一种容性设备绝缘性能在线监测装置的无线校验装置的制作方法

本实用新型涉及了一种校验装置，尤其是涉及了一种容性设备绝缘性能在线监测装置的无线校验装置。

背景技术：

电力容性设备(套管、避雷器、绝缘瓷瓶、功率因数补偿电容器、CT、高压PT/CT等)的绝缘状态关系到电网的安全、稳定运行。电力容性设备绝缘在线监测装置是保障电力系统正常运行的重要监测装置，该装置是提前发现电力容性设备绝缘性能变化，为电力系统维护策略、方案制订提供依据，是实施智能电网必不可少的装置。因此，容性设备绝缘性能在线监测装置(以后简称在线监测装置)自身是否正常，是需要定期校验的。

现行的校验是通过将校验测量导线直接校验设备与在线监测装置的相应端子相接，由于校验设备与在线监测装置的相应端子之间的距离较远，实际操作人员要联接的校验测量导线达400-500米之长，这样校验操作劳动强度大、设备携带不方便。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型提出了一种容性设备绝缘性能在线监测装置的无线校验装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

包括三个正弦电压实时采集器、三个校验相移电流发生器和一个电力容性设备绝缘无线校验控制器，正弦电压实时采集器和电力容性设备绝缘校验控制均分别与校验相移电流发生器无线连接；

电网的三相均连接有正弦电压实时采集器，正弦电压实时采集器采集电网三相的电压数据，电力容性设备连接在电网三相上，电力容性设备每相端口均串联有所述容性设备绝缘性能在线监测装置的电流互感器，电流互感器属于容性设备绝缘性能在线监测装置其中的部件，校验相移电流发生器并联连接在电流互感器的原边侧，电网每相的正弦电压实时采集器与其所在相的校验相移电流发生器无线连接，三相的正弦电压实时采集器均与电力容性设备绝缘无线校验控制器无线连接。

对于电网的每相，正弦电压实时采集器采集电网三相的电压波形，并经无线发送到校验相移电流发生器，电力容性设备绝缘无线校验控制器将检验所要求电流的相移相位差值和幅值发经无线发送到校验相移电流发生器。

校验相移电流发生器接收到实测的电压波形后，并根据电力容性设备绝缘无线校验控制器所发来的检验所要求电流的相移相位差值和幅值，产生一个与该相电压具有相位差和幅值差的电流，校验相移电流发生器将该电流输入到电流互感器的原边侧。检验所要求电流的相移相位差值和幅值是用户输入的值。

所述的正弦电压实时采集器包括交流电压互感器、电压匹配器、电压调制器、调制波无线发射器和天线，交流电压互感器原边侧连接到电网的相，副边侧依次经电压匹配器、电压调制器、调制波无线发射器后与天线连接；经交流电压互感器采集高压交流相电压并转化为低压交流电压，电压匹配器将低压交流电压转为与电压调制器输入要求相匹配的交流电压，电压调制器将交流电压调制成调幅波或调频波发送到调制波无线发射器，调制波无线发射器将进行高频和功率放大的调制后发送到天线，经天线把电压波形实时无线传输给所述校验相移正弦电流发生器。

优选的，所述的校验相移电流发生器包括两根天线、MCU-1(Microcontroller Unit)、倍频和整形电路、电压过零检测电路、电压解调放大器、无线模拟信号接收器、无线数字信号接收器、D/A转换器、低通滤波电路和电压电流转换电路，但不限于此。第一根天线经无线数字信号接收器连接到MCU-1的第一输入端，第二根天线依次经无线模拟信号接收器、电压解调放大器、倍频和整形电路后连接到MCU-1的第二输入端，电压解调放大器的输出端经电压过零检测电路后连接到MCU-1，MCU-1的输出端依次经D/A转换器、低通滤波电路和电压电流转换电路后连接到所述电流互感器。

无线数字信号接收器经由第一根天线接收电力容性设备绝缘无线校验控制器发送过来的检验所要求电流的相移相位差值和幅值，在发送到MCU-1，无线模拟信号接收器经由第二根天线接收正弦电压实时采集器发送过来的相电压，相电压经倍频和整形电路处理使得其频率与电流的频率相同，相电压同时经电压过零检测电路触发中断产生电流波形，最终通过电流波形的响应计数输出正弦电压数字信号，正弦电压数字信号依次经D/A转换器DA转换、低通滤波电路低通滤波和电压电流转换电路转换后输出电流到电流互感器。

优选的，所述的电力容性设备绝缘无线校验控制器包括MCU-2(Microcontroller Unit)、触摸显示屏和无线数字信号发射模块，但不限于此。MCU-2经无线数字信号发射模块和天线与所述校验相移正弦电流发生器无线连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型能用于实现在线监测装置的准确校验，能用于实现远程校验，能避免校验设备与在线监测装置的相应端子之间的距离较远而实际操作劳动强度大、设备携带不方便的问题。

附图说明

图1是本实用新型无限校验装置的安装示意图。

图2是本实用新型正弦电压实时采集器的电路组成结构示意图。

图3是本实用新型校验相移电流发生器的电路组成结构示意图。

图4是本实用新型电力容性设备绝缘无线校验控制器的电路组成结构示意图。

图中：1、电力容性设备，2、交流电压互感器，3、天线，4、电流互感器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示，本实用新型系统包括三个正弦电压实时采集器、三个校验相移电流发生器和一个电力容性设备绝缘无线校验控制器，正弦电压实时采集器和电力容性设备绝缘无线校验控制器均分别与校验相移电流发生器无线连接。电网的三相均连接有正弦电压实时采集器，正弦电压实时采集器采集电网三相的电压数据，电力容性设备1连接在电网三相上，图1中电力容性设备1是采用容性设备的等效电路来表示，电力容性设备1每相端口均串联有所述容性设备绝缘性能在线监测装置的电流互感器4，电流互感器4属于容性设备绝缘性能在线监测装置其中的部件，校验相移电流发生器并联连接在电流互感器4的原边侧，电网每相的正弦电压实时采集器与其所在相的校验相移电流发生器无线连接，三相的正弦电压实时采集器均与电力容性设备绝缘无线校验控制器无线连接。

本实用新型的具体实施例及其实施过程如下：

对于电网的每相，正弦电压实时采集器采集电网三相的电压波形，并经无线发送到校验相移电流发生器，电力容性设备绝缘无线校验控制器将检验所要求电流的相移相位差值和幅值发经无线发送到校验相移电流发生器；校验相移电流发生器接收到实测的电压波形后，并根据电力容性设备绝缘无线校验控制器所发来的检验所要求电流的相移相位差值和幅值，产生一个与该相电压具有前述对应的相位差和幅值差的电流，校验相移电流发生器将该电流输入到电流互感器4的原边侧。

如图2所示，具体是实施的正弦电压实时采集器包括交流电压互感器2、电压匹配器、电压调制器、调制波无线发射器和天线3，交流电压互感器2原边侧连接到电网的相，副边侧依次经电压匹配器、电压调制器、调制波无线发射器后与天线3连接。

交流电压互感器是一个仪用变压器，将电网电压不失真的变为有效值为低压如2-10V的交流电压。

电压匹配器是一个交流电压有效值调整和输出交流稳压电路，其将由交流电压互感器送来的交流电压转为与电压调制器输入要求相匹配的交流电压。

电压调制器是一个调幅调制器或调频调制器，将被测50Hz交流电压调制成调幅波或调频波。

调制波无线发射器是一个高频功率放大电路，选乙类对应调幅波信号或丙类对应调频波信号放大原理设计而成，也可根据发射频率选择相应的高频功率放大集成电路。

正弦电压实时采集器的天线3把电压波形实时无线传输给校验相移正弦电流发生器。

如图3所示，具体是实施的校验相移电流发生器包括两根天线、MCU-1(Microcontroller Unit)、倍频和整形电路、电压过零检测电路、电压解调放大器、无线模拟信号接收器、无线数字信号接收器、D/A转换器、低通滤波电路和电压电流转换电路。第一根天线3经无线数字信号接收器连接到MCU-1的第一输入端，第二根天线3依次经无线模拟信号接收器、电压解调放大器、倍频和整形电路后连接到MCU-1的第二输入端，电压解调放大器的输出端经电压过零检测电路后连接到MCU-1，MCU-1的输出端依次经D/A转换器、低通滤波电路和电压电流转换电路后连接到所述电流互感器4。

无线模拟信号接收器是调幅信号接收电路或调频信号接收电路，具体采用什么电路应与“正弦电压实时采集器”所采用的调制器相对应，如是调幅调制器即采用调幅信号接收电路，是调频调制器则采用调频信号接收电路。

电压解调放大器是由信号放大电路和解调电路构成，信号放大电路是甲类交流放大电路，解调电路是检波电路对应调幅信号或鉴频器对应调频信号；鉴频器采用把等幅调频波变换成幅度与调频波频率变化成正比的调频调幅波，再进行幅度检波的方式。

无线数字信号接收器是实现接收“电力容性设备绝缘无线校验控制器”发来的设定校验相位差值、电流幅值的数字信号的集成电路，可选用的型号很多，如NORDIC半导体公司的nRF24LE1芯片。

倍频和整形电路是为保证产生的电流波形与电压波形同步，具体可以50Hz±Δf的倍频数作为要产生的电流波形的周期。

电压过零检测电路是电压过零比较器，过零比较器的输出直接接入MCU-1并用上升沿激发MCU-1中断，进而产生的电流波形的起点。

D/A转换器是一个16位D/A转换集成电路，将把MCU-1的电流波形发生软件输出的电流波形的数字量转换成模拟量。

低通滤波电路是有源RC滤波电路，它对D/A转换器输出的电压进行平滑处理。

电压电流转换电路是把低通滤波电路输出的与电流波形同相位的电压转换成电流波形，并将电流输入到“在线监测装置”的电流互感器原边侧。

如图4所示，具体是实施的电力容性设备绝缘无线校验控制器包括MCU-2(Microcontroller Unit)、触摸显示屏和无线数字信号发射模块，MCU-2分别与触摸显示屏和无线数字信号发射模块连接，无线数字信号发射模块与天线连接，触摸显示屏用于显示，触摸显示屏也用于用户输入参数。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。