基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測(cè)兩用式套管監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測(cè)兩用式套管監(jiān)測(cè)裝置，其包括傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號(hào)處理器、RS-485接口，兩個(gè)傳感器均通過(guò)信號(hào)調(diào)理以及差分運(yùn)放電路后與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，數(shù)字信號(hào)處理器的一端與A/D轉(zhuǎn)換電路相連，數(shù)字信號(hào)處理器的另一端與RS-485接口連接。本實(shí)用新型采用多通道同步采樣技術(shù)和頻率硬跟蹤技術(shù)確保介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測(cè)兩用式套管監(jiān)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種智能電網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，特別是涉及一種基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測(cè)兩用式套管監(jiān)測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]變壓器套管是將變壓器內(nèi)部高、低壓引線引至油箱外部與電網(wǎng)連接的重要部件，其長(zhǎng)期運(yùn)行中可能因污穢、腐蝕、閃絡(luò)、發(fā)熱、機(jī)械力等環(huán)境條件變化的影響，絕緣性能迅速下降，并可能導(dǎo)致嚴(yán)重缺陷，如未及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取措施，潛在缺陷逐漸發(fā)展，可能引發(fā)絕緣擊穿及設(shè)備損壞。套管是變壓器的重要部件之一，據(jù)變壓器故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，套管故障占變壓器故障的比例高達(dá)14%。
[0003]套管監(jiān)測(cè)IED可在線監(jiān)測(cè)套管的介質(zhì)損耗、末屏電流和電容量，通過(guò)監(jiān)測(cè)量的橫向和縱向比較可掌握變壓器套管的絕緣狀態(tài)及其變化趨勢(shì)。傳統(tǒng)在線介損測(cè)量方法(過(guò)零比較法、改進(jìn)西林電橋法等)的硬件處理環(huán)節(jié)過(guò)多、累計(jì)誤差較大，在現(xiàn)場(chǎng)各種因素的影響和干擾下，很難達(dá)到介損測(cè)量要求的準(zhǔn)確度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測(cè)兩用式套管監(jiān)測(cè)裝置，其采用多通道同步采樣技術(shù)和頻率硬跟蹤技術(shù)確保介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。
[0005]本實(shí)用新型是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的:一種基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測(cè)兩用式套管監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，其包括傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號(hào)處理器、RS-485接口，兩個(gè)傳感器均通過(guò)一個(gè)信號(hào)調(diào)理以及一個(gè)差分運(yùn)放電路后與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，數(shù)字信號(hào)處理器的一端與A/D轉(zhuǎn)換電路相連，數(shù)字信號(hào)處理器的另一端與RS-485接口連接。
[0006]優(yōu)選地，所述一個(gè)傳感器傳遞電壓信號(hào)，所述另一個(gè)傳感器傳遞電流信號(hào)。
[0007]優(yōu)選地，所述數(shù)字信號(hào)處理器還與一個(gè)液晶屏連接。
[0008]優(yōu)選地，所述數(shù)字信號(hào)處理器具有DSP事件管理器。
[0009]優(yōu)選地，所述數(shù)字信號(hào)處理器與一個(gè)鎖相倍頻電路連接。
[0010]優(yōu)選地，所述鎖相倍頻電路由計(jì)數(shù)器以及鎖相環(huán)構(gòu)成。
[0011]本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于:本實(shí)用新型采用多通道同步采樣技術(shù)和頻率硬跟蹤技術(shù)確保介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測(cè)兩用式套管監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型的鎖相倍頻電路電路圖。
[0014]圖3為經(jīng)過(guò)比較器后的頻率測(cè)量波形圖。
[0015]圖4為捕獲測(cè)頻原理波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測(cè)兩用式套管監(jiān)測(cè)裝置包括傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processing,DSP),RS-485接口，兩個(gè)傳感器均通過(guò)一個(gè)信號(hào)調(diào)理電路以及一個(gè)差分運(yùn)放電路后與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，數(shù)字信號(hào)處理器P的一端與A/D轉(zhuǎn)換電路相連，數(shù)字信號(hào)處理器的另一端與RS-485接口連接。所述一個(gè)傳感器傳遞電壓信號(hào)，所述另一個(gè)傳感器傳遞電流信號(hào)。數(shù)字信號(hào)處理器還與一個(gè)液晶屏連接。數(shù)字信號(hào)處理器具有DSP事件管理器(EV)。數(shù)字信號(hào)處理器與一個(gè)鎖相倍頻電路連接。
[0018]本實(shí)用新型有效利用DSP事件管理器(EV)的捕獲功能，參考頻率信號(hào)經(jīng)過(guò)差分運(yùn)放電路的差分運(yùn)放緩沖后，轉(zhuǎn)換的結(jié)果如圖3所示，得到與工頻波形相對(duì)應(yīng)的方波。只要測(cè)量相鄰兩個(gè)上升沿間的時(shí)間差即可求得系統(tǒng)的實(shí)際頻率，電路簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性好，完全能夠滿足要求。如圖4所示，被測(cè)信號(hào)的有效電平跳變沿，由內(nèi)部的計(jì)數(shù)器記錄一個(gè)周波內(nèi)標(biāo)頻脈沖個(gè)數(shù)，并通過(guò)相應(yīng)的運(yùn)算來(lái)得到被測(cè)頻率的大小。
[0019]在進(jìn)行介損和MOA阻性電流在線監(jiān)測(cè)時(shí)，通常認(rèn)為短時(shí)間內(nèi)測(cè)得的電壓、電流信號(hào)是平穩(wěn)的周期信號(hào)。根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理理論可知，只要能夠按照信號(hào)周期的整數(shù)倍長(zhǎng)度進(jìn)行采樣(即整周期采樣)，再利用離散傅立葉變換(DFT)進(jìn)行頻譜分析，頻域不會(huì)發(fā)生泄漏，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)域信號(hào)的準(zhǔn)確分析，獲得信號(hào)各次諧波的幅值和相位。系統(tǒng)的頻率經(jīng)常會(huì)有波動(dòng)，但在很短的時(shí)間里可以認(rèn)為是穩(wěn)定的，即在正常情況下系統(tǒng)的頻率不會(huì)發(fā)生突變。動(dòng)態(tài)設(shè)定采樣頻率技術(shù)是在每次采樣前先對(duì)系統(tǒng)頻率進(jìn)行測(cè)量，在根據(jù)得到的系統(tǒng)頻率，確定采樣頻率，這樣就能很好的保證整周期采樣。鎖相倍頻電路由計(jì)數(shù)器74HC4040以及鎖相環(huán)74HC4046構(gòu)成。通過(guò)連接計(jì)數(shù)器不同的輸出引腳得到不同的倍頻倍數(shù)，74HC4046實(shí)現(xiàn)鎖相功能。鎖相倍頻電路的電路圖如圖2所示。
[0020]本實(shí)用新型采用這種分布式測(cè)量結(jié)構(gòu)以后，各個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)同時(shí)進(jìn)行測(cè)量，SP在同一時(shí)刻完成對(duì)變電站內(nèi)被測(cè)電氣設(shè)備的測(cè)量，可以方便地排除外部變化對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響。而結(jié)構(gòu)相同的電氣設(shè)備在同一時(shí)刻所受到的影響因素基本相同，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)間具有較強(qiáng)的可比性，通過(guò)縱向或橫向的比較，可以把各種干擾因素在這一時(shí)刻的影響當(dāng)成一個(gè)確定的誤差來(lái)剔除，最終得到被測(cè)電氣設(shè)備本身絕緣狀況的真實(shí)變化。本實(shí)用新型使用ARM+DSP的處理模式，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果實(shí)時(shí)顯示在裝置的液晶屏上，同時(shí)具備光纖通信端口，可將數(shù)據(jù)按IEC61850協(xié)議上傳至電站控制室。帶液晶屏顯示使得裝置可以作為便攜式儀器在現(xiàn)場(chǎng)使用，帶數(shù)據(jù)上傳端口可以將裝置作為在線監(jiān)測(cè)設(shè)備長(zhǎng)期使用。本實(shí)用新型采用六路容性設(shè)備信號(hào)調(diào)理電路，其中電壓互感器(PT)三路，電流互感器(CT)三路，可實(shí)現(xiàn)變壓器三相套管同時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0021]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測(cè)兩用式套管監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，其包括傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號(hào)處理器、RS-485接口，兩個(gè)傳感器均通過(guò)信號(hào)調(diào)理以及差分運(yùn)放電路后與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，數(shù)字信號(hào)處理器的一端與A/D轉(zhuǎn)換電路相連，數(shù)字信號(hào)處理器的另一端與RS-485接口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測(cè)兩用式套管監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述一個(gè)傳感器傳遞電壓信號(hào)，所述另一個(gè)傳感器傳遞電流信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測(cè)兩用式套管監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理器還與一個(gè)液晶屏連接。
4.如權(quán)利要求1所述的基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測(cè)兩用式套管監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理器具有DSP事件管理器。
5.如權(quán)利要求5所述的基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測(cè)兩用式套管監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述鎖相倍頻電路由計(jì)數(shù)器以及鎖相環(huán)構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】G01R27/26GK203858301SQ201420193762
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】朱俊 申請(qǐng)人:江蘇駿龍電力科技股份有限公司