一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高壓智能變電站容性設備領域，具體地是一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置。
【背景技術】
[0002]容性設備包括電容式套管、電流互感器、電容式電壓互感器及耦合電容器等，其絕緣結構可視為由若干個電容器串聯(lián)而成，數(shù)量約占變電站設備總數(shù)的40%~50%。容性設備的安全可靠運行關系到整個電網的穩(wěn)定運行，而容性設備事故大部分是絕緣性能劣化引起的，因此及時有效地發(fā)現(xiàn)絕緣存在缺陷，對保障電網安全運行具有重要的意義。
[0003]當前采用較多的是預防性維修制度，主要根據(jù)電氣設備預防性試驗規(guī)程的規(guī)定對容性設備進行定期的停電試驗、維修和維護，雖然對減少和防止事故的發(fā)生起到了一定的積極作用，但這種方法具有一定的盲目性，會造成人力、物力、財力的浪費，而且還會造成維修不足或維修過剩情況，不能及時、有效發(fā)現(xiàn)容性設備絕緣的潛伏故障。
[0004]目前已有不少文獻對容性設備絕緣在線監(jiān)測技術進行了研究，但多少存在著不足之處；例如，有采用分層(級)分布式CPU結構，但是其一臺待測設備對應一臺現(xiàn)場測試和處理單元的模塊化設計，會造成系統(tǒng)復雜度高，安裝維護困難等缺點；還有采用的是諧波分析法對采集信號進行處理，使介質損耗因數(shù)tan δ不受諧波分量的影響，但是其沒有考慮由于采樣對工頻周期信號的截斷和采樣的非同步，會給諧波分析帶來頻率的泄漏效應和柵欄效應，使求得的基波信號參數(shù)產生誤差，影響測量精度。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明就是針對上述問題，克服以上缺點，提供一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置，本發(fā)明具有復雜度低、安裝方便、維護方便、測量精度高的特點。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案。
[0007]本發(fā)明一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置，其包括主控室上位機、RS485總線、容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置、母線、電流傳感器、被測容性設備；其結構要點是:所述容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置包括信號調理電路、A/D采樣保持電路、DSP控制電路、就地上位機；所述被測容性設備和母線共同接入電網，所述被測容性設備與電流傳感器連接，所述電流傳感器一端與地連接、另一端和母線共同與所述容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置連接，容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置與RS485總線連接，所述RS485總線與主控室上位機連接。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置包括數(shù)據(jù)采集和處理裝置。
[0009]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)采集和處理裝置由單匝穿芯式零磁通電流傳感器、電壓傳感器、信號預處理電路、DSP數(shù)據(jù)采集電路、通信接口電路及上位機系統(tǒng)構成。
[0010]進一步地，本發(fā)明所述數(shù)據(jù)采集和處理裝置采用基于DSP+CPLD的硬件結構。
[0011]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)采集和處理裝置通過RS485總線連接到主控上位機。
[0012]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)采集和處理裝置與電流傳感器和母線電壓相連接，然后再連接到信號調理電路，最后再連接到就地上位機。
[0013]本發(fā)明的有益效果是。
[0014]本發(fā)明根據(jù)變電站現(xiàn)場的實際情況設計了一種就近集中采樣、計算和遠距離光纖傳輸相結合的改進的集中式系統(tǒng)，該系統(tǒng)由就地在線監(jiān)測裝置和主控室上位機組成；就地在線監(jiān)測裝置以DSP+CPLD為核心，可有效降低常規(guī)DFT算法由于采樣對工頻周期信號的截斷和采樣的非同步而帶來頻率的泄漏效應和柵欄效應，提高測量準確度。
[0015]本發(fā)明對容性設備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)進行了改進，采用就近集中采樣、計算和遠距離光纖傳輸相結合的改進的集中式系統(tǒng)，降低系統(tǒng)的復雜度，簡化安裝，方便維護；提高了該系統(tǒng)的抗干擾能力和測量精度，達到了系統(tǒng)設計的指標，且裝置運行穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置原理圖。
[0017]圖2是本發(fā)明一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置結構框圖。
[0018]圖3是本發(fā)明一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)采集和處理裝置結構框圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，為本發(fā)明一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置原理圖。其中包括主控室上位機、RS485總線、容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置、母線、電流傳感器、被測容性設備；所述容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置包括信號調理電路、A/D采樣保持電路、DSP控制電路、就地上位機；所述被測容性設備和母線共同接入電網，所述被測容性設備與電流傳感器連接，所述電流傳感器一端與地連接、另一端和母線共同與所述容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置連接，容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置與RS485總線連接，所述RS485總線與主控室上位機連接。
[0020]本發(fā)明采用就近集中采樣、計算和遠距離光纖傳輸相結合的改進的集中式系統(tǒng)。
[0021]所述數(shù)據(jù)采集和處理裝置由單匝穿芯式零磁通電流傳感器、電壓傳感器、信號預處理電路、DSP數(shù)據(jù)采集電路、通信接口電路及上位機系統(tǒng)構成；采用基于DSP+CPLD的硬件結構；所述數(shù)據(jù)采集和處理裝置與電流傳感器和母線電壓相連接，然后再連接到信號調理電路，最后再連接到就地上位機。
[0022]所述容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置包括數(shù)據(jù)采集和處理裝置接收來自電流傳感器和母線電壓信號，信號經信號調理電路處理后，接數(shù)字電路模塊進行采樣，采樣完成后將數(shù)據(jù)傳送到就地上位機進行計算。信號調理電路主要實現(xiàn)模擬信號的濾波和放大，其作用是消除高次諧波干擾，將模擬信號放大到高速數(shù)據(jù)采集模塊(A/D)采樣的最佳范圍。數(shù)字電路模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、存儲等功能，并將采集的數(shù)據(jù)傳送到就地上位機進行計算。
[0023]所述數(shù)據(jù)采集和處理裝置計算的結果都通過RS485總線上傳到主控室內的數(shù)據(jù)管理與診斷系統(tǒng)做進一步的設備絕緣狀況診斷和分析。
[0024]所述DSP數(shù)據(jù)采集電路具有強大的數(shù)字信號處理能力使其能夠實時準確地完成對采集數(shù)據(jù)的計算，CPLD具有邏輯資源豐富、設計靈活、可在線編程等特點。系統(tǒng)采用DSP+CPLD硬件結構簡化了系統(tǒng)硬件設計，增強了系統(tǒng)可靠性和可升級性，應用在容型設備在線監(jiān)測系統(tǒng)中具有突出的優(yōu)勢。
[0025]如圖3所示，為本發(fā)明一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)采集和處理裝置結構框圖。圖中包括A/D模塊、DSP模塊、FIFO模塊、CPLD模塊、串口通訊模塊、實時時鐘、供電電源模塊、溫度傳感器、及其保護模塊和看門狗電路。
[0026]由于電力系統(tǒng)內諧波含量豐富，且隨時變化，諧波頻率、諧波波形畸變率、諧波初相角等因素對介質損耗因素在線監(jiān)測影響很大，給介質損耗角的測量帶來了較大的誤差。因此，本本發(fā)明通過低通濾波濾去高次諧波，并通過二次平滑軟件濾波方法盡可能的濾去低次諧波，使諧波對介質損耗因數(shù)測量的影響降到最小。
[0027]在絕緣在線監(jiān)測過程中，電網頻率常用波動，很難保證在短時間內測得的電壓、電流信號可以看作是平穩(wěn)的周期信號。如果采用諧波分析法進行頻譜分析，則會因為工頻周期信號的截斷和采樣的非同步，而產生泄漏效應和柵欄效應，會給計算的頻譜，尤其會給相位帶來較大的誤差，影響測量的精度。因此，本系統(tǒng)采用加窗插值的高精度DFT算法，可以有效的解決這個問題，提高測量精度。
【主權項】
1.一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置，其中包括主控室上位機、RS485總線、容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置、母線、電流傳感器、被測容性設備；其特征在于:所述容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置包括信號調理電路、A/D采樣保持電路、DSP控制電路、就地上位機；所述被測容性設備和母線共同接入電網，所述被測容性設備與電流傳感器連接，所述電流傳感器一端與地連接、另一端和母線共同與所述容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置連接，容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置與RS485總線連接，所述RS485總線與主控室上位機連接。2.根據(jù)權利要求1所述的一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置，其特征在于:所述容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置包括數(shù)據(jù)采集和處理裝置。3.根據(jù)權利要求2所述的一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集和處理裝置由單匝穿芯式零磁通電流傳感器、電壓傳感器、信號預處理電路、DSP數(shù)據(jù)采集電路、通信接口電路及上位機系統(tǒng)構成。4.根據(jù)權利要求2所述的一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集和處理裝置采用基于DSP+CPLD的硬件結構。5.根據(jù)權利要求2所述的一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集和處理裝置通過RS485總線連接到主控上位機。6.根據(jù)權利要求2所述的一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集和處理裝置與電流傳感器和母線電壓相連接，然后再連接到信號調理電路，最后再連接到就地上位機。
【專利摘要】一種智能變電站容性設備絕緣遠程在線監(jiān)測裝置。本發(fā)明具有復雜度低、安裝方便、維護方便、測量精度高的特點。其中包括主控室上位機、RS485總線、容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置、母線、電流傳感器、被測容性設備；其結構要點是：所述容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置包括信號調理電路、A/D采樣保持電路、DSP控制電路、就地上位機；所述被測容性設備和母線共同接入電網，所述被測容性設備與電流傳感器連接，所述電流傳感器一端與地連接、另一端和母線共同與所述容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置連接，容性設備絕緣在線監(jiān)測裝置與RS485總線連接，所述RS485總線與主控室上位機連接。
【IPC分類】G01R31/12
【公開號】CN105527546
【申請?zhí)枴緾N201410512884
【發(fā)明人】張學一
【申請人】張學一
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年9月29日