变压器套管监测系统数据有效性检测装置制造方法
【专利摘要】一种变压器套管监测系统数据有效性检测装置，包括电源和变压器套管模拟器件。电源为变压器套管模拟器件提供电压，变压器套管监测系统的信号处理器接收电压测量装置输出的电压信号以及电流测量装置输出的电流信号，并根据电压信号和电流信号计算得到介质损耗角正切测量值和电容测量值并发送至显示器显示，供工作人员与变压器套管模拟器件设置的介质损耗角正切实际值和电容实际值进行比较，判断变压器套管监测系统的电压测量装置和电流测量装置的监测数据有效性，以便及时发现并维护失效的变压器套管监测系统，确保变压器套管监测系统的监测数据精确有效。
【专利说明】变压器套管监测系统数据有效性检测装置

【技术领域】
[0001] 本发明设及变电站监测【技术领域】，特别是设及一种变压器套管监测系统数据有效 性检测装置。

【背景技术】
[0002] 变电站设备，尤其是变压器的状态关系到电网的正常、稳定运行。变压器套管状态 监测是变压器状态监测的重要内容之一。变压器套管在线监测系统通过获取套管的末屏接 地电流信号，利用与套管同母线的电压互感器获取基准电压信号，通过计算两者的相位差 值和幅度比值得出套管的介质损耗角正切值和电容量，作为反映设备绝缘状况的重要特征 参数。
[0003] 由于从套管末屏采样的泄漏电流微弱，介质损耗正切值小，因此监测设备的测量 精度要求很高。系统谐波、电网频率波动设备所处环境中电磁场的干扰测量等因素都会影 响介质损耗正切值的测量结果。因此，变压器套管监测系统在长时间工作老化或受强电磁 环境影响会影响监测数据的有效性，导致监测数据有误或精度不高，不利于变压器套管的 故障预警与诊断。


【发明内容】

[0004] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种可确保变压器套管监测系统的监测数据 精确度的变压器套管监测系统数据有效性检测装置。
[0005] 一种变压器套管监测系统数据有效性检测装置，包括电源、变压器套管模拟器件， 所述电源的高压侧和接地侧均用于连接变压器套管监测系统的电压测量装置，所述电源的 高压侧连接所述变压器套管模拟器件一端，所述变压器套管模拟器件另一端接地，且所述 变压器套管模拟器件用于连接所述变压器套管监测系统的电流测量装置，所述电源用于为 所述变压器套管模拟器件提供电压。
[0006] 上述变压器套管监测系统数据有效性检测装置，电源为变压器套管模拟器件提供 电压，变压器套管监测系统的信号处理器接收电压测量装置输出的电压信号W及电流测量 装置输出的电流信号，并根据电压信号和电流信号计算得到介质损耗角正切测量值和电容 测量值并发送至显示器显示，供工作人员与变压器套管模拟器件设置的介质损耗角正切实 际值和电容实际值进行比较，判断变压器套管监测系统的电压测量装置和电流测量装置的 监测数据有效性，W便及时发现并维护失效的变压器套管监测系统，确保变压器套管监测 系统的监测数据精确有效。

【专利附图】

【附图说明】
[0007] 图1为一实施例中变压器套管监测系统数据有效性检测装置的结构图；
[000引图2为一实施例中变压器套管监测系统数据有效性检测装置的原理图。

【具体实施方式】
[0009] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节W便于充分理解本发 明。但是本发明能够W很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可W在不 违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0010] 需要说明的是，当元件被称为"固定于"另一个元件，它可W直接在另一个元件上 或者也可W存在居中的元件。当一个元件被认为是"连接"另一个元件，它可W是直接连接 到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0011] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的【技术领域】的 技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具 体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语"及/或"包括一个或多个 相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0012] 一种变压器套管监测系统数据有效性检测装置，如图1所示，包括电源110和变压 器套管模拟器件120。电源110的高压侧和接地侧均用于连接变压器套管监测系统的电压 测量装置210,电源110的高压侧连接变压器套管模拟器件120 -端，变压器套管模拟器件 120另一端接地，且变压器套管模拟器件120用于连接变压器套管监测系统的电流测量装 置220。变压器套管监测系统还包括信号处理器230和连接信号处理器230的显示器240。
[0013] 电源110用于为变压器套管模拟器件120提供电压。由于变压器套管母线电压的 高低对于介质损耗测量结果影响不大，因此，为了使用方便和确保人身设备安全，本实施例 中电源110为幅值10伏-100伏可调、频率50化±0. 2化可调、谐波崎变率0?2 %可调，W 便于更好的模拟系统运行电压。一般变压器套管监测系统中电压测量装置210的输入电压 范围也为10伏-100伏，因此，电压测量装置210可直接测量电源110输出的电压，避免分 压测量引入的相角误差，提高有效性检测的准确性。同时电源110输出电压幅值可调，既模 拟了变压器所在电网系统的电压波动，又有利于和不同类型的变压器套管监测系统配合。
[0014] 电源110提供的电压施加在变压器套管模拟器件120上并产生泄漏电流，模拟变 压器套管母线电压信号和末屏泄露电流信号。将变压器套管监测系统的电压测量装置210 连接电源110的两侧，检测电源110输出的电压的幅值和相位，并生成电压信号发送至信号 处理器230。利用变压器套管监测系统的电流测量装置220测量流过变压器套管模拟器件 120的电流的幅值和相位，并生成电流信号发送至信号处理器230。信号处理器230接收电 压测量装置210输出的电压信号W及电流测量装置220输出的电流信号，根据电压信号和 电流信号计算得到介质损耗角正切测量值和电容测量值并发送至显示器240显示。
[0015] 信号处理器230计算电压信号和电流信号的相位差值和幅度比值，从而可得到介 质损耗角正切测量值和电容测量值并发送至显示器240显示，用作与变压器套管模拟器件 120设置的介质损耗角正切实际值和电容实际值进行比较，判断电压测量装置210和电流 测量装置220的监测数据有效性。
[0016] 具体地，信号处理器230通过导线与电压测量装置210和电流测量装置220连接。 现场安装时电压测量装置210和电流测量装置220的安装位置一般较远，因此需要使用长 导线将电压信号和电流信号引入信号处理器230。由于传输的电压信号和电流信号均为工 频信号，频率较低，因此信号传输过程中产生的相角差很小，可W忽略。进一步地，本实施例 中导线为屏蔽导线，防止设备所处环境中电磁场对测量产生干扰。
[0017] 上述变压器套管监测系统数据有效性检测装置，电源110为变压器套管模拟器件 120提供电压，信号处理器230接收电压测量装置210输出的电压信号W及电流测量装置 220输出的电流信号，并根据电压信号和电流信号计算得到介质损耗角正切测量值和电容 测量值并发送至显示器240显示，供工作人员与变压器套管模拟器件120设置的介质损耗 角正切实际值和电容实际值进行比较，判断变压器套管监测系统的电压测量装置210和电 流测量装置220的监测数据有效性，W便及时发现并维护失效的变压器套管监测系统，确 保变压器套管监测系统的监测数据精确有效。上述变压器套管监测系统数据有效性检测装 置操作简单、携带方便且可靠性高，符合开发变压器套管绝缘监测有效性检测平台的需要。 [001引在其中一个实施例中，如图2所示，变压器套管模拟器件120包括可调电容组件 122和可调电阻组件124。电流测量装置220包括电流测量单元222和罗氏线圈224。
[0019] 可调电容组件122和可调电阻组件124串联，且可调电容组件122的另一端连接 电源110的高压侧，可调电阻组件124的另一端接地，具体为穿过罗氏线圈224后接地，罗 氏线圈224连接电流测量单元222。电流测量单元222通过罗氏线圈224检测流过变压器 套管模拟器件120的电流的幅值和相位，生成电流信号发送至信号处理器230。信号处理 器230在可调电容组件122处于不同的电容值，W及可调电阻组件124处于不同的电阻值 时，根据接收的电压信号和电流信号计算对应的介质损耗角正切测量值和电容测量值并发 送至显示器240显示。
[0020] 本实施例中通过调整可调电容组件122的电容值和可调电阻组件124的电阻值， 模拟不同绝缘状况的变压器套管。电流测量装置220将可调电容组件122处于不同的电容 值，W及可调电阻组件124处于不同的电阻值时生成的电流信号发送至信号处理器230进 行处理，可检测变压器套管监测系统对不同参数变压器套管的监测有效性。
[0021] 进一步地，继续参照图2,可调电容组件122包括电容控制开关SO、第一电容C1和 第二电容C2,电容控制开关SO与第一电容C1串联后与第二电容C2并联，且一端连接电源 110的高压侧，另一端连接可调电阻组件124。通过控制电容控制开关SO的断开和闭合可 改变可调电容组件122的总电容值。具体可W是手动控制电容控制开关SO断开或闭合，也 可W是选择受控开关作为电容控制开关S0,根据接收的控制信号进行断开或闭合操作。
[0022] 实际运行过程中变压器套管末屏泄漏电流为几到十几毫安，变压器套管电容量在 200pF到800pF之间。为了保证检测装置使用过程中电流监测单元测量的电流值与实际运 行情况较符合，与电源110采用幅值10伏-100伏可调、频率50化±0. 2化可调、谐波崎变 率0?2%可调的电压源对应，本实施例中第一电容C1和第二电容C2的阻值均为3(K)nF， 通过改变电容控制开关SO的状态可使可调电容组件122的总电容值在3(K)nF、600nF两档 之间切换，流过变压器套管模拟器件120的电流可在0.9mA到18. 8mA范围内调节。
[0023] 在其中一个实施例中，可调电阻组件124包括第一开关S1、第二开关S2、第=开关 S3、第四开关S4、第一电阻R1、第二电阻R2、第S电阻R3和第四电阻R4,第一电阻R1、第二 电阻R2、第S电阻R3和第四电阻R4依次串联，且第一电阻R1的另一端连接可调电容组件 122,具体连接电容控制开关SO和第二电容C2,第四电阻R4的另一端接地，具体为穿过罗氏 线圈224后接地。第一开关S1、第二开关S2、第=开关S3和第四开关S4分别与第一电阻 R1、第二电阻R2、第=电阻R3和第四电阻R4并联。通过控制第一开关S1、第二开关S2、第 =开关S3和第四开关S4断开或闭合，可改变可调电阻组件124的电阻值。
[0024] 第一开关S1、第二开关S2、第=开关S3和第四开关S4同样可W是手动控制断开 或闭合，也可W是选择受控开关，根据接收的控制信号进行断开或闭合动作。第一电阻R1、 第二电阻R2、第=电阻R3和第四电阻R4的具体取值可根据所需设置的介质损耗角正切值 (可简称为介损值）进行设定。
[0025] 表1所示为一实施例中可调电容组件122和可调电阻组件124中各元件的参数取 值。
[0026]

【权利要求】
1. 一种变压器套管监测系统数据有效性检测装置，其特征在于，包括电源和变压器套 管模拟器件，所述电源的高压侧和接地侧均用于连接变压器套管监测系统的电压测量装 置，所述电源的高压侧连接所述变压器套管模拟器件一端，所述变压器套管模拟器件另一 端接地，且所述变压器套管模拟器件用于连接所述变压器套管监测系统的电流测量装置， 所述电源用于为所述变压器套管模拟器件提供电压。
2. 根据权利要求1所述的变压器套管监测系统数据有效性检测装置，其特征在于，所 述变压器套管模拟器件包括可调电容组件和可调电阻组件，所述可调电容组件和可调电阻 组件串联，且所述可调电容组件的另一端连接所述电源的高压侧，所述可调电阻组件的另 一端接地。
3. 根据权利要求2所述的变压器套管监测系统数据有效性检测装置，其特征在于，所 述可调电容组件包括电容控制开关、第一电容和第二电容，所述电容控制开关与所述第一 电容串联后与所述第二电容并联，且一端连接所述电源的高压侧，另一端连接所述可调电 阻组件。
4. 根据权利要求3所述的变压器套管监测系统数据有效性检测装置，其特征在于，所 述电源为幅值10伏-100伏可调、频率50Hz±0. 2Hz可调、谐波畸变率0?2%可调的电压 源。
5. 根据权利要求4所述的变压器套管监测系统数据有效性检测装置，其特征在于，所 述第一电容和第二电容的阻值均为300nF。
6. 根据权利要求2所述的变压器套管监测系统数据有效性检测装置，其特征在于，所 述可调电阻组件包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电阻、第二电阻、第三 电阻和第四电阻，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻依次串联，且所述第一电 阻的另一端连接所述可调电容组件，所述第四电阻的另一端接地，所述第一开关、第二开 关、第三开关和第四开关分别与所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻并联。
7. 根据权利要求2所述的变压器套管监测系统数据有效性检测装置，其特征在于，还 包括连接所述可调电容组件和可调电阻组件的信号输入装置，所述信号输入装置用于接收 控制指令，并根据所述控制指令发送对应的电容控制信号至所述可调电容组件，以及发送 对应的电阻控制信号至所述可调电阻组件；所述可调电容组件根据所述电容控制信号调整 电容值，所述可调电阻组件根据所述电阻控制信号调整电阻值。
8. 根据权利要求7所述的变压器套管监测系统数据有效性检测装置，其特征在于，还 包括控制装置和报警器，所述控制装置连接所述信号输入装置和报警器，还用于连接变压 器套管监测系统的信号处理器；所述控制装置用于获取所述信号输入装置接收的控制指 令，并根据所述控制指令获取介质损耗角正切实际值和电容实际值，及根据所述介质损耗 角正切实际值与所述信号处理器输出的介质损耗角正切测量值计算得到介损值相对误差， 根据所述电容实际值和所述信号处理器输出的电容测量值计算得到电容值相对误差，还用 于在所述介损值相对误差和/或电容值相对误差大于对应的报警阈值时控制所述报警器 输出报警信息。
【文档编号】G01R31/00GK104502762SQ201410809723
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】李峰, 陈剑光, 王红斌, 高雅, 朱文俊, 罗颖婷, 丁卫东, 孙旭东 申请人:广东电网有限责任公司电力科学研究院, 西安交通大学