基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測兩用式套管監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測兩用式套管監(jiān)測裝置，其包括傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號處理器、RS-485接口，兩個傳感器均通過信號調(diào)理以及差分運放電路后與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，數(shù)字信號處理器的一端與A/D轉(zhuǎn)換電路相連，數(shù)字信號處理器的另一端與RS-485接口連接。本發(fā)明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)測量的準確性和可靠性。
【專利說明】基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測兩用式套管監(jiān)測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能電網(wǎng)在線監(jiān)測設(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)測兩用式套管監(jiān)測裝置。
【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，其長期運行中可能因污穢、腐蝕、閃絡(luò)、發(fā)熱、機械力等環(huán)境條件變化的影響，絕緣性能迅速下降，并可能導(dǎo)致嚴重缺陷，如未及時發(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，套管故障占變壓器故障的比例高達14%。
[0003]套管監(jiān)測IED可在線監(jiān)測套管的介質(zhì)損耗、末屏電流和電容量，通過監(jiān)測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。傳統(tǒng)在線介損測量方法(過零比較法、改進西林電橋法等)的硬件處理環(huán)節(jié)過多、累計誤差較大，在現(xiàn)場各種因素的影響和干擾下，很難達到介損測量要求的準確度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測兩用式套管監(jiān)測裝置，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)測量的準確性和可靠性。
[0005]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的:一種基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測兩用式套管監(jiān)測裝置，其特征在于，其包括傳感器、Α/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號處理器、RS-485接口，兩個傳感器均通過一個信號調(diào)理以及一個差分運放電路后與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，數(shù)字信號處理器的一端與Α/D轉(zhuǎn)換電路相連，數(shù)字信號處理器的另一端與RS-485接口連接。
[0006]優(yōu)選地，所述一個傳感器傳遞電壓信號，所述另一個傳感器傳遞電流信號。
[0007]優(yōu)選地，所述數(shù)字信號處理器還與一個液晶屏連接。
[0008]優(yōu)選地，所述數(shù)字信號處理器具有DSP事件管理器。
[0009]優(yōu)選地，所述數(shù)字信號處理器與一個鎖相倍頻電路連接。
[0010]優(yōu)選地，所述鎖相倍頻電路由計數(shù)器以及鎖相環(huán)構(gòu)成。
[0011]本發(fā)明的積極進步效果在于:本發(fā)明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)測量的準確性和可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測兩用式套管監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的鎖相倍頻電路電路圖。[0014]圖3為經(jīng)過比較器后的頻率測量波形圖。
[0015]圖4為捕獲測頻原理波形圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明基于頻率跟蹤技術(shù)的便攜和在線監(jiān)測兩用式套管監(jiān)測裝置包括傳感器、Α/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processing，DSP)、RS_485接口，兩個傳感器均通過一個信號調(diào)理電路以及一個差分運放電路后與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，數(shù)字信號處理器P的一端與Α/D轉(zhuǎn)換電路相連，數(shù)字信號處理器的另一端與RS-485接口連接。所述一個傳感器傳遞電壓信號，所述另一個傳感器傳遞電流信號。數(shù)字信號處理器還與一個液晶屏連接。數(shù)字信號處理器具有DSP事件管理器(EV)。數(shù)字信號處理器與一個鎖相倍頻電路連接。
[0018]本發(fā)明有效利用DSP事件管理器(EV)的捕獲功能，參考頻率信號經(jīng)過差分運放電路的差分運放緩沖后，轉(zhuǎn)換的結(jié)果如圖3所示，得到與工頻波形相對應(yīng)的方波。只要測量相鄰兩個上升沿間的時間差即可求得系統(tǒng)的實際頻率，電路簡單，實時性好，完全能夠滿足要求。如圖4所示，被測信號的有效電平跳變沿，由內(nèi)部的計數(shù)器記錄一個周波內(nèi)標頻脈沖個數(shù)，并通過相應(yīng)的運算來得到被測頻率的大小。
[0019]在進行介損和MOA阻性電流在線監(jiān)測時，通常認為短時間內(nèi)測得的電壓、電流信號是平穩(wěn)的周期信號。根據(jù)數(shù)字信號處理理論可知，只要能夠按照信號周期的整數(shù)倍長度進行采樣(即整周期采樣)，再利用離散傅立葉變換(DFT)進行頻譜分析，頻域不會發(fā)生泄漏，就可實現(xiàn)對域信號的準確分析，獲得信號各次諧波的幅值和相位。系統(tǒng)的頻率經(jīng)常會有波動，但在很短的時間里可以認為是穩(wěn)定的，即在正常情況下系統(tǒng)的頻率不會發(fā)生突變。動態(tài)設(shè)定采樣頻率技術(shù)是在每次采樣前先對系統(tǒng)頻率進行測量，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。鎖相倍頻電路由計數(shù)器74HC4040以及鎖相環(huán)74HC4046構(gòu)成。通過連接計數(shù)器不同的輸出引腳得到不同的倍頻倍數(shù)，74HC4046實現(xiàn)鎖相功能。鎖相倍頻電路的電路圖如圖2所示。
[0020]本發(fā)明采用這種分布式測量結(jié)構(gòu)以后，各個監(jiān)測節(jié)點實現(xiàn)同時進行測量，即在同一時刻完成對變電站內(nèi)被測電氣設(shè)備的測量，可以方便地排除外部變化對監(jiān)測結(jié)果的影響。而結(jié)構(gòu)相同的電氣設(shè)備在同一時刻所受到的影響因素基本相同，其監(jiān)測數(shù)據(jù)間具有較強的可比性，通過縱向或橫向的比較，可以把各種干擾因素在這一時刻的影響當成一個確定的誤差來剔除，最終得到被測電氣設(shè)備本身絕緣狀況的真實變化。本發(fā)明使用ARM+DSP的處理模式，將監(jiān)測數(shù)據(jù)和分析結(jié)果實時顯示在裝置的液晶屏上，同時具備光纖通信端口，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)場使用，帶數(shù)據(jù)上傳端口可以將裝置作為在線監(jiān)測設(shè)備長期使用。本發(fā)明采用六路容性設(shè)備信號調(diào)理電路，其中電壓互感器(PT)三路，電流互感器(CT)三路，可實現(xiàn)變壓器三相套管同時監(jiān)測。
[0021]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(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)測兩用式套管監(jiān)測裝置，其特征在于，其包括傳感器、Α/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號處理器、RS-485接口，兩個傳感器均通過信號調(diào)理以及差分運放電路后與Α/D轉(zhuǎn)換電路連接，數(shù)字信號處理器的一端與Α/D轉(zhuǎn)換電路相連，數(shù)字信號處理器的另一端與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)測兩用式套管監(jiān)測裝置，其特征在于，所述一個傳感器傳遞電壓信號，所述另一個傳感器傳遞電流信號。
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)測兩用式套管監(jiān)測裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器還與一個液晶屏連接。
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)測兩用式套管監(jiān)測裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器具有DSP事件管理器。
5.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)測兩用式套管監(jiān)測裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器與一個鎖相倍頻電路連接。
6.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)測兩用式套管監(jiān)測裝置，其特征在于，所述鎖相倍頻電路由計數(shù)器以及鎖相環(huán)構(gòu)成。
【文檔編號】G01R27/26GK103901279SQ201410159663
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】朱俊 申請人:江蘇駿龍電力科技股份有限公司