测量只能在试验区域进行，试验人员在长时间的试验期间一直处于高压试验区域，若电容式电压互感器出现高压击穿故障，试验人员安全无法得到保证。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有电容式电压互感器试验技术中，暂态响应试验无成套试验装置，导致试验效率低下和试验人员安全无法保证的问题，给出了一种电容式电压互感器暂态响应试验装置及试验方法，可以实现暂态响应试验时断路器分合闸控制和电压测量与高压试验区域的光电隔离，以及每次短路试验数据的高准确度全自动快速分析。为了达到以上目的，本专利技术采取如下技术方案予以实现：一种电容式电压互感器暂态响应试验装置，包括断路器、电压互感器、选相分合闸控制器、数据采集光电转换模块及上位机和测控模块；所述的断路器、电压互感器及被测电容式电压互感器均并联设置在试验变压器两端；所述的断路器，用于接收分合闸指令，用于对试验变压器高压端与地之间进行分合闸操作；电压互感器，用于将高压端电压转换为低电压，提供一次电压数据采集信号和选相参考电压信号；所述的选相分合闸控制器，用于接收分合闸控制指令，根据选相参考电压给断路器发出分闸和含有相位信息的合闸指令；所述的数据采集光电转换模块，用于将上位机和测控模块发出的数字量分合闸指令转换为模拟量分合闸控制指令发送到选相分合闸控制器，采集电压互感器的低电压数据和被测电容式电压互感器的二次电压数据，转换为数字信号后发送到上位机和测控模块；所述的上位机和测控模块，用于发出相位参数和分合闸指令给选相分合闸控制器，接收数据采集光电转换模块发出的数字量高压端一次电压数据和被测电容式电压互感器的二次电压数据。所述的上位机和测控模块包括参数设置模块、接触器控制模块和数据记录分析模块；所述的参数设置模块，用于设置合闸相位要求，设置被测电容式电压互感器准确度等级；所述的接触器控制模块，用于发送合闸相位信息和分合闸指令给选相分合闸控制器，使选相分合闸控制器在接到合闸指令后，按要求的相位控制断路器合闸；同时监测断路器的状态；所述的数据记录分析模块，用于记录采集到的数据采集光电转换模块发出的一次电压数据和被测电容式电压互感器的二次电压数据，将数据绘制成曲线后，按照设定的准确度等级信息，分析本次测试数据是否满足标准要求，显示测试结论，自动记录保存测试数据和曲线。所述的试验变压器高压端设置有保护电阻。所述的选相分合闸控制器和数据采集光电转换模块固定封装于具有屏蔽功能的屏蔽机箱内。所述的屏蔽机箱内部仪器由电源模块供电。所述的屏蔽机箱上设置有多个同轴端口，数据采集光电转换模块分别通过一个同轴端口与电压互感器及被测电容式电压互感器连接。所述的屏蔽机箱上设置有光纤端口，数据采集光电转换模块通过光纤端口与上位机和测控模块通讯。所述的断路器、电压互感器和屏蔽机箱固定在可移动底座上。所述的被测电容式电压互感器为高压交流滤波电容器、高压并联电容器、串联电容器或电力电子电容器。一种电容式电压互感器暂态响应试验装置的试验方法，包括以下步骤：上位机和测控模块发送合闸相位信息和分合闸指令给数据采集光电转换模块；电压互感器的输出电压并联输出，一路给选相分合闸控制器提供选相参考电压，另一路给数据采集光电转换模块提供一次电压数据；选相分合闸控制器接收上位机和测控模块发出的合闸相位要求和分合闸指令，并按照电压互感器所提供的选相参考电压，在指定合闸相位时将合闸指令发送给断路器，断路器按照收到的分合闸指令进行分合闸操作；数据采集光电转换模块采集由电压互感器提供的一次电压数据和被测电容式电压互感器提供的二次电压数据，并发送到上位机和测控模块；同时数据采集光电转换模块接收由上位机和测控模块发出的合闸相位信息和分合闸指令，并将指令发送到选相分合闸控制器；上位机和测控模块接收记录数据采集光电转换模块发出的一次电压和二次电压数据并分析数据，再发送合闸相位信息和分合闸指令给数据采集光电转换模块。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术由断路器、电压互感器、选相分合闸控制器、数据采集光电转换模块及上位机和测控模块组成暂态响应试验装置，断路器接收分合闸指令，并对试验变压器高压端与地之间进行分合闸操作；电压互感器将高压端电压转换为低电压，提供一次电压数据采集信号和选相参考电压信号；选相分合闸控制器接收分合闸控制指令，根据选相参考电压给断路器发出分闸和含有相位信息的合闸指令；数据采集光电转换模块，用于将上位机和测控模块发出的数字量分合闸指令转换为模拟量分合闸控制指令发送到选相分合闸控制器，采集电压互感器的低电压数据和被测电容式电压互感器的二次电压数据，转换为数字信号后发送到上位机和测控模块；通过上位机和测控模块可以实现对每次短路试验数据的快速分析处理，判定测试结论，自动保存测试数据和曲线，实现全自动快速测量，大幅提高试验效率。进一步，本专利技术的装置分为两部分，可移动底座上的装置放置在高压试验区域连接被测电容式电压互感器，上位机和测控模块放置在远离高压区域的控制室内，两部分通过光纤连接通信，实现光电隔离，确保试验人员的安全。进一步，保护电阻用以限制试验变压器在短路时的工作电流，确保试验变压器正常工作。进一步，选相分合闸控制器和数据采集光电转换模块固定封装于具有屏蔽功能的屏蔽机箱内，可以实现暂态响应试验时断路器分合闸控制和电压测量与高压试验区域的光电隔离，保证了试验人员安全。进一步，断路器、电压互感器和屏蔽机箱完成内部电路连接后固定在可移动底座上，为暂态响应试验提高了专用的成套试验装置，提高了试验效率。本专利技术的试验方法通过上位机和测控模块可以实现对每次短路试验数据的快速分析处理，判定测试结论，自动保存测试数据和曲线，实现全自动快速测量，大幅提高试验效率。可以实现暂态响应试验时断路器分合闸控制和电压测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式电压互感器暂态响应试验装置，其特征在于：包括断路器(1)、电压互感器(2)、选相分合闸控制器(3)、数据采集光电转换模块(4)及上位机和测控模块(5)；所述的断路器(1)、电压互感器(2)及被测电容式电压互感器(13)均并联设置在试验变压器(12)两端；所述的断路器(1)，用于接收分合闸指令，用于对试验变压器(12)高压端与地之间进行分合闸操作；所述的电压互感器(2)，用于将高压端电压转换为低电压，提供一次电压数据采集信号和选相参考电压信号；所述的选相分合闸控制器(3)，用于接收分合闸控制指令，根据选相参考电压给断路器(1)发出分闸和含有相位信息的合闸指令；所述的数据采集光电转换模块(4)，用于将上位机和测控模块(5)发出的数字量分合闸指令转换为模拟量分合闸控制指令发送到选相分合闸控制器(3)，采集电压互感器(2)的低电压数据和被测电容式电压互感器(13)的二次电压数据，转换为数字信号后发送到上位机和测控模块(5)；所述的上位机和测控模块(5)，用于发出相位参数和分合闸指令给选相分合闸控制器(3)，接收数据采集光电转换模块(4)发出的数字量高压端一次电压数据和被测电容式电压互感器的二次电压数据。...

【技术特征摘要】
1.一种电容式电压互感器暂态响应试验装置，其特征在于：包括断路器(1)、电压互感器(2)、选相分合闸控制器(3)、数据采集光电转换模块(4)及上位机和测控模块(5)；所述的断路器(1)、电压互感器(2)及被测电容式电压互感器(13)均并联设置在试验变压器(12)两端；所述的断路器(1)，用于接收分合闸指令，用于对试验变压器(12)高压端与地之间进行分合闸操作；所述的电压互感器(2)，用于将高压端电压转换为低电压，提供一次电压数据采集信号和选相参考电压信号；所述的选相分合闸控制器(3)，用于接收分合闸控制指令，根据选相参考电压给断路器(1)发出分闸和含有相位信息的合闸指令；所述的数据采集光电转换模块(4)，用于将上位机和测控模块(5)发出的数字量分合闸指令转换为模拟量分合闸控制指令发送到选相分合闸控制器(3)，采集电压互感器(2)的低电压数据和被测电容式电压互感器(13)的二次电压数据，转换为数字信号后发送到上位机和测控模块(5)；所述的上位机和测控模块(5)，用于发出相位参数和分合闸指令给选相分合闸控制器(3)，接收数据采集光电转换模块(4)发出的数字量高压端一次电压数据和被测电容式电压互感器的二次电压数据。2.根据权利要求1所述的电容式电压互感器暂态响应试验装置，其特征在于：所述的上位机和测控模块(5)包括参数设置模块(14)、接触器控制模块(15)和数据记录分析模块(16)；所述的参数设置模块(14)，用于设置合闸相位要求，设置被测电容式电压互感器准确度等级；所述的接触器控制模块(15)，用于发送合闸相位信息和分合闸指令给选相分合闸控制器(3)，使选相分合闸控制器(3)在接到合闸指令后，按要求的相位控制断路器(1)合闸；同时监测断路器(1)的状态；所述的数据记录分析模块(16)，用于记录采集到的数据采集光电转换模块(4)发出的一次电压数据和被测电容式电压互感器(13)的二次电压数据，将数据绘制成曲线后，按照设定的准确度等级信息，分析本次测试数据是否满足标准要求，显示测试结论，自动记录保存测试数据和曲线。3.根据权利要求1所述的电容式电压互感器暂态响应试验装置，其特征在于：所述的试验变压器(12)高压端设置有保护电阻(10)。4.根据权利要求1所述的电容式电压互感器暂态响应试验装置，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨忠州，谢婷婷，冯建华，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，西安高压电器研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61