一种CVT的合成脉冲检测装置及方法

技术领域

本发明涉及电容式电压互感器CVT的检测技术领域，特别涉及一种CVT的合成脉冲检测装置及方法。

背景技术

电容式电压互感器CVT的分压电容器与电磁单元解决了电磁式互感器容易发生谐振的问题，但自身如果发生故障，则可能引起各种电压不稳定，诱发保护系统动作。

为了分析电容式电压互感器内部绝缘阻抗稳定性，需要一种冲击脉冲并分析其频谱特征。但现有的脉冲试验源都存在一个典型问题：重复性差，容易产生过电压，每次冲击脉冲的波形都很难保证一致性，因此过电压也很难估计。因此，有必要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种CVT的合成脉冲检测装置及方法，可以解决现有技术中脉冲试验源重复性差、脉冲波形难以保证一致性的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种CVT的合成脉冲检测装置，包括信号发生器、变压器、电容、可调电感、常开继电器、第一信号调理模块、第二信号调理模块、模数转换器和微处理器，所述信号发生器的输出端连接所述变压器的一次侧，所述变压器的二次侧依次经过所述电容、所述可调电感后连接到被测CVT的高压侧；所述第二信号调理模块的输入端连接被测CVT的二次电压端，输出端连接所述模数转换器的一个输入端；所述第一信号调理模块的输入端连接所述电容和所述可调电感的连接节点，输出端连接所述模数转换器的另一个输入端；所述模数转换器的输出端与所述微处理器的第一IO端口连接；所述微处理器的第二IO端口连接所述信号发生器，微处理器的第三IO端口连接所述常开继电器的控制端；所述常开继电器与所述可调电感并联。

进一步的，所述信号发生器同时发生三个频率的正弦波信号，所述三个频率的正弦波信号的频率比分别为1：3：5。

进一步的，所述可调电感的可调范围为1uH-10mH。

第二方面，本发明提供一种CVT的合成脉冲检测方法，包括以下步骤：

利用无故障标准CVT调试合成脉冲检测装置；

利用调试后的合成脉冲检测装置检测被测CVT。

进一步的，所述利用无故障标准CVT调试合成脉冲检测装置包括：

将无故障标准CVT接入合成脉冲检测装置中，给无故障标准CVT的高压侧同时施加三个频率的正弦信号，实时采集无故障标准CVT二次电压信号V

分析无故障标准CVT的电压比V

进一步的，所述调节可调电感的数值的方法为：观察无故障标准CVT二次电压信号V

进一步的，所述利用调试后的合成脉冲检测装置检测被测CVT具体包括：

给被测CVT同时施加三个频率的正弦信号，采集被测CVT的二次电压信号V

当三个频率的正弦信号中最高频率＜100kHz，V

进一步的，所述设定值为0.25度。

进一步的，所述消除过电压的方法为：当可调电感短路时，调节可调电感的数值，关断常开继电器，继续观测被测CVT的二次电压信号V

进一步的，所述过电压现象指被测CVT的二次电压信号V

本发明的CVT的合成脉冲检测装置及方法，设计了三个频率点的信号近似合成方波信号，它的优点是充分利用了正弦波产生容易，重复性高的特点，因而合成的方波有高度的重复性。采取三个频率点合成还有利于降低冲击电流，降低试验源的功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的合成脉冲检测装置的电路框图；

图2为本发明的合成脉冲检测方法的步骤示意图；

图3为本发明的利用无故障标准CVT调试合成脉冲检测装置的步骤示意图；

图4为本发明的利用调试后的合成脉冲检测装置检测被测CVT的步骤示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

本发明的一种CVT的合成脉冲检测装置，如图1所示，包括信号发生器、变压器、电容、可调电感、常开继电器、信号调理模块1、信号调理模块2、模数转换器和微处理器，信号发生器的输出端连接变压器的一次侧，变压器的二次侧依次连接电容、可调电感后连接到被测CVT的高压侧。信号调理模块2的输入端连接被测CVT的二次电压端，输出端连接模数转换器的一个输入端。信号调理模块1的输入端连接电容和可调电感的连接节点，输出端连接模数转换器的另一个输入端。模数转换器的输出端与微处理器的第一IO端口连接。微处理器的第二IO端口连接信号发生器。微处理器的第三IO端口连接常开继电器的控制端。常开继电器与可调电感并联。

图1的工作原理为：信号发生器同时发出三个频率的正弦波信号，依次经过变压器、电容、可调电感后输入到CVT高压侧，信号调理模块2采集CVT二次电压信号后反馈给模数转换器，信号调理模块1采集可调电感与电容连接节点的信号(即CVT高压侧电压信号)后反馈给模数转换器，数模转换器将信号转换后发送给微处理器，微处理器接收模数转换器的信号后，对两路信号进行分析，根据分析结果控制常开继电器的闭合或关断。

进一步的，三个频率的正弦波信号的频率比分别为1：3：5。其中信号调理模块至少2路，其中一路与CVT的二次电压端相连，另一路与CVT高压侧输出电源相连。信号调理模块1的输出端和信号调理模块2的输出端分别连接模数转换器对应的两个通道。

进一步的，可调电感的可调范围为1uH-10mH。

本发明的一种CVT的合成脉冲检测方法，包括以下步骤：

步骤S1、利用无故障标准CVT调试合成脉冲检测装置。

进一步的，利用无故障标准CVT调试合成脉冲检测装置包括：

步骤S101、将无故障标准CVT接入合成脉冲检测装置中，给无故障标准CVT的高压侧同时施加三个频率的正弦信号，实时采集无故障标准CVT二次电压信号V

步骤S102、分析无故障标准CVT的电压比V

具体的，调节可调电感的数值的方法为：观察无故障标准CVT二次电压信号V

步骤S2、利用调试后的合成脉冲检测装置检测被测CVT，具体为：

步骤S201、给被测CVT同时施加所述三个频率的正弦信号，采集被测CVT的二次电压信号V

被测CVT必须与步骤S1中的无故障标准CVT是同规格的。否则，步骤S1的调试步骤没有意义。

步骤S202、当三个频率的正弦信号中最高频率＜100kHz，V

当三个频率的正弦信号中最高频率≥100kHz，V

当V

所述过电压现象指V

优选的，设定值为0.25度。

进一步的，将可调电感短路的方法为：给可调电感并联一个常开继电器，通过微处理器控制常开继电器闭合。反之，如果想恢复可调电感，通过微处理器控制常开继电器关断。

进一步的，消除过电压的步骤为：

当可调电感短路时，调节可调电感，关断常开继电器，继续观测V

本发明重在于提出三个奇次频率的正弦波同时施加的方式，利用三个正弦波合成方波，然后由于已知试验电源的三个波形频率，因此可以起到较好的稳定试验源的作用。在该情况下，可以观测试验电压下是否存在电流稳定性的问题。

为了排除因为CVT缺陷导致与冲击试验脉冲回路产生谐振过电压，设计了快速消谐的措施，有利于快速保护装置，并同步观测CVT的稳定性。

为了更好地说明本发明的工作原理和有益效果，以下结合具体试验数据进行说明：

假设给220kV的CVT测试，施加的三个信号分别为300Hz、900Hz、1500Hz的1.5kV信号,变压器的规格为：初级三个绕组匝数为600匝，二次绕组为200匝。设耦合电容容值为10uF，可调电感的可调范围为1uH-10mH。设正常测试标准CVT时，三个频率点的相位差均小于0.05度。测试被测CVT时，观测到三个频率点的相位差分别为0.08度、0.1度和0.55度，其中1500Hz频率点的相位差已经明显大于设定值0.25，可以认为该被测CVT耐受冲击信号或高频信号的能力薄弱。

由此可见，当施加三个频率信号合成时，需要对输出的波形及采集的波形进行频谱分析，提取出三个频率点的幅度和相位信息。由于CVT同时承受了多个频率点的信号，内部的分布参数的能量分配达到了一个耐受冲击脉冲的效果，而不是简单分别施加三个频率信号的情况，因此观测到的相位差更加有实用价值。反之，如果单独施加某一个频率点的信号，可能得到相位差均小于0.05的情况。

本实施例选取的三个频率点都较低，在该情况下，理论上不会存在谐振过电压现象，如果在三个频率点中最高频率点不高于100kHz内已经产生了谐振过电压现象，说明CVT自身已经存在绝缘异常，导致内部的谐振电压频率过低，可以根据这种情况直接判定CVT故障。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。