一种运行电力设备非接触式电参数量测核验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种运行电力设备非接触式电参数量测核验装置及方法，包括电压采集模块、电流采集模块、AD转换模块和信号处理模块；所述电压采集模块包括多路电压采集单元，所述电流采集模块包括电流传感器线圈，所述电流传感器线圈和各路电压采集单元用于对被测电力设备进行采集，并将采集到的信息分别传输给AD转换模块进行转换后，将得到的信号传输给信号处理模块，所述信号处理模块用于根据AD转换模块输出的信息，对被测设备进行异常分析。本发明专利技术能够在测量装置不直接接触电力设备的情况下，基于电流电压非接触采集，实现对带电电力设备电参数的量测核验。设备电参数的量测核验。设备电参数的量测核验。

【技术实现步骤摘要】
一种运行电力设备非接触式电参数量测核验装置及方法


[0001]本专利技术涉及电力设备测量，特别是涉及一种运行电力设备非接触式电参数量测核验装置及方法。

技术介绍

[0002]测量高压电时，经常测试装置的探头是与被测设备接触式测量然后内部降压测量电压，有些场合采取电容或阻容耦合分压的方式提高分压比，但这种方式需要分压电容一端严格接地，因此很多场合并不方便，尤其是应用在持续监测的环境，分压测电的方式并不具备安装条件，也不符合安全规范。
[0003]部分应用场合需要评估线路是否带电，但人体未采取带电检测设备接触线路时线路中并无电流(比如空载线路)，一旦监测设备接入导致了电流产生会影响电压值并且可能引起安全隐患。因此为了评估是否安全，只能在回路没有电流的情况下探测电压信号，因此不得通过分压再接地方式形成电流通路，否则会影响被测电压的数值大小甚至捕捉不到被测电压。
[0004]另外，测量电流可以通过卡钳或穿心电流互感器完成，但是电流互感器并不具备电压测量功能。如果需要测量电压，还需要电压测量装置配合，因此同一个测试点如果需要电流测量和电压测量两种带电作业，将其分开进行会产生很多问题，如电压和电流的相位无法准确获得。
[0005]如果现场有多个设备需要带电测试工作电压时，还需要独立一个一个进行测试(每个点需要分别电压或电流)，个中环节存在诸多安全隐患。
[0006]在多数场合，还需要识别高压线路的故障，仅仅单独依靠电压或电流是不足的。有必要同时监测电压和电流，并计算功率因数角，以实现线路的故障探测和故障定位。
[0007]在设备的放电测试方面，目前高等级的电压设备采取局放或测温方式，但这种方式要么灵敏度低，要么需要接触接地电流，导致存在人身隐患，因此有必要针对当前高压设备测量、监测、故障诊断方面的问题，提出一种解决方案。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种运行电力设备非接触式电参数量测核验装置及方法，能够在测量装置不直接接触电力设备的情况下，基于电流电压非接触采集，实现对带电电力设备电参数的量测核验。
[0009]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种运行电力设备非接触式电参数量测核验装置，包括电压采集模块、电流采集模块、AD转换模块和信号处理模块；
[0010]所述电压采集模块包括多路电压采集单元，所述电流采集模块包括电流传感器线圈，所述电流传感器线圈和各路电压采集单元用于对被测电力设备进行采集，并将采集到的信息分别传输给AD转换模块进行转换后，将得到的信号传输给信号处理模块，所述信号处理模块用于根据AD转换模块输出的信息，对被测设备进行异常分析。
[0011]优选地，所述AD转换模块包括多个AD转换通道，所述AD转换通道的个数大于或等于电压采集单元与电流传感器线圈的总数。
[0012]优选地，所述多路电压采集单元由一个参考电极和多个测量电极构成；每一个测量电极与所述参考电极构成一个等效电容，每一个等效电容作为一路电压采集单元；
[0013]在每个电压采集单元中，将测量电极和参考电极之间的电压作为该电压采集单元的输出。
[0014]一种运行电力设备非接触式电参数量测核验方法，包括以下步骤：
[0015]S1.对于被测电力设备进行测量，得到工作电压幅度和相位角；
[0016]S2.计算功率因素角和有功功率，并据此进行核验，判定设备是否异常；
[0017]S3.计算平均电场强度，并据此进行核验，判断被测电力设备是否存在辐射量超标、电压异常、漏电、放电的情况；
[0018]S4.计算平均电荷量，并据此进行核验，判断被测电力设备是否出现不良状况。
[0019]优选地，所述步骤S1包括：
[0020]S101.将各个测量电极正对被测电力设备，设每一个测量电极与参考电极之间构成的等效电容为C1，C2
…
Ck；则各个等效电容都会输出一个电压测量信号；
[0021]S102.将等效电容C1，C2
…
Ck输出的电压信号进行AD转换，并进行傅里叶变换后，得到电压序列为V1，V2
…
Vk；各个等效电容C1，C2
…
Ck对应的电压序列相位角分别为Ck对应的电压序列相位角分别为其中相位角序列为通过对每个电压序列V1，V2
…
Vk分别作傅立叶或小波变换获得的工频相位，此处的工频指被测设备的工作电源频率；
[0022]S103.根据C1，C2
…
Ck与对应的电压序列V1，V2
…
Vk，计算电压幅度：
[0023]以电容C1，C2
…
Ck为X轴，x>＝0，以电压V1，V2
…
Vk为Y轴，y>＝0，计算方式包括以下任意一种：
[0024]A1、根据C1，C2
…
Ck和对应的V1，V2
…
Vk，设计斜率k小于0的直线y＝kx+k0，计算出对应的k0作为电压幅度；当电容C1，C2，Ck,k>2时，产生多条直线，获得多个k0值，以多个k0值的平均值作为k0值，或任意取两个电容及对应的电压确定一条直线计算；
[0025]A2、将C1，C2
…
Ck和对应的V1，V2
…
Vk带入指数函数y＝A*e
‑
kx
，计算出对应的k,A，其中的A值即为电压幅度；
[0026]S104.根据C1，C2
…
Ck与对应的电压序列相位角计算电压相位角：
[0027]以电容C1，C2
…
Ck为X轴，x>＝0，以相位角为Y轴，计算方式包括以下任意一种：
[0028]B1、根据C1，C2
…
Ck和对应的相位角设计斜率k小于0的直线y＝kx+k0，计算出对应的k0作为电压相位角；
[0029]同样，当电容C1，C2，Ck,k>2时，产生多条直线，获得多个k0值，以多个k0值的平均值作为k0值，或任意取两个电容及对应的相位确定一条直线计算；
[0030]B2、将C1，C2
…
Ck和对应的相位角带入指数函数y＝A*e
‑
kx
，计算出对应的k,A，其中的A值即为电压相位角。
[0031]优选地，所述步骤S2包括：
[0032]设电流传感器线圈输出的电流幅度和相位分别为I，步骤S1中计算得到的电压
幅度和电压相位角分别为V，
[0033]则计算：
[0034]视在功率S＝V
×
I；
[0035]功率因数角为：
[0036]有功功率：
[0037]在核验过程中，当视在功率或有功功率超过设定门限值时认为被测设备异常。
[0038]优选地，所述步骤S3包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运行电力设备非接触式电参数量测核验装置，其特征在于：包括电压采集模块、电流采集模块、AD转换模块和信号处理模块；所述电压采集模块包括多路电压采集单元，所述电流采集模块包括电流传感器线圈，所述电流传感器线圈和各路电压采集单元用于对被测电力设备进行采集，并将采集到的信息分别传输给AD转换模块进行转换后，将得到的信号传输给信号处理模块，所述信号处理模块用于根据AD转换模块输出的信息，对被测设备进行异常分析。2.根据权利要求1所述的一种运行电力设备非接触式电参数量测核验装置，其特征在于：所述AD转换模块包括多个AD转换通道，所述AD转换通道的个数大于或等于电压采集单元与电流传感器线圈的总数。3.根据权利要求1所述的一种运行电力设备非接触式电参数量测核验装置，其特征在于：所述多路电压采集单元由一个参考电极和多个测量电极构成；每一个测量电极与所述参考电极构成一个等效电容，每一个等效电容作为一路电压采集单元；在每个电压采集单元中，将测量电极和参考电极之间的电压作为该电压采集单元的输出。4.一种运行电力设备非接触式电参数量测核验方法，基于权利要求1～3中任意一项所述的量测核验装置，其特征在于：包括以下步骤：S1.对于被测电力设备进行测量，得到工作电压幅度和相位角；S2.计算功率因素角和有功功率，并据此进行核验，判定设备是否异常；S3.计算平均电场强度，并据此进行核验，判断被测电力设备是否存在辐射量超标、电压异常、漏电、放电的情况；S4.计算平均电荷量，并据此进行核验，判断被测电力设备是否出现不良状况。5.根据权利要求4所述的一种运行电力设备非接触式电参数量测核验方法，其特征在于：所述步骤S1包括：S101.将各个测量电极正对被测电力设备，设每一个测量电极与参考电极之间构成的等效电容为C1，C2
…
Ck；则各个等效电容都会输出一个电压测量信号；S102.将等效电容C1，C2
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Ck输出的电压信号进行AD转换，并进行傅里叶变换后，得到电压序列为V1，V2
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Vk；各个等效电容C1，C2
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Ck对应的电压序列相位角分别为其中相位角序列为通过对每个电压序列V1，V2
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Vk分别作傅立叶或小波变换获得的工频相位，此处的工频指被测设备的工作电源频率；S103.根据C1，C2
…
Ck与对应的电压序列V1，V2
…
Vk，计算电压幅度：以电容C1，C2
…
Ck为X轴，x>＝0，以电压V1，V2
…
Vk为Y轴，y>＝0，计算方式包括以下任意一种：A1、根据C1，C2
…
Ck和对应的V1，V2
…
Vk，设计斜率k小于0的直线y＝kx+k0，计算出对应的k0作为电压幅度；当电容C1，C2，Ck,k>2时，产生多条直线，获得多个k0值，以多个k0值的平均值作为k0值，或任意取两个电容及对应的电压确定一条直线计算；A2、将C1，C2
…
Ck和对应的V1，V2
…
Vk带入指数函数y...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建，尹娟，张方荣，高兴琼，
申请(专利权)人：成都高斯电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：