[發明專利]變壓器套管絕緣狀態在線監測系統

無效

• 申請號: 201210122070.5
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102628919A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 劉亞東;盛戈皞;杜鳳青;朱柳惠;岳天琛;雷興列;江秀臣
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01R31/14
• 分類號: G01R31/14
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及電力設備絕緣在線監測系統，特別是一種變壓器套管絕緣狀態在線監測系統。

背景技術

?變壓器套管將變壓器內部高、低壓引線弓到油箱外部，不但作為引線對地絕緣，而且擔負著固定引線的作用，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損耗是反映變壓器套管絕緣狀態的主要指標，因此變壓器套管介損和電容量監測是保證其可靠運行的重要手段。

現有的變壓器套管介損和電容量監測主要有兩種方法，第一種時離線式，通過西林電橋等離線方法測出變壓器套管的介損和電容量；另一種是在線測量上述兩個參數。離線式測量方法由于需要停電，并且接線麻煩，實際使用時，工作量較大。在線測量方法不僅大大減少了工作量，還可對變壓器套管介損等關鍵數據進行長期測量，可為套管絕緣老化評估提供數據支撐，但由于電力系統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境（溫濕度）不一樣等原因，使得套管監測的精度一直難以提高。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種變壓器套管絕緣狀態在線監測系統。首先通過PT二次側輸出獲取實時電網頻率，然后通過鎖相環倍頻后作為AD轉換器的時鐘，從而實現對電壓、電流的整周期采樣，利用同步采樣AD轉換器實現對電壓、電流的同步采樣，實現介損精度優于0.01%。

本發明的技術解決方案如下：

一種變壓器套管絕緣狀態在線監測系統，特點在于其構成包括PT信號調理模塊接入變壓器的ABC三相PT電壓，該PT信號調理模塊的轉接頭與PT互感器的信號接頭相連；

CT信號調理模塊接入CT套管末屏接地電流，該CT信號調理模塊的信號轉接頭與CT互感器的信號接頭相連；

所述的PT信號調理模塊三路信號輸出通道與CT信號調理模塊三路信號輸出通道分別與AD同步轉換器的六路信號輸入通道連接；所述的PT信號調理模塊的信號輸出通道與鎖相環模塊的第一信號輸入通道連接，該鎖相環模塊的信號輸出通道與所述的AD同步轉換器的時鐘輸入通道相連；該AD同步轉換器的數據總線與主控模塊的數據總線、SRAM的數據總線分別相連，所述的主控模塊的通道控制接口與高速靜態緩存（SRAM）的通道控制接口連接，所述的主控模塊的以太網接口和光纖接口與外部工業計算機連接；所述的主控模塊的信號輸出通道與所述的鎖相環模塊的第二信號輸入通道連接。

所述的鎖相環模塊包括正弦波方波轉換電路和方波倍頻電路兩部構成，

所述的正弦波方波轉換電路包括第一運算放大器、第二運算放大器和比較器，所述的第一運算放大器的輸出端經第一電阻、第二電阻接第二運算放大器的正向輸入端，所述的第一運算放大器的負向輸入端接第一運算放大器的輸出端，所述的第一電阻和第二電阻之間的節點經第一電容接所述的第二運算放大器的負向輸入端和輸出端，所述的第二電阻和第二運算放大器的節點經第二電容接地，所述的第二運算放大器的輸出端接所述的比較器的負向輸入端，該比較器的正向輸入端經第三電阻接地，該比較器的正向輸入端經第四電阻接該比較器的輸出端，該比較器的輸出端經第五電阻接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芯片的AIN接口，圖5中U200A和U200B為雙通道運算放大器LM358的兩個通道，U200A起到隔離放大器的作用，R226、R227、C204、C207和U200B構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形成了雙極性過零比較器，將正弦波整形成方波信號PwrFrqIn，以作為后級倍頻電路的輸入信號。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，與后級的CD4046的輸入電平匹配。

與現有技術相比，本發明的技術效果如下：

1.鎖相環模塊：鎖相環模塊的信號輸出作為AD的時鐘頻率，模塊的信號輸出始終為電網電壓頻率的整數倍，使AD的采樣頻率fs始終與系統實際運行的頻率f1保持固定的比例關系N=fs/f1，采樣頻率隨系統運行的頻率的變化能實時地調整，實現了對于電壓電流的同步采樣，避免了因電網系統的頻率波動而產生泄漏誤差，使得基波電壓的測量精度不受到電網系統頻率波動的影響。本發明介損精度可優于0.01%。