专利名称：一种用于电容式电压互感器的在线监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在线监测系统，尤其是涉及一种用于电容式电压互感器的在线监测系统。
背景技术：
电容式电压互感器是由串联电容器抽取电压，再经变压器变压作为表计、继电保护等的电压源的电压互感器。电容式电压互感器以其性能优良、成本低廉等优势在220kV 及以上输电系统中得到广泛应用。但由于设计、制造和材质等原因，CVT中的电磁单元故障、 电容元件击穿故障和电容量发生变化等问题在电容式电压互感器中时有发生。目前国内对CVT的运行检查项目普遍较少，主要局限于CVT外观检查巡视和观察电压指示。外观检查巡视对发现渗漏油等故障较有效，但对于发现内部故障效果不明显； 运行中观察的电压指示通常是监控屏上显示的系统一次电压瞬时值，且大多是线电压。当 CVT故障造成电压突降为零时，观察电压指示容易发现或由保护装置发出报警信号。而对于故障造成故障相电压下降不多时往往难以发现。此外，现场也有CVT上安装的容性设备在线监测装置，主要监测设备电容量数值和泄漏电流数值。但测试值容易受到现场电磁干扰和外部环境的影响，造成测试数据不稳定，易产生误差。因此研制CVT故障监测装置，及早发现CVT内部故障，防止故障发展扩大造成设备事故，降低设备事故和故障率，具有重大意义。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于电容式电压互感器的在线监测系统。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种用于电容式电压互感器的在线监测系统，其特征在于，包括MCU、电压信号采集放大模块、GPS模块、无线通信模块、存储器，所述的MCU分别与电压信号采集放大模块、 GPS模块、无线通信模块、存储器连接，所述的电压信号采集放大模块与电容式电压互感器的二次侧连接。所述的电压信号采集放大模块包括空气开关、保护电路、无相差放大电路，所述的空气开关、保护电路、无相差放大电路依次连接。所述的存储器为掉电存储器。所述的保护电路包括电阻R12、第一熔断丝R11、第二熔断丝R15、气体放电管D4、 隔离电流互感器U7，所述的电阻R12、第一熔断丝Rll依次串联后与隔离电流互感器U7的输入1端连接，所述的第二熔断丝R15与隔离电流互感器U7的输入2端连接，所述的气体放电管D4两端分别接在隔离电流互感器U7的输入1端与输入2端之间。所述的无相差放大电路包括电阻R13、气体放电管D4、放大器，所述的电阻R13、气体放电管D4并联后分别接在隔离电流互感器U7的输出端、放大器的输入端。
与现有技术相比，本发明具有以下优点1、电压信号从CVT的二次侧取得，直接连接到设备内的空气开关上，信号需要经过保护电路和无相差放大结电路保证人员设备安全和测量的精确度。2, GPS模块提供测量的精确时间，同数据一块保存，可以用于历史数据分析。3、无线通讯模块可以与上位仪器进行数据传输，同时可以通过拨码开关切换装置的通讯地址。4、外接一块FLASH存储器用于监测系统的掉电保持。5、监测CVT 二次侧电压数据稳定有效，且不易受到现场电磁干扰的影响。
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的电压信号采集放大模块的电路结构示意图；图3为本发明的无线通信模块的通讯地址选择电路图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例如图1所示，一种用于电容式电压互感器的在线监测系统，包括MCU3、电压信号采集放大模块、GPS模块5、无线通信模块6、掉电存储器4，所述的MCU3分别与电压信号采集放大模块、GPS模块5、无线通信模块6、掉电存储器4连接，所述的电压信号采集放大模块与电容式电压互感器的二次侧连接。所述的电压信号采集放大模块包括空气开关、保护电路1、无相差放大电路2，所述的空气开关、保护电路1、无相差放大电路2依次连接。如图2所示，所述的保护电路包括电阻R12、第一熔断丝R11、第二熔断丝R15、气体放电管D4、隔离电流互感器U7，所述的电阻R12、第一熔断丝Rll依次串联后与隔离电流互感器U7的输入1端连接，所述的第二熔断丝R15与隔离电流互感器U7的输入2端连接，所述的气体放电管D4两端分别接在隔离电流互感器U7的输入1端与输入2端之间。所述的无相差放大电路包括电阻R13、气体放电管D4、放大器，所述的电阻R13、气体放电管D4并联后分别接在隔离电流互感器U7的输出端、放大器的输入端。电压信号从CVT 二次侧通过空气开关接入，通过精密电阻R12将电压信号转化为电流信号。为了防止因故障出现大电流， 加入了两个快速熔断丝作为保护。加入气体放电管以防CVT 二次侧出现大的电压波动损坏器件。电流信号通过1 1的隔离电流互感器送入放大电路，并将测量系统内的地和CVT 二次侧的地隔开，以减小杂波和干扰。隔离变压器副边的电流信号通过电阻再次转为电压信号，输入放大器。在放大器的两个输入端都加了对地回路，以保持电压信号的稳定。在一个变电站中会安装多个CVT监测装置，为了在测量和下载数据时能对不同的设备进行区分，需要给不同的设备不同的通讯地址。通讯地址选择电路如图3所示。地址选择的功能通过一个4位的拨码开关来完成。CVT采集电压数据后送入MCU处理，如果出现三相电压不平衡情况达到一定程度， 本发明就发出报警信号，如果出现不平衡达到100%，即出现缺相的情况，本发明会发出另一种报警信号。每次测量后将三相的电压信号加上从GPS上取得的时标，存储到FLASH内部，可上传到上位机器，也可用于历史数据分析。
权利要求
1.一种用于电容式电压互感器的在线监测系统，其特征在于，包括MCU、电压信号采集放大模块、GPS模块、无线通信模块、存储器，所述的MCU分别与电压信号采集放大模块、GPS 模块、无线通信模块、存储器连接，所述的电压信号采集放大模块与电容式电压互感器的二次侧连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于电容式电压互感器的在线监测系统，其特征在于， 所述的电压信号采集放大模块包括空气开关、保护电路、无相差放大电路，所述的空气开关、保护电路、无相差放大电路依次连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于电容式电压互感器的在线监测系统，其特征在于， 所述的存储器为掉电存储器。
4.根据权利要求1所述的一种用于电容式电压互感器的在线监测系统，其特征在于， 所述的保护电路包括电阻(R12)、第一熔断丝(Rll)、第二熔断丝(R15)、气体放电管(D4)、 隔离电流互感器(U7)，所述的电阻(R12)、第一熔断丝(Rll)依次串联后与隔离电流互感器 (U7)的输入1端连接，所述的第二熔断丝(R15)与隔离电流互感器(U7)的输入2端连接， 所述的气体放电管(D4)两端分别接在隔离电流互感器(U7)的输入1端与输入2端之间。
5.根据权利要求1所述的一种用于电容式电压互感器的在线监测系统，其特征在于， 所述的无相差放大电路包括电阻(R13)、气体放电管(D4)、放大器，所述的电阻(R13)、气体放电管(D4)并联后分别接在隔离电流互感器(U7)的输出端、放大器的输入端。
全文摘要
本发明涉及一种用于电容式电压互感器的在线监测系统，包括MCU、电压信号采集放大模块、GPS模块、无线通信模块、存储器，所述的MCU分别与电压信号采集放大模块、GPS模块、无线通信模块、存储器连接，所述的电压信号采集放大模块与电容式电压互感器的二次侧连接。与现有技术相比，本发明具有监测CVT二次侧电压数据稳定有效，且不易受到现场电磁干扰的影响等优点。
文档编号G01R19/00GK102545151SQ20101060041
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者井雅, 姚建歆, 张小越, 徐剑, 施伟斌, 盛弋皞, 盛继卿, 顾临峰 申请人:上海中区节电科技有限公司, 上海交通大学, 上海市电力公司