專利名稱：電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)中電力設(shè)備的檢修、試驗，尤其涉及高壓設(shè)備的電氣試驗，特別涉及用電氣試驗設(shè)備對電力設(shè)備進(jìn)行非接觸式測量的組合裝置及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
電力設(shè)備在運(yùn)行中需要進(jìn)行大量的電氣試驗，電氣試驗是輸變電設(shè)備技術(shù)監(jiān)督工作的重要組成部分，為準(zhǔn)確掌握輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)相關(guān)規(guī)程需要對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢測工作，例行試驗、交接試驗或故障診斷中均涉及大量的電氣試驗工作，電氣試驗已經(jīng)成為電力系統(tǒng)工作的重要組成部分。目前，電氣試驗中廣泛采用的是接觸式測量，或?qū)τ趩我辉O(shè)備的非接觸式測量。對于需要采集二次端子信號的試驗項目，大多采用接觸式測量，作業(yè)風(fēng)險較大且對設(shè)備有一定的損耗，對于加壓與操作一體的試驗設(shè)備，作業(yè)人員安全風(fēng)險較大，普遍的電氣試驗都需要大量接線，容易錯接。電力試驗中由于誤拆、誤接二次線和與加壓設(shè)備安全距離不足造成事故的情況時有發(fā)生。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種安全可靠、測量效率高的電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置及其應(yīng)用。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是設(shè)計一種電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置，用于電力設(shè)備信號的數(shù)字化采集并無線傳輸給電氣試驗設(shè)備，尤其是
所述非接觸式測量組合裝置包括I個控制主機(jī)和多個檢測終端；
所述I個控制主機(jī)和多個檢測終端通過射頻模塊遠(yuǎn)程通信組成星型網(wǎng)絡(luò)，從而形成一點(diǎn)對多點(diǎn)的組合測量裝置；每個檢測終端包括繼電器開關(guān)狀態(tài)檢測模塊、IrnA電流檢測模塊、常規(guī)電流檢測模塊和常規(guī)電壓檢測模塊；所述控制主機(jī)包括數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)直接傳輸通道；
所述非接觸式測量組合裝置的一端通過所述檢測終端與電力設(shè)備連接，另一端通過所述控制主機(jī)與電氣試驗設(shè)備連接；將所述檢測終端的模塊與電力設(shè)備連接，從而對電力設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的電氣試驗測量；所述控制主機(jī)采用兩種方式將信息傳輸給電氣試驗設(shè)備，分別是直接提供控制輸出信號給電氣試驗設(shè)備，以模擬電力設(shè)備的輸出信號，或者直接將檢測到的電力設(shè)備的數(shù)字信號輸出給電氣試驗設(shè)備。所述控制主機(jī)還包括開關(guān)狀態(tài)模擬輸出接口、電子觸點(diǎn)輸出接口和采集數(shù)據(jù)輸出接口，從而與電氣試驗設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互傳輸，實(shí)現(xiàn)電氣試驗設(shè)備數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集。所述繼電器開關(guān)狀態(tài)檢測模塊、ImA電流檢測模塊、常規(guī)電流檢測模塊和常規(guī)電壓檢測模塊，通過所述檢測終端組合在一起，并通過無線網(wǎng)絡(luò)與所述控制主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)電氣試驗設(shè)備對電力設(shè)備的非接觸遠(yuǎn)程測量。本發(fā)明還提出一種電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置在SF6密度繼電器檢驗試驗中的應(yīng)用，包括如下步驟
A、將所述電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置的控制主機(jī)的工作模式設(shè)置為SF6密度繼電器校驗?zāi)Ｊ剑?br>
B、將所述電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置的檢測終端的鉗形ImA電流檢測傳感器，夾住SF6密度繼電器對應(yīng)的開關(guān)回路，實(shí)時檢測每個繼電器回路的通斷情況；將所述控制主機(jī)的控制輸出口連接到SF6密度繼電器的輸入端口 ；
C、所述檢測終端等待所述控制主機(jī)的同步命令，實(shí)時高速將SF6密度繼電器開關(guān)狀態(tài)傳輸給所述控制主機(jī)；
D、所述控制主機(jī)將SF6密度繼電器開關(guān)狀態(tài)模擬輸出給SF6密度校驗儀；
E、SF6密度校驗儀分別計算SF6密度繼電器開關(guān)開啟和閉合的時間，獲得SF6密度繼電器的報警壓力值和閉鎖壓力值。具體而言，該試驗是在接線端子箱中找到與SF6密度繼電器對應(yīng)的開關(guān)回路，通過非接觸式測量獲得SF6密度繼電器的開關(guān)狀態(tài)，并實(shí)時傳輸?shù)脚cSF6密度校驗儀連接的控制主機(jī)，從而獲得測試設(shè)備的SF6密度繼電器的報警壓力值和閉鎖壓力值。本發(fā)明又提出一種電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置在開關(guān)同期試驗中的應(yīng)用，包括如下步驟
A、將所述電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置的控制主機(jī)的工作模式設(shè)置為開關(guān)檢測模式；
B、將所述檢測終端的開關(guān)狀態(tài)檢測模塊接入斷路器的三相的各個接口，實(shí)時檢測每個開關(guān)的通斷情況；并將所述控制主機(jī)連接到開關(guān)檢測儀的端口檢測口 ；
C、所述檢測終端等待所述控制主機(jī)的同步命令，實(shí)時高速將開關(guān)狀態(tài)傳輸給所述控制主機(jī)；
D、所述控制主機(jī)將開關(guān)狀態(tài)模擬輸出給開關(guān)檢測儀；
E、開關(guān)檢測儀計算開關(guān)開啟和閉合的時間，獲得開關(guān)速度和同期時間差。該試驗中，通過所述檢測終端將測量開關(guān)信號逐點(diǎn)延伸，而開關(guān)測試儀與所述控制主機(jī)相連接即可獲得每個開關(guān)的實(shí)時狀態(tài)信息，信號信息同步，數(shù)傳誤差滿足測試要求。本發(fā)明再提出一種電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置在介損自激法試驗中的應(yīng)用，包括如下步驟
A、將所述電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置的控制主機(jī)的控制主機(jī)的工作模式調(diào)整為介損測試模式；
B、將所述檢測終端的電流模塊和電壓模塊分別接入變壓器的高壓側(cè)以及低壓側(cè)接線端；并將所述控制主機(jī)連接到介損檢測儀的數(shù)據(jù)端口 ；
C、低壓測提供變壓器自激所需激勵源，測量高低壓側(cè)的電流電壓；
D、將步驟C測量的數(shù)值通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給所述控制主機(jī)，并通過其數(shù)字接口提供給介損檢測儀；
E、介損檢測儀根據(jù)電流電壓數(shù)值進(jìn)行計算，獲得電容值和介損系數(shù)。該試驗中，根據(jù)介損自激法，采用所述非接觸式測量組合裝置的檢測模塊的常規(guī)電流檢測模塊和常規(guī)電壓檢測模塊，替代介損檢測儀的電流電壓檢測單元，在激勵電源的作用下實(shí)現(xiàn)檢測，并檢測信號的延伸，將檢測數(shù)據(jù)通過所述控制主機(jī)傳輸給介損檢測儀，再計算介損系數(shù)和電容值。本發(fā)明基于非接觸式傳感技術(shù)和射頻技術(shù)，裝置采用非接觸式傳感器技術(shù)替代傳統(tǒng)測量方式，通過聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化采集和傳輸，其應(yīng)用將當(dāng)前大量低壓電氣試驗包含在內(nèi)，裝置將測量、采集等工序有效分開，避免工作人員在風(fēng)險區(qū)域進(jìn)行工作，提高工作效率、降低作業(yè)風(fēng)險。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于
(1)采用非接觸式測量方式，不破壞和變動被測試設(shè)備的物理性能和空間結(jié)構(gòu)，有效延長被測試設(shè)備的使用壽命；
(2)通過無線數(shù)字化傳輸，避免數(shù)據(jù)在傳統(tǒng)方式傳輸過程中的衰減，提高試驗數(shù)據(jù)的精確度；
(3)降低試驗接線復(fù)雜度，提高工作效率；
(4)有效降低試驗作業(yè)人員與帶電設(shè)備的近距離接觸頻率，降低作業(yè)風(fēng)險。
圖1是本發(fā)明電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置的工作原理示意框圖2是所述測量組合裝置應(yīng)用在3個試驗中的控制流程圖3是檢測終端的原理框圖4是控制主機(jī)的原理框圖5是控制主機(jī)軟件的流程圖6是監(jiān)測終端軟件的流程圖7是控制主機(jī)和監(jiān)測終端雙方的通信協(xié)議；
圖8是電流檢測電路；
圖9是模擬輸出觸點(diǎn)電路；
圖10是開關(guān)檢測電路；
圖11是模擬輸出開關(guān)接口電路；
圖12是SF6密度繼電器試驗示意圖13是開關(guān)同期試驗?zāi)K檢測試驗示意圖14是介損自激法試驗組合模塊檢測試驗示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)一步詳述。如圖1所示，一種電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置，用于電力設(shè)備信號的數(shù)字化采集并無線傳輸給電氣試驗設(shè)備，所述非接觸式測量組合裝置包括I個接收控制模塊，也就是I個控制主機(jī)和多個檢測終端；所述I個控制主機(jī)和多個檢測終端通過射頻模塊遠(yuǎn)程通信組成星型網(wǎng)絡(luò)，從而形成一點(diǎn)對多點(diǎn)的組合測量裝置；每個檢測終端包括繼電器開關(guān)狀態(tài)檢測模塊、ImA電流檢測模塊、常規(guī)電流檢測模塊和常規(guī)電壓檢測模塊；所述控制主機(jī)包括數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)直接傳輸通道；
所述非接觸式測量組合裝置的一端通過所述檢測終端與高壓設(shè)備連接，另一端通過所述控制主機(jī)與試驗設(shè)備連接；將所述檢測終端的模塊與電力設(shè)備連接，從而對電力設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的電氣試驗測量；所述控制主機(jī)采用兩種方式將信息傳輸給電氣試驗設(shè)備，分別是直接提供控制輸出信號給電氣試驗設(shè)備，以模擬電力設(shè)備的輸出信號，或者直接將檢測到的電力設(shè)備的數(shù)字信號輸出給電氣試驗設(shè)備。所述控制主機(jī)還包括開關(guān)狀態(tài)模擬輸出接口、電子觸點(diǎn)輸出接口和采集數(shù)據(jù)輸出接口，從而與電氣試驗設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互傳輸，實(shí)現(xiàn)電氣試驗設(shè)備數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集。所述繼電器開關(guān)狀態(tài)檢測模塊、ImA電流檢測模塊、常規(guī)電流檢測模塊和常規(guī)電壓檢測模塊，通過所述檢測終端組合在一起，并通過無線網(wǎng)絡(luò)與所述控制主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)試驗設(shè)備對高壓設(shè)備的非接觸遠(yuǎn)程測量。所述測量組合裝置是一點(diǎn)對多點(diǎn)的星型網(wǎng)絡(luò)，是聯(lián)系高壓設(shè)備和試驗設(shè)備的紐帶，通過無線網(wǎng)絡(luò)免去了較多設(shè)備連線問題，延伸了試驗空間。組合裝置包括檢測終端和控制主機(jī)，檢測終端連接高壓設(shè)備，通過各個檢測模塊對高壓設(shè)備針對性的信號檢測，通過無線將結(jié)果傳輸給接收控制模塊，也就是控制主機(jī)；接收控制模塊“連接”試驗設(shè)備，接收控制模塊采用兩種方式將信息提供給試驗設(shè)備，分別是直接提供控制輸出以模擬高壓設(shè)備輸出或者直接將高壓設(shè)備的檢測數(shù)字信號提供給試驗設(shè)備，達(dá)到高壓試驗改造、提高效率的目的。如圖2所示，首先在控制主機(jī)上選擇工作模式，將工作模式狀態(tài)命令通過無線傳輸給檢測終端。下面分別敘述3中工作模式的具體工作流程。I SF6密度繼電器校驗?zāi)Ｊ剑?br>
1-1，根據(jù)現(xiàn)有的密度繼電器校驗試驗方案，將IrnA電流檢測鉗形傳感器夾住密度繼電器對應(yīng)的開關(guān)回路，實(shí)時檢測每個繼電器回路的通斷情況；控制主機(jī)的控制輸出口連接到密度繼電器的輸入端口；
1-2，終端等待控制模塊的同步命令，實(shí)時高速將開關(guān)狀態(tài)傳輸給控制主機(jī)；
1-3，接收控制模塊根據(jù)傳輸?shù)拈_關(guān)狀態(tài)模擬輸出給默讀校驗儀
1-4，默讀校驗儀分別計算開關(guān)開啟和閉合的時間，獲得密度繼電器的報警壓力值和閉鎖壓力值。2開關(guān)檢測模式
2-1，根據(jù)現(xiàn)有的開關(guān)測試試驗方案和開關(guān)自身特點(diǎn)，將檢測終端開關(guān)狀態(tài)檢測模塊接入斷路器的三相的各個接口，實(shí)時檢測每個開關(guān)的通斷情況；并將控制主機(jī)連接到開關(guān)檢測儀的端口檢測口；
2-2，終端等待控制模塊的同步命令，實(shí)時高速將開關(guān)狀態(tài)傳輸給控制主機(jī)；
2-3，控制主機(jī)將開關(guān)狀態(tài)模擬輸出給開關(guān)檢測儀；
2-4，開關(guān)檢測儀計算開關(guān)開啟和閉合的時間，獲得開關(guān)速度和同期時間差。3介損測試模式；
3-1，根據(jù)現(xiàn)有的介損自激法試驗方案，將檢測終端電流模塊和電壓模塊分別接入變壓器的高壓側(cè)以及低壓側(cè)接線端；并將控制主機(jī)連接到介損檢測儀的數(shù)據(jù)端口 ；
3-2，低壓測提供變壓器自激所需激勵源，測量高低壓側(cè)的電流電壓；
3-3，將測量的數(shù)值通過無線傳輸給控制主機(jī)，通過數(shù)字接口提供給介損檢測儀器；3-4，介損檢測儀器根據(jù)電流電壓數(shù)值進(jìn)行計算，獲得電容值和介損系數(shù)。如圖3所示，測量組合裝置單個終端包括以下幾個輸入模塊1mA電流檢測模塊實(shí)現(xiàn)開關(guān)狀態(tài)的檢測，另一個是繼電器開關(guān)狀態(tài)的檢測模塊，分別可以實(shí)現(xiàn)各種繼電器在線與離線開關(guān)狀態(tài)的檢測，同時還包括常規(guī)電流、電壓檢測模塊，每個模塊采用射頻技術(shù)，具有遠(yuǎn)程通信功能，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)狀態(tài)以及其他狀態(tài)信息的遠(yuǎn)程傳輸。如圖4所示，控制主機(jī)使用射頻模塊與檢測終端組成星型網(wǎng)絡(luò)，軟件上采用主從式多機(jī)通信。另外，控制主機(jī)還包括開關(guān)狀態(tài)輸出接口，電子觸點(diǎn)輸出，和采集數(shù)據(jù)接口，與電氣試驗設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)電氣試驗設(shè)備數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集，從而在不影響試驗結(jié)果的前提下的完成電氣試驗改造。如圖5所示，控制主機(jī)程序開始后對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后屏幕顯示“高壓試驗測量平臺”，接著開始不斷掃描四個按鍵，聯(lián)機(jī)鍵，模式1，模式2和返回鍵。若檢測到聯(lián)機(jī)鍵按下，則接收端，也就是控制主機(jī)發(fā)送握手信號AA，55給檢測終端，然后判斷是否收到應(yīng)答信號BB，以此來判斷雙方通信是否已建立，若建立，屏幕會自動顯示“通信成功，請選擇模式”；若檢測到模式I鍵按下，則接收端發(fā)送模式I選擇信號10，01給終端，并開始接收終端發(fā)送過來的開關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)；若檢測到模式2鍵按下，則接收端發(fā)送模式2選擇信號EE，F(xiàn)F給終端，同時開始接收終端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)；若檢測到返回鍵按下，則接收端向終端發(fā)送返回命令CC，DD，同時自己返回到初始化狀態(tài)。然后重復(fù)上述過程。如圖6和圖7所示，檢測終端程序開始后先進(jìn)行測量傳感器偏置測量，然后先后判斷是否收到握手信號，模式選擇信號和返回命令。若收到握手信號，則相應(yīng)的發(fā)送應(yīng)答信號BB ;若收到模式I選擇信號，則關(guān)閉AD并開始不斷讀取相應(yīng)端口狀態(tài)，以此來判斷開關(guān)的狀態(tài)，然后將其處理后發(fā)送給接收端；若收到模式2選擇信號，則開啟AD，不斷對傳感器輸出進(jìn)行采樣，將采樣結(jié)果經(jīng)過一定處理后，發(fā)送給接收端；若收到返回命令，則系統(tǒng)回到初始化狀態(tài)，停止發(fā)送數(shù)據(jù)，清標(biāo)志位，并重新測量偏置。然后重復(fù)上述過程。如圖8所示，本電路由精密儀用放大器AD620和精密有效值直流轉(zhuǎn)換器AD637構(gòu)成。AD620的增益可方便調(diào)節(jié)，易于控制，它是用來對采集的信號進(jìn)行放大，信號經(jīng)AD620放大后，送入有效值直流轉(zhuǎn)換器AD637中，AD637精度高，穩(wěn)定性好，使輸出的信號相比于輸入信號更加平穩(wěn)，最后將其輸出信號進(jìn)行濾波后送入單片機(jī)的AD采樣端口。如圖9所示，本電路是用來模擬遠(yuǎn)程終端開關(guān)狀態(tài)，若終端檢測開關(guān)閉合，則通過無線通信模塊將開關(guān)狀態(tài)發(fā)到接收端中，對應(yīng)端口輸出為高電平，使三極管導(dǎo)通，繼電器閉合，同樣地，若終端檢測開關(guān)斷開，則對應(yīng)接收方的端口輸出為低電平，三級關(guān)不能導(dǎo)通，繼電器斷開。這樣就很方便的模擬了遠(yuǎn)程開關(guān)狀態(tài)。如圖10所示，本電路是終端用來檢測模擬開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)閉合時，01，02,03,04,05,06為高電平,此時三級管導(dǎo)通,單片機(jī)檢測端口狀態(tài)為高電平,從而判斷開關(guān)狀態(tài)為閉合；反之當(dāng)開關(guān)斷開時，01，02，03，04，05，06為低電平，三極管斷開，單片機(jī)檢測端口狀態(tài)為低電平，因此判斷開關(guān)狀態(tài)為斷開，然后經(jīng)過一定處理后將所有開關(guān)狀態(tài)通過無線模塊發(fā)送到接收方。如圖11所示，本電路是接收方用于模擬終端開關(guān)的電路。當(dāng)接收方接收到終端相應(yīng)開關(guān)狀態(tài)為閉合時，單片機(jī)經(jīng)過處理，將相應(yīng)的端口置為高電平，三極管導(dǎo)通；反之當(dāng)接收方收到終端相應(yīng)開關(guān)狀態(tài)為斷開時，將相應(yīng)端口置為低電平，三極管截止；從而實(shí)現(xiàn)了模擬遠(yuǎn)程開關(guān)狀態(tài)的目的。地磁影響的處理
由于傳感器受地磁影響很大，為消除地磁影響，本試驗平臺采取了可進(jìn)行多次測量偏置的方法來解決地磁干擾問題，首先將傳感器放置為一個方向不動，終端會自動先測出偏置，當(dāng)改變傳感器的方向時，可通過接收方按返回鍵，使其重新測偏置。高壓試驗實(shí)施方法
根據(jù)高壓試驗經(jīng)驗，采用測量組合裝置，將各個檢測終端和數(shù)據(jù)接收結(jié)點(diǎn)，進(jìn)行有目的的組合，實(shí)現(xiàn)對試驗中各個開關(guān)量的實(shí)時檢測和控制。目前在高壓試驗中，采用該裝置可以實(shí)現(xiàn)4個試驗。首先開發(fā)非接觸式無線傳輸試驗裝置，并進(jìn)行測量精度，準(zhǔn)確度，抗干擾能力，無線傳輸?shù)瓤煽啃詼y試，測試成功后，進(jìn)行SF6密度繼電器、介質(zhì)損耗自激法、開關(guān)同期，開關(guān)速度測量等試驗的開發(fā)，真正將試驗裝置應(yīng)用到高壓試驗中，提高工作效率。組合式試驗裝置，可以根據(jù)高壓試驗的需要，將模塊化的試驗終端和設(shè)備進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)各種試驗需要。其中開關(guān)速度和開關(guān)同期試驗組合裝置實(shí)現(xiàn)形式一致，以下僅介紹開關(guān)同期試驗。I) SF6密度檢驗試驗
密度繼電器是保證SF6電氣設(shè)備安全運(yùn)行的重要部件，其性能的好壞直接影響電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。因此，需要定期檢查其可靠性和準(zhǔn)確性，在實(shí)際試驗中，拆接線的工作量大，且受運(yùn)行環(huán)境影響，常常無法測得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。采用本試驗平臺將按照下面的方式進(jìn)行試驗，提高了工作效率，非接觸式測量也減少了拆接線的數(shù)量，減少了由于拆裝二次線造成的安全隱患。接觸式測量過程中必須使密度繼電器脫離變電所220V直流電源，工作過程繁瑣，且受作業(yè)條件影響較大，非接觸測量將利用站用220V直流電源直接對報警、閉鎖信號進(jìn)行非接觸的信號采集，避免拆卸開關(guān)報警、閉鎖二次線。試驗示意圖如圖12所示，測控終端通過霍爾元件直接從220V直流信號線路上測量開關(guān)通斷的微弱電流，獲得開關(guān)狀態(tài)信息，并將該信息傳輸給信號接收端，信號接收端將該開關(guān)信息通過虛擬觸點(diǎn)的方式傳輸給密度繼電器檢驗儀，密度繼電器檢驗儀根據(jù)該狀態(tài)進(jìn)行實(shí)際的密度繼電器試驗。試驗測試完畢后，可以將信息反饋給測控終端，由終端提供輸出觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)控制。2)開關(guān)同期試驗
開關(guān)同期試驗屬于開關(guān)特性試驗，是開關(guān)交接、故障查找、例行試驗中等均需進(jìn)行的一種基本試驗。開關(guān)三相同期性是有關(guān)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的一個重要檢測指標(biāo)。采用組合試驗平臺的現(xiàn)場測試示意圖如圖13所示。傳統(tǒng)試驗方式是將開關(guān)同期試驗儀直接接入線路中通過常規(guī)電路進(jìn)行采集三相電流或電壓信息，得到開關(guān)狀態(tài)并顯示記錄，這樣將帶來大量的拆接線工作量，試驗系接觸式測量。采用組合式測控終端和信號接收端，可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)同期試驗的非接觸測量。通過霍爾元件及電磁感應(yīng)原理的傳感器檢測線路開關(guān)狀態(tài)，得到每個開關(guān)合閘和分閘的時間差，經(jīng)過無線模塊傳輸給信號接收端，然后進(jìn)行聲光報警與顯示。同期行試驗測量時間差在幾mS到IOOmS左右，本試驗平臺數(shù)據(jù)傳輸和檢測時間均在IOOuS之內(nèi)，完全滿足試驗要求。通過對測控端及接收端兩個開關(guān)測試儀的數(shù)據(jù)對比，研究將得到試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度?，F(xiàn)場應(yīng)用過程中，測控終端的開關(guān)同期測試儀將不再接于被試設(shè)備，取而代之的是由測控終端提供低壓電源，并通過霍爾元件取得電流信號，繼而發(fā)送至接收端處的開關(guān)同期測試儀，試驗過程將大大降低接線的難度和復(fù)雜程度，極大提高勞動生產(chǎn)率。開關(guān)速度試驗方案類似。3 )介損自激法試驗
自激法測量電容式電壓互感器介損是目前廣泛采用的試驗手段，傳統(tǒng)方法是將介損檢測儀直接接入試驗設(shè)備。本項目在開發(fā)研制的電氣試驗組合平臺基礎(chǔ)上，開發(fā)自激法模塊，在介損自激法測量模塊中植入電壓和電流互感器和激勵源，通過無線模塊與介損測試儀實(shí)現(xiàn)信息物聯(lián)。試驗中，介損測試儀控制自激法模塊的電壓，自激法模塊測得的電流信號通過試驗平臺將數(shù)據(jù)傳至介損測試儀，進(jìn)而獲得試驗數(shù)據(jù)，其實(shí)現(xiàn)方式如圖14所示。由于介質(zhì)損耗測試是一個靈敏度很高的項目，因此測試數(shù)據(jù)也極易受到外界電場的干擾。采用測量模塊使用電池供電，避開了主要干擾源工頻50Hz干擾，這樣采樣信號為兩個不同頻率信號(測試電流和干擾電流)的疊加，通過模擬濾波器和數(shù)字濾波器對信號濾波，進(jìn)一步將少工頻干擾信號，以達(dá)到抗干擾的目的。信號傳輸采用無線數(shù)傳技術(shù)，完全切斷了干擾源傳播途徑。
權(quán)利要求
1.一種電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置，用于電力設(shè)備信號的數(shù)字化采集并無線傳輸給電氣試驗設(shè)備，其特征在于:所述非接觸式測量組合裝置包括I個控制主機(jī)和多個檢測終端；所述I個控制主機(jī)和多個檢測終端通過射頻模塊遠(yuǎn)程通信組成星型網(wǎng)絡(luò)，從而形成一點(diǎn)對多點(diǎn)的組合測量裝置；每個檢測終端包括繼電器開關(guān)狀態(tài)檢測模塊、IrnA電流檢測模塊、常規(guī)電流檢測模塊和常規(guī)電壓檢測模塊；所述控制主機(jī)包括數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)直接傳輸通道；所述非接觸式測量組合裝置的一端通過所述檢測終端與電力設(shè)備連接，另一端通過所述控制主機(jī)與電氣試驗設(shè)備連接；將所述檢測終端的模塊與電力設(shè)備連接，從而對電力設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的電氣試驗測量；所述控制主機(jī)采用兩種方式將信息傳輸給電氣試驗設(shè)備，分別是直接提供控制輸出信號給電氣試驗設(shè)備，以模擬電力設(shè)備的輸出信號，或者直接將檢測到的電力設(shè)備的數(shù)字信號輸出給電氣試驗設(shè)備；所述控制主機(jī)還包括開關(guān)狀態(tài)模擬輸出接口、電子觸點(diǎn)輸出接口和采集數(shù)據(jù)輸出接口，從而與電氣試驗設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互傳輸，實(shí)現(xiàn)電氣試驗設(shè)備數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置，其特征在于:所述繼電器開關(guān)狀態(tài)檢測模塊、ImA電流檢測模塊、常規(guī)電流檢測模塊和常規(guī)電壓檢測模塊，通過所述檢測終端組合在一起，并通過無線網(wǎng)絡(luò)與所述控制主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)電氣試驗設(shè)備對電力設(shè)備的非接觸遠(yuǎn)程測量。
3.—種權(quán)利要求1所述電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置在SF6密度繼電器檢驗試驗中的應(yīng)用，包括如下步驟: A、將所述電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置的控制主機(jī)的工作模式設(shè)置為SF6密度繼電器校驗?zāi)Ｊ?；B、將所述電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置的檢測終端的鉗形ImA電流檢測傳感器，夾住SF6密度繼電器對應(yīng)的開關(guān)回路，實(shí)時檢測每個繼電器回路的通斷情況；將所述控制主機(jī)的控制輸出口連接到SF6密度繼電器的輸入端口 ；C、所述檢測終端等待所述控制主機(jī)的同步命令，實(shí)時高速將SF6密度繼電器開關(guān)狀態(tài)傳輸給所述控制主機(jī)；D、所述控制主機(jī)將SF6密度繼電器開關(guān)狀態(tài)模擬輸出給SF6密度校驗儀；E、SF6密度校驗儀分別計算SF6密度繼電器開關(guān)開啟和閉合的時間，獲得SF6密度繼電器的報警壓力值和閉鎖壓力值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置在SF6密度繼電器檢驗試驗中的應(yīng)用，其特征在于:該試驗，是在接線端子箱中找到與SF6密度繼電器對應(yīng)的開關(guān)回路，通過非接觸式測量獲得SF6密度繼電器的開關(guān)狀態(tài)，并實(shí)時傳輸?shù)脚cSF6密度校驗儀連接的控制主機(jī)，從而獲得測試設(shè)備的SF6密度繼電器的報警壓力值和閉鎖壓力值。
5.一種權(quán)利要求1所述電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置在開關(guān)同期試驗中的應(yīng)用，包括如下步驟:A、將所述電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置的控制主機(jī)的工作模式設(shè)置為開關(guān)檢測模式；B、將所述檢測終端的開關(guān)狀態(tài)檢測模塊接入斷路器的三相的各個接口，實(shí)時檢測每個開關(guān)的通斷情況；并將所述控制主機(jī)連接到開關(guān)檢測儀的端口檢測口 ；C、所述檢測終端等待所述控制主機(jī)的同步命令，實(shí)時高速將開關(guān)狀態(tài)傳輸給所述控制主機(jī)；D、所述控制主機(jī)將開關(guān)狀態(tài)模擬輸出給開關(guān)檢測儀；E、開關(guān)檢測儀計算開關(guān)開啟和閉合的時間，獲得開關(guān)速度和同期時間差。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置在開關(guān)同期試驗中的應(yīng)用，其特征在于: 該試驗中，通過所述檢測終端將測量開關(guān)信號逐點(diǎn)延伸，而開關(guān)測試儀與所述控制主機(jī)相連接即可獲得每個開關(guān)的實(shí)時狀態(tài)信息，信號信息同步，數(shù)傳誤差滿足測試要求。
7.—種權(quán)利要求1所述電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置在介損自激法試驗中的應(yīng)用，包括如下步驟:A、將所述電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置的控制主機(jī)的控制主機(jī)的工作模式調(diào)整為介損測試模式；B、將所述檢測終端的電流模塊和電壓模塊分別接入變壓器的高壓側(cè)以及低壓側(cè)接線端；并將所述控制主機(jī)連接到介損檢測儀的數(shù)據(jù)端口 ；C、低壓測提供變壓器自激所需激勵源，測量高低壓側(cè)的電流電壓；D、將步驟C測量的數(shù)值通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給所述控制主機(jī)，并通過其數(shù)字接口提供給介損檢測儀；E、介損檢測儀根據(jù)電流電壓數(shù)值進(jìn)行計算，獲得電容值和介損系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置在介損自激法試驗中的應(yīng)用，其特征在于:該試驗中，根據(jù)介損自激法，采用所述非接觸式測量組合裝置的檢測模塊的常規(guī)電流檢測模塊和常規(guī)電壓檢測模塊，替代介損檢測儀的電流電壓檢測單元，在激勵電源的作用下實(shí)現(xiàn)檢測，并檢測信號的延伸，將檢測數(shù)據(jù)通過所述控制主機(jī)傳輸給介損檢測儀，再計算介損系數(shù)和電容值。
全文摘要
一種電氣試驗設(shè)備非接觸式測量組合裝置及其應(yīng)用，用于電力設(shè)備信號的數(shù)字化采集并無線傳輸給電氣試驗設(shè)備，包括1個控制主機(jī)和多個檢測終端；它們通過射頻模塊遠(yuǎn)程通信組成星型網(wǎng)絡(luò)，從而形成一點(diǎn)對多點(diǎn)的組合測量裝置；測量組合裝置的一端通過檢測終端與電力設(shè)備連接，另一端通過控制主機(jī)與電氣試驗設(shè)備連接；將檢測終端的模塊與電力設(shè)備連接，從而對電力設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的電氣試驗測量。該裝置基于非接觸式傳感技術(shù)和射頻技術(shù)，采用非接觸式傳感器技術(shù)替代傳統(tǒng)測量方式，通過聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化采集和傳輸，將測量、采集等工序有效分開，避免工作人員在風(fēng)險區(qū)域進(jìn)行工作，提高工作效率、降低作業(yè)風(fēng)險。
文檔編號G08C17/02GK103076560SQ201210089429
公開日2013年5月1日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者魏鋼, 唐娟, 張作鵬, 鄧旭冬, 楊雪松, 周雙勇 申請人:重慶市電力公司檢修分公司, 國家電網(wǎng)公司