專(zhuān)利名稱(chēng)：變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別是一種變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
變壓器套管將變壓器內(nèi)部高、低壓引線弓到油箱外部，不但作為引線對(duì)地絕緣，而且擔(dān)負(fù)著固定引線的作用，因此變壓器套管的絕緣特性是保證其安全可靠工作的前提。而變壓器套管的電容量和介質(zhì)損耗是反映變壓器套管絕緣狀態(tài)的主要指標(biāo)，因此變壓器套管介損和電容量監(jiān)測(cè)是保證其可靠運(yùn)行的重要手段。現(xiàn)有的變壓器套管介損和電容量監(jiān)測(cè)主要有兩種方法，第一種時(shí)離線式，通過(guò)西林電橋等離線方法測(cè)出變壓器套管的介損和電容量；另一種是在線測(cè)量上述兩個(gè)參數(shù)。離線式測(cè)量方法由于需要停電，并且接線麻煩，實(shí)際使用時(shí)，工作量較大。在線測(cè)量方法不僅大大減少了工作量，還可對(duì)變壓器套管介損等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期測(cè)量，可為套管絕緣老化評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐，但由于電力系統(tǒng)中頻率變化引起的非整周期采樣、電壓電流非同步采樣及套管所處的環(huán)境(溫濕度)不一樣等原因，使得套管監(jiān)測(cè)的精度一直難以提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。首先通過(guò)PT 二次側(cè)輸出獲取實(shí)時(shí)電網(wǎng)頻率，然后通過(guò)鎖相環(huán)倍頻后作為AD轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流的整周期采樣，利用同步采樣AD轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流的同步采樣，實(shí)現(xiàn)介損精度優(yōu)于O. 01%。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特點(diǎn)在于其構(gòu)成包括PT信號(hào)調(diào)理模塊接入變壓器的ABC三相PT電壓，該P(yáng)T信號(hào)調(diào)理模塊的轉(zhuǎn)接頭與PT互感器的信號(hào)接頭相連；
CT信號(hào)調(diào)理模塊接入CT套管末屏接地電流，該CT信號(hào)調(diào)理模塊的信號(hào)轉(zhuǎn)接頭與CT互感器的信號(hào)接頭相連；
所述的PT信號(hào)調(diào)理模塊三路信號(hào)輸出通道與CT信號(hào)調(diào)理模塊三路信號(hào)輸出通道分別與AD同步轉(zhuǎn)換器的六路信號(hào)輸入通道連接；所述的PT信號(hào)調(diào)理模塊的信號(hào)輸出通道與鎖相環(huán)模塊的第一信號(hào)輸入通道連接，該鎖相環(huán)模塊的信號(hào)輸出通道與所述的AD同步轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘輸入通道相連；該八0同步轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)總線與主控模塊的數(shù)據(jù)總線、SRAM的數(shù)據(jù)總線分別相連，所述的主控模塊的通道控制接口與高速靜態(tài)緩存(SRAM)的通道控制接口連接，所述的主控模塊的以太網(wǎng)接口和光纖接口與外部工業(yè)計(jì)算機(jī)連接；所述的主控模塊的信號(hào)輸出通道與所述的鎖相環(huán)模塊的第二信號(hào)輸入通道連接。所述的鎖相環(huán)模塊包括正弦波方波轉(zhuǎn)換電路和方波倍頻電路兩部構(gòu)成，
所述的正弦波方波轉(zhuǎn)換電路包括第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器和比較器，所述的第一運(yùn)算放大器的輸出端經(jīng)第一電阻、第二電阻接第二運(yùn)算放大器的正向輸入端，所述的第一運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端接第一運(yùn)算放大器的輸出端，所述的第一電阻和第二電阻之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)第一電容接所述的第二運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端和輸出端，所述的第二電阻和第二運(yùn)算放大器的節(jié)點(diǎn)經(jīng)第二電容接地，所述的第二運(yùn)算放大器的輸出端接所述的比較器的負(fù)向輸入端，該比較器的正向輸入端經(jīng)第三電阻接地，該比較器的正向輸入端經(jīng)第四電阻接該比較器的輸出端，該比較器的輸出端經(jīng)第五電阻接3. 3V直流電源(+3V3D)，該接該比較器的輸出端接所述的方波倍頻電路的鎖相環(huán)芯片的AIN接口，圖5中U200A和U200B為雙通道運(yùn)算放大器LM358的兩個(gè)通道，U200A起到隔離放大器的作用，R226、R227、C204、C207和U200B構(gòu)成了二階低通濾波器，按圖中的取值其截止頻率為70Hz，符合低通濾波的要求。U209為比較器LM393，和R233、R234形成了雙極性過(guò)零比較器，將正弦波整形成方波信號(hào)PwrFrqln，以作為后級(jí)倍頻電路的輸入信號(hào)。R232為輸出端的上拉電阻，取值為200歐姆，使得LM393輸出電平PwrFrqIn為0-3. 3V，與后級(jí)的CD4046的輸入電平匹配。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果如下 I.鎖相環(huán)模塊鎖相環(huán)模塊的信號(hào)輸出作為AD的時(shí)鐘頻率，模塊的信號(hào)輸出始終為電網(wǎng)電壓頻率的整數(shù)倍，使AD的采樣頻率fs始終與系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的頻率fl保持固定的比例關(guān)系N=fs/fl，采樣頻率隨系統(tǒng)運(yùn)行的頻率的變化能實(shí)時(shí)地調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于電壓電流的同步采樣，避免了因電網(wǎng)系統(tǒng)的頻率波動(dòng)而產(chǎn)生泄漏誤差，使得基波電壓的測(cè)量精度不受到電網(wǎng)系統(tǒng)頻率波動(dòng)的影響。本發(fā)明介損精度可優(yōu)于O. 01%。2.通道16位同步AD轉(zhuǎn)換器具有6通道電壓電流信號(hào)的同步采樣能力，同時(shí)該AD轉(zhuǎn)換器具有高SNR、高動(dòng)態(tài)范圍，最高可以200kHz的速率進(jìn)行采樣，在高精度要求下可實(shí)現(xiàn)過(guò)采樣，具有很高的分辨率，足以滿(mǎn)足測(cè)量交流小信號(hào)的要求。3.測(cè)量數(shù)據(jù)精度高采用了高精度的傳感器、同步采樣的方法、高精度的ADC等綜合措施，確保了介損測(cè)量的精度。4. WEB形式發(fā)布數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程瀏覽。同時(shí)具有以太網(wǎng)和光纖接口，可遠(yuǎn)程與主站系統(tǒng)連接，并且可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定期定時(shí)自動(dòng)采集、記錄規(guī)定時(shí)間內(nèi)采集數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程手動(dòng)啟動(dòng)測(cè)量。


圖I是本發(fā)明變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的CT的信號(hào)調(diào)理模塊電路圖。圖3是本發(fā)明的PT信號(hào)隔離濾波模塊電路圖。圖4是本發(fā)明的鎖相環(huán)模塊中正弦波方波轉(zhuǎn)換電路圖。圖5是本發(fā)明的鎖相環(huán)模塊中方波倍頻電路圖。圖6是本發(fā)明的多通道同步AD轉(zhuǎn)換器電路圖。圖7是本發(fā)明的主控模塊電路圖。圖8是本發(fā)明的主控模塊中存儲(chǔ)器電路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
請(qǐng)先參閱圖1，圖I是本發(fā)明變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，一種變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括PT信號(hào)調(diào)理模塊2接入變壓器的ABC三相PT電壓，該P(yáng)T信號(hào)調(diào)理模塊2的轉(zhuǎn)接頭與PT互感器I的信號(hào)接頭相連；CT信號(hào)調(diào)理模塊接入CT套管末屏接地電流，該CT信號(hào)調(diào)理模塊4的信號(hào)轉(zhuǎn)接頭與CT互感器3的信號(hào)接頭相連；所述的PT信號(hào)調(diào)理模塊2三路信號(hào)輸出通道與CT信 號(hào)調(diào)理模塊4三路信號(hào)輸出通道分別與AD同步轉(zhuǎn)換器6的六路信號(hào)輸入通道連接；所述的PT信號(hào)調(diào)理模塊2的信號(hào)輸出通道與鎖相環(huán)模塊5的第一信號(hào)輸入通道連接，該鎖相環(huán)模塊5的信號(hào)輸出通道與所述的AD同步轉(zhuǎn)換器6的時(shí)鐘輸入通道相連；該AD同步轉(zhuǎn)換器6的數(shù)據(jù)總線與主控模塊的數(shù)據(jù)總線、SRAM的數(shù)據(jù)總線分別相連，所述的主控模塊7的通道控制接口與SRAM9的通道控制接口連接，所述的主控模塊7的以太網(wǎng)接口和光纖接口與外部工業(yè)計(jì)算機(jī)8連接，所述的主控模塊7的信號(hào)輸出通道與所述的鎖相環(huán)模塊5的第二信號(hào)輸入通道連接。 電壓互感器(PT)和電流互感器(CT)主要采集變壓器套管的電壓和電流值，信號(hào)調(diào)理模塊為電流傳感器提供恒定電流，使互感器正常工作，同時(shí)隔離互感器輸出信號(hào)中的直流分量；鎖相環(huán)模塊通過(guò)PT 二次側(cè)輸出獲取實(shí)時(shí)電網(wǎng)頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流的整周期采樣；同步A/D轉(zhuǎn)換器完成變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(IED)中各通道電壓和電流信號(hào)的同步數(shù)字轉(zhuǎn)換；主控模塊完成整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析，并將分析結(jié)果以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)格式送出；光纖/以太網(wǎng)接口為標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，完成振動(dòng)監(jiān)測(cè)IED與其他系統(tǒng)的通訊連接。由于套管的在線監(jiān)測(cè)是從接地小套管中提取測(cè)量信號(hào)，因此電流值一般是在IA以下，本實(shí)施例中電流互感器選用北京海通公司的BCT-2。CT信號(hào)調(diào)理模塊接入CT套管末屏接地電流，CT信號(hào)調(diào)理模塊的信號(hào)轉(zhuǎn)接頭與CT互感器的信號(hào)接頭相連。該互感器的鐵芯工作在理想的零磁通狀態(tài)，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)100 μ A—700mA的工頻電流?；ジ衅鞴ぷ麟妷簽椤?2V，輸出為相位變換誤差不大于O. 01°，具有極好溫度特性和電磁場(chǎng)干擾能力，滿(mǎn)足為套管中電流值得測(cè)量要求。CT信號(hào)調(diào)理模塊主要由線性光耦組成的隔離電路及容阻濾波兩部分組成，其詳細(xì)電路如圖2所示。D204為瞬態(tài)抑制二極管TSMB6.8CA，起到瞬變和浪涌保護(hù)的作用。D205為電壓抑制二極管GBLC03，將輸入電壓限制在3V內(nèi)。U204為低噪聲精密運(yùn)算放大器0P27，作用是完成信號(hào)的隔離傳輸。R210、R211、R212構(gòu)成同相放大器，放大倍數(shù)為2倍，U201的輸出CT_AnaInPutl跟隨輸入電壓CT_Inputl的變化。通過(guò)PT互感器的二次端獲得電壓信號(hào)，然后通過(guò)PT信號(hào)隔離濾波模塊作為基準(zhǔn)電壓信號(hào)。PT信號(hào)調(diào)理模塊接入變壓器的ABC三相PT電壓，PT信號(hào)調(diào)理單元的信號(hào)轉(zhuǎn)接頭與PT傳感器的信號(hào)接頭相連。PT信號(hào)隔離濾波模塊主要由電壓互感器組成的隔離電路及容阻濾波兩部分組成，其詳細(xì)電路如圖3所示。圖3中的U202為精密交流電壓互感器TV1013,其輸入和輸出電流額定值為2mA,起到信號(hào)的隔離傳輸作用。由于輸入電壓值約為220V，所以設(shè)計(jì)R204為自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，D202為250V的氣體放電管，兩者都起到起泄放雷電暫態(tài)過(guò)電流和限制過(guò)電壓作用。R203為采樣電阻，取值為100K歐姆時(shí)，可將輸入值為220V的電壓信號(hào)PT_InputO+轉(zhuǎn)換成2. 2mA的電流信號(hào)，通過(guò)互感器傳到后級(jí)。R208為互感器TV1013的二次側(cè)采樣電阻，取值為249歐姆，使得互感器二次側(cè)輸出電壓額定值為U=2mAX249 ^ O. 5V。D203為瞬態(tài)抑制二極管TSMB6. 8CA，為后級(jí)的運(yùn)放起到過(guò)電壓保護(hù)作用
由于輸出電壓將作為鎖相環(huán)的基準(zhǔn)電壓，因此對(duì)電壓的精度要求較高，選用了圖中的U203作為為高精度儀表放大器AD8221，并在輸入端采用差分對(duì)連接方式，以提高電壓信號(hào)傳輸?shù)木?，減少相位偏移。R209為可調(diào)增益電阻，當(dāng)其取值為49. 9歐姆時(shí)，增益為49. 9k/49. 9k+l=2,即最后的輸出電壓PT_InputO的額定幅值為IV。R206、R207和C200、C201構(gòu)成低通濾波器，選擇合適的阻值可以濾除有用頻帶以外的信號(hào)。鎖相環(huán)模塊分為正弦波方波轉(zhuǎn)換電路和方波倍頻電路兩部分。鎖相環(huán)模塊的作用是通過(guò)PT 二次側(cè)輸出獲取 實(shí)時(shí)電網(wǎng)頻率，然后通過(guò)鎖相環(huán)及倍頻處理后作為AD同步轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流的整周期采樣。PT信號(hào)調(diào)理模塊輸出的一路電壓信號(hào)作為鎖相環(huán)模塊的輸入，經(jīng)過(guò)鎖相環(huán)及倍頻處理后輸出頻率為電網(wǎng)頻率整數(shù)倍的方波信號(hào)。圖4是本發(fā)明的鎖相環(huán)模塊中正弦波方波轉(zhuǎn)換電路圖，圖5是本發(fā)明的鎖相環(huán)模塊中方波倍頻電路圖。如圖所示，所述的正弦波方波轉(zhuǎn)換電路包括第一運(yùn)算放大器51、第二運(yùn)算放大器52和比較器53，所述的第一運(yùn)算放大器51的輸出端經(jīng)第一電阻R226、第二電阻R227接第二運(yùn)算放大器52的正向輸入端，所述的第一運(yùn)算放大器51的負(fù)向輸入端接第一運(yùn)算放大器51的輸出端，所述的第一電阻R226和第二電阻R227之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)第一電容C207接所述的第二運(yùn)算放大器52的負(fù)向輸入端和輸出端，所述的第二電阻R227和第二運(yùn)算放大器52的節(jié)點(diǎn)經(jīng)第二電容C204接地，所述的第二運(yùn)算放大器52的輸出端接所述的比較器53的負(fù)向輸入端，該比較器53的正向輸入端經(jīng)第三電阻R233接地，該比較器53的正向輸入端經(jīng)第四電阻R234接該比較器53的輸出端，該比較器53的輸出端經(jīng)第五電阻R232接+3V3D，該接該比較器53的輸出端接所述的方波倍頻電路的鎖相環(huán)芯片U502的AIN接口。圖4中U200A和U200B為第一運(yùn)算放大器51和第二運(yùn)算放大器52的兩個(gè)通道，U200A起到隔離放大器的作用，第一電阻R226、第二電阻R227、第一電容C207、第二電容C204和U200B構(gòu)成了二階低通濾波器，本實(shí)施例中R226=15K、R227=15K、C207=0. luF、C204=0. 22uF，其截止頻率為70Hz，符合低通濾波的要求。比較器53、第三電阻R233和第四電阻R234形成了雙極性過(guò)零比較器，將正弦波整形成方波信號(hào)PwrFrqln，以作為后級(jí)倍頻電路的輸入信號(hào)。第五電阻R232為輸出端的上拉電阻，取值為200歐姆，比較器53輸出電平PwrFrqIn為0-3. 3V，與后級(jí)的⑶4046的輸入電平匹配。圖5中U502是鎖相環(huán)集成電路芯片⑶4046，其工作原理是通過(guò)內(nèi)含的壓控振蕩器和相位比較器完成兩信號(hào)相位同步的自動(dòng)控制閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)輸出電壓和輸入電壓同相位，實(shí)現(xiàn)相位跟蹤功能。U502的14腳為輸入電壓PwrFrqIn，4腳為輸出電壓AD_Clk，作為AD轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘。由于CD4046鎖相環(huán)采用的是RC型壓控振蕩器，所以R502、R504、C503作為外接充放電元件，R502和C503的阻值決定了芯片的振蕩頻率范圍，當(dāng)R502=30k，C503=40p時(shí)，振蕩最高頻率為1/RC=8. 3MHz。R504、R505、C505作為外接低通濾波器，調(diào)整其阻值大小可以實(shí)現(xiàn)輸出方波的穩(wěn)定。U501是分頻器74HC4040，通過(guò)跳線帽接不同的引腳可以實(shí)現(xiàn)不同的采樣頻率，以滿(mǎn)足不同的采樣要求。由于輸入信號(hào)為50Hz，所以當(dāng)接4、13、12、14腳時(shí)實(shí)現(xiàn)的AD時(shí)鐘頻率分別為25KHz、50KHz、IOOKHz、200KHz。圖6是本發(fā)明的多通道同步AD轉(zhuǎn)換器電路圖，圖中3、4、5號(hào)引腳為過(guò)采樣選擇端，分別與主控模塊中LPC2292對(duì)應(yīng)的過(guò)米樣選擇輸出引腳相連,進(jìn)行過(guò)米樣選擇；6號(hào)引腳為AD7606-6接口方式選擇，接低電平時(shí)選擇并行輸出方式，接高電平選擇串行輸出方式，本設(shè)計(jì)中接低電平選擇并行方式；7號(hào)引腳為掛起引腳，由主控模塊控制AD7606-6是否掛起，低電平有效；8號(hào)引腳為RANGE選擇輸入端，接IOOK電阻R500接地，同時(shí)與主控模塊LPC2292的AD_RangeSel引腳相連，當(dāng)RANGE輸入端為低電平時(shí)，采樣范圍為±5V，當(dāng)RANGE輸入端為高電平時(shí)，米樣范圍為±10V ;23號(hào)引腳為Vdkie引腳,米用3. 3V ;9、10號(hào)引腳為前三路、后三路采樣頻率輸入引腳；11號(hào)腳為RST引腳，當(dāng)AD7606-6正常工作前，需要對(duì)其進(jìn)行復(fù)位操作，由主控模塊進(jìn)行控制；12、13腳分別為讀取控制數(shù)據(jù)時(shí)AD7606-6的讀信號(hào)輸入引腳以及片選信號(hào)輸入引腳；14號(hào)腳為中斷輸出引腳,每次米樣完成，AD7606-6將輸出中斷信號(hào)通知LPC2292采樣結(jié)束；15號(hào)腳為FirstData標(biāo)志引腳，用于串行輸出方式中起標(biāo)記作用；44、45腳分別為前三路、后三路參考電容引腳，接IOuF電容C504后接46號(hào)腳AGND，保證采樣過(guò)程中參考電壓波形穩(wěn)定。主控模塊7主要由主控CPU LPC2292、存儲(chǔ)器IS61WV10 2416BLL及61850規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊組成。圖7中，40、1 40、1 41、1 41、1 45和C40，共同組成U40的程序下載接口及系統(tǒng)上電復(fù)位電路。42和49腳為串口通信端口，主要與61850規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊通信。33腳和99腳為觸發(fā)信號(hào)輸入端口，當(dāng)有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，由LPC2292啟動(dòng)數(shù)據(jù)采樣程序，59、61、68和12腳構(gòu)成SPI通信端口，主控CPU主要通過(guò)SPI端口向DA轉(zhuǎn)換器輸出設(shè)定閥值。100腳為AD轉(zhuǎn)換完畢信號(hào)，當(dāng)其為低電平時(shí)，表明AD轉(zhuǎn)換結(jié)束，主控CPU可按照規(guī)定時(shí)序讀取AD轉(zhuǎn)換值。C43、C44、JT40和R45構(gòu)成主控CPU的振蕩時(shí)鐘，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定時(shí)鐘。Exi_DATA0_15系統(tǒng)數(shù)據(jù)線，AD_RangeSel、AD_RST、AD_nSTBY、AD_0verSmpl0-2 及 AD_FstData 在 AD 轉(zhuǎn)換器部分已經(jīng)介紹。xi_ADD0-23為系統(tǒng)地址線。Exi_nRD、Exi_nWR分別為讀寫(xiě)控制信號(hào)。CS_SRAM和AD_CS分別為存儲(chǔ)器和AD轉(zhuǎn)換器的選通線。61850規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊用0K6410嵌入式開(kāi)發(fā)板，主要完成61850標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的產(chǎn)生，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口將采集信息發(fā)送出去。本發(fā)明變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體工作過(guò)程如下
變壓器套管絕緣IED可自動(dòng)定期定時(shí)自動(dòng)測(cè)量，也可以隨時(shí)手動(dòng)啟動(dòng)測(cè)量，啟動(dòng)后測(cè)量三路PT互感器的電壓信號(hào)和三路CT傳互感器的電流信號(hào)后，主控模塊輸出控制信號(hào)給AD同步轉(zhuǎn)換器，AD同步轉(zhuǎn)換器同時(shí)選通6個(gè)信號(hào)采集通道。PT互感器的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)PT信號(hào)調(diào)理模塊后輸送至鎖相環(huán)模塊，鎖相環(huán)模塊對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行濾波后產(chǎn)生一個(gè)與電網(wǎng)電壓同頻率的方波信號(hào)，該方波信號(hào)被輸送至方波倍頻電路，根據(jù)主控模塊的控制信號(hào)產(chǎn)生AD同步采樣的時(shí)鐘信號(hào)，輸送至AD同步轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘輸入端口。PT互感器和CT互感器的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路后輸送至AD同步轉(zhuǎn)換器的6個(gè)信號(hào)采集通道，AD同步轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)采集時(shí)采集到的數(shù)字信號(hào)先存入SRAM中，在采集結(jié)束后由主控模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取。主控模塊對(duì)采集到的電壓和電流數(shù)據(jù)采用數(shù)字濾波、基波提取、相位鑒別等綜合處理方法進(jìn)行處理，計(jì)算被測(cè)變壓器ABC三相每一相的介質(zhì)損耗tan%、全電流值A(chǔ)、阻性電流值A(chǔ)、榮性電流值A(chǔ)、電容量pF等數(shù)據(jù)。保存所得數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)61850規(guī)約以WEB形式定期上傳數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)套管監(jiān)測(cè)IED向主站系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，可遠(yuǎn)程進(jìn)行檢查數(shù)據(jù)的查看和分析。
權(quán)利要求
1.一種變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特征在于其構(gòu)成包括PT信號(hào)調(diào)理模塊(2)接入變壓器的ABC三相PT電壓，該P(yáng)T信號(hào)調(diào)理模塊(2)的轉(zhuǎn)接頭與PT互感器(I)的信號(hào)接頭相連； CT信號(hào)調(diào)理模塊(4)接入CT套管末屏接地電流，該CT信號(hào)調(diào)理模塊(4)的信號(hào)轉(zhuǎn)接頭與CT互感器(3)的信號(hào)接頭相連； 所述的PT信號(hào)調(diào)理模塊(2)三路信號(hào)輸出通道與CT信號(hào)調(diào)理模塊(4)三路信號(hào)輸出通道分別與AD同步轉(zhuǎn)換器(6)的六路信號(hào)輸入通道連接；所述的PT信號(hào)調(diào)理模塊(2)的信號(hào)輸出通道與鎖相環(huán)模塊(5)的第一信號(hào)輸入通道連接，該鎖相環(huán)模塊(5)的信號(hào)輸出通道與所述的AD同步轉(zhuǎn)換器(6)的時(shí)鐘輸入通道相連同步轉(zhuǎn)換器(6)的數(shù)據(jù)總線與主控模塊的數(shù)據(jù)總線、SRAM的數(shù)據(jù)總線分別相連，所述的主控模塊(7)的通道控制接口與SRAM (9)的通道控制接口連接，所述的主控模塊(7)的以太網(wǎng)接口和光纖接口與外部工業(yè)計(jì)算機(jī)(8)連接，所述的主控模塊(7)的信號(hào)輸出通道與所述的鎖相環(huán)模塊(5)的第二信號(hào)輸入通道連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的鎖相環(huán)模塊(5 )包括正弦波方波轉(zhuǎn)換電路和方波倍頻電路兩部構(gòu)成， 所述的正弦波方波轉(zhuǎn)換電路包括第一運(yùn)算放大器(51)、第二運(yùn)算放大器(52)和比較器(53)，所述的第一運(yùn)算放大器(51)的輸出端經(jīng)第一電阻(R226)、第二電阻(R227)接第二運(yùn)算放大器(52)的正向輸入端，所述的第一運(yùn)算放大器(51)的負(fù)向輸入端接第一運(yùn)算放大器(51)的輸出端，所述的第一電阻(R226)和第二電阻(R227)之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)第一電容(C207)接所述的第二運(yùn)算放大器(52)的負(fù)向輸入端和輸出端，所述的第二電阻(R227)和第二運(yùn)算放大器(52)的節(jié)點(diǎn)經(jīng)第二電容(C204)接地，所述的第二運(yùn)算放大器(52)的輸出端接所述的比較器(53)的負(fù)向輸入端，該比較器(53)的正向輸入端經(jīng)第三電阻(R233)接地，該比較器(53)的正向輸入端經(jīng)第四電阻(R234)接該比較器(53)的輸出端，該比較器(53)的輸出端經(jīng)第五電阻接+3V3D，該接該比較器(53)的輸出端接所述的方波倍頻電路的鎖相環(huán)芯片(U502)的AIN接口。
全文摘要
一種變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括PT信號(hào)調(diào)理模塊與PT互感器相連，CT信號(hào)調(diào)理模塊與CT互感器相連；PT信號(hào)調(diào)理模塊與CT信號(hào)調(diào)理模塊的三路信號(hào)輸出通道分別與AD同步轉(zhuǎn)換器的六路信號(hào)輸入通道連接；PT信號(hào)調(diào)理模塊的信號(hào)輸出通道與鎖相環(huán)模塊的第一信號(hào)輸入通道連接，鎖相環(huán)模塊的信號(hào)輸出通道與時(shí)鐘輸入通道相連；AD同步轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)總線與主控模塊的數(shù)據(jù)總線、SRAM的數(shù)據(jù)總線分別相連，主控模塊的通道控制接口與SRAM的通道控制接口連接，主控模塊的信號(hào)輸出通道與鎖相環(huán)模塊的第二信號(hào)輸入通道連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)于電壓電流的同步采樣，使得基波電壓的測(cè)量精度不受到電網(wǎng)系統(tǒng)頻率波動(dòng)的影響。
文檔編號(hào)G01R31/14GK102628919SQ201210122070
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者劉亞?wèn)|, 岳天琛, 朱柳惠, 杜鳳青, 江秀臣, 盛戈皞, 雷興列 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)