高压电力容性设备介质损耗在线监测方法及监测系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力检测技术领域，特别涉及一种用于高压电力容性设备的绝缘在线监测的高压电力容性设备介质损耗在线监测方法。本发明还涉及一种高压电力容性设备介质损耗在线监测系统。
【背景技术】
[0002]电力行业中，高压设备绝大多数的故障表现为绝缘水平的下降，进而导致击穿，危害电网的安全稳定运行。高压设备中除输电线路以外，都为集中放置在变电站内，且其大部分也属于容性设备，数量众多，一旦发生问题将直接危害电网的安全与稳定。高压电力容性设备绝缘状况的监测主要是对其介质损耗因数tan δ、泄露电流Ip和电容量C的监测。介质损耗的测试原理为将被测对象的泄露电流信号Ip和其所承受的电压信号Up进行相位比较，从而得到设备的介质损耗因数tan δ。
[0003]现有的容性设备绝缘监测系统中，因高压容性设备的介质损耗因数通常非常小，又因为电压和泄露电流的采集点距离较远，因而监测系统需要产生非常精确的同步采样信号，且无延迟(或等延迟)的传送给各采样点，以便对所监测的所有高压容性设备的泄露电流和所承受的电压非常精确的进行同步采样，然后将每周波不少于200点的采样数据传送到控制系统，控制系统再依次运算得出各设备的泄露电流Ip的有效值、介质损耗因数tan δ、电容量C及电压有效值等。
[0004]在上述监测系统中，由于需要在泄露电流采集和电压采集间实现精确同步，若需采用光纤通信系统，需要精确控制所有通信通道的时延，技术难度高，而在每个数据采集点也需配备光端机，其成本很高。而且采用精确的同步采样，若使用卫星授时系统，在每个采集点也需要安装卫星时钟接收设备，同时随着监测点的增加，通信数据量及控制系统的运算处理量也会急剧增大，因此现有监测系统的成本也往往居高不下。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明旨在提出一种高压电力容性设备介质损耗在线监测方法，以减少监测中的通信数据量，避免使用有线通信及卫星授时的不足，降低监测成本。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
一种高压电力容性设备介质损耗在线监测方法，其包括:
根据同步信号发生器的同步采样信号同步采集被测设备的泄露电流信号和经选定的参考电源的参考电压信号，获得被测设备的泄露电流信号的有效值I，以及所述泄露电流信号与所述参考电压信号间的电流相位差值Φ?;
根据所述同步采样信号同步采集变压器PT输出端的电压信号和经选定的参考电源的参考电压信号，获得电网的电压信号的有效值U，以及所述电压信号与所述参考电压信号间的电压相位差值Φιι ；
控制模块通过无线通信模块获取泄露电流信号有效值1、电流相位差值?1、电压信号有效值U及电压相位差值Φ?!，并根据所述泄露电流信号有效值1、电流相位差值Φ?、电压信号有效值U和电压相位差值Φ?!计算被测设备的泄露电流Ιρ、介质损耗因数tan δ和电容量C，其中，
泄露电流Ip=I;
介损角 δ = π/2- (Φ?-Φιι);
电容量C=Ip/2 JT fU，f为电网频率。
[0007]进一步的，所述同步信号发生器的同步采样信号采用无线通信模块传送。
[0008]进一步的，所述参考电源的电压为220V，为变电站内交流220V选定相，例如A相。
[0009]进一步的，所述泄露电流信号、电压信号及参考电压信号采用多周波高速采样。
[0010]相对于现有技术，本发明所述的具有以下优势:
(I)本发明所述的高压电力容性设备介质损耗在线监测方法，根据同步发生器产生的同步采样信号实现相关信号间的同步采样，相比于采用卫星时钟授时需增加时钟接收设备可大大降低成本，且本方法中采用引入变电站内遍布的参考电压信号的方法，降低了采样同步性要求，即电压采集模块和各电流采集模块内部同步采集信号即可，而各模块之间的采集同步性可降低要求，从而不必对各模块接收到同步信号的时差进行处理。且由于只需将信号有效值及相位差值进行传送，从而也可大幅度降低通信数据量，同时采用无线通信模块相较于光纤通信等有线通信方式也更为便利实施，也可降低监测系统的监测成本。
[0011](2)同步采样信号也采用无线通信模块传送可彻底避免采用光纤等有线通信方式现场布线的弊端，采用多周波快速采用可确保采样结果的精确度。
[0012](3)使参考电源的电压为220V可方便选用就近的电源点，而且利用220V电源信号作为参考电压信号，各装置内信号及需要采集的其它信号可以很好地同步，保证了同步的精度。尤其是各装置之间的同步信号可以放宽，即不需要所有的装置都绝对同步的开始采集信号，这样就可适应一定的通信延时，降低了技术的难度。
[0013]本发明的另一目的在于提出一种高压电力容性设备介质损耗在线监测系统，以实现上述检测方法的有效使用。
[0014]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
一种高压电力容性设备介质损耗在线监测系统，其特征在于包括:
电流采集模块，所述电流采集模块包括安装于被测设备各相电路上的电流互感器、单片机，连接设置在所述电流互感器和单片机之间的Α/D转换器，以及连接于经选定的参考电源输出端的电压变换模块；
电压采集模块，所述电压采集模块包括安装于变压器输出端各相电路上的电压互感器、单片机，连接设置在所述电压互感器和单片机之间的Α/D转换器，以及连接于所述参考电源输出端的电压变换模块；
控制模块，所述控制模块包括控制单元及同步信号发生器；
无线通信模块，无线连接于所述控制模块与电流采集模块和电压采集模块之间。
[0015]进一步的，所述电流互感器采用零磁通电流互感器，所述Α/D转换器采用16位A/D转换器。
[0016]进一步的，所述单片机采用高速单片机，所述高速单片机内置有FFT运算单元。
[0017]进一步的，所述电压变换模块内采用无感电阻。
[0018]进一步的，所述无线通信模块采用Zigbee无线通信模块。
[0019]进一步的，所述无线通信模块内安装设置有无线中继器。
[0020]相对于现有技术，本发明所述的具有以下优势:
(I)本发明所述的高压电力容性设备介质损耗在线监测系统，电流采集模块和电压采集模块可对被测设备的泄漏电流信号、变压器PT输出端的电压信号及参考电源的参考电压信号进行采样，并可就地实现对采样信号的处理，以减少需传送的通信数据量，控制模块的控制单元可根据电流采集模块和电压采集模块采集并处理的数据运算得出被测设备的介电特性参数，并可将介电特性参数进行显示及其它处理，而同步发生器则可在控制单元的控制下产生同步采样信号，以实现电流采集模块和电压采集模块的同步采样，无线通信模块则可实现各模块间的无线数据传输，以避免采用有线通信方式的弊端，降低系统成本。
[0021](2)采用零磁通电流互感器和16位Α/D转换器可保证采样数据的精度和实时性，高速单片机及其内置FFT运算单元可实现高速采样及采样信号的处理，电压变换模块采用无感电阻可减少参考电压的变换时的转换相移，采用无线中继器则可实现在远距离下的有效通信。
【附图说明】
[0022]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例所述的高压电力容性设备介质损耗在线监测系统的结构示意图； 图2为本发明实施例所述的电流采集模块的结构示意图；
图3为本发明实施例所述的电压采集模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0025]实施例一
本实施例涉及一种高压电力容性设备介质损耗在线监测系统，其包括设置在被测设备上的电流采集模块，设置在与被测设备电连接的变压器PT输出端上的电压采集模块，以及对电流采集模块和电压采集模块的工作进行控制、并可对电流采集模块和电压采集模块采集的数据进行处理的控制模块，还包括用于实现控制模块与电流采集模块和电压采集模块之间的无线连接的无线通信模块。
[0026]本实施例中的控制模块包括控制单元和同步发生器，控制单元可实现对系统中各部件的集中控制，并可对电流采集模块和电压采集模块采集的数据进行运算处理，以及对运算结果进行显示或其它处理，如生成日志，设置预警、报警信息，及完成结果数据的发布和与其它平台进行数据交换等。本实施例中控制单元为计算机，当然其也可采用如嵌入式一体化触摸屏等具有数据处理显示能力的装置。同步发生器用于在控制单元的控制下产生同步采样信号，并可经由无线通信模块传送至电流采集模块和电压采集模块，以实现电流采集模块和电压采集模块间的同步采样。
[0027]本实施例中的无线通信模块采用Zigbee无线通信模块，其包括与控制模块中的控制单元和同步发生器，以及电流采集模块和电压采集模块分别相连接的多个，从而可实现控制模块与电流采集模块和电压采集模块间的无线连接。本实施例中的电流采集模块的结构可如图2中所示，其包括安装于被测设备的各相电路上的电流互感器，与各电流互感器的输出端相连接的Α/D转换器，以及连接于Α/D转换器输出端的单片机，在Α/D转换器的输入端还连接有一个电压变换模块，电压变换模块的输入端连接于一经选定的参考电源的输出端。
[0028]在图2中电流互感器用字母CT表示，且本实施例中电流互感器可采用零磁通电流互感器，以能够检测微小的泄露电流及减少泄露电流的转换相移。本实施例中为提高采样精度，Α/D转换器也为采用16位Α/D转换器，在实际使用中其可进一步采用6路同步16位Α/D转换器。在电流采集