專(zhuān)利名稱(chēng)：采用幅值比較測(cè)量高壓電器設(shè)備介質(zhì)損耗的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓電器設(shè)備介質(zhì)損耗的測(cè)量方法，特別是采用幅值比較對(duì)高壓電器 設(shè)備進(jìn)行介質(zhì)損耗測(cè)量的方法。
背景技術(shù)：
在線監(jiān)測(cè)中，介質(zhì)損耗測(cè)量是一件令人頭疼的事情。對(duì)于介損在線監(jiān)測(cè)，最簡(jiǎn)單 的方法就是過(guò)零比較法。但過(guò)零比較法存在零點(diǎn)干擾問(wèn)題，從而影響測(cè)量的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以避開(kāi)零點(diǎn)干擾、測(cè)量準(zhǔn)確度較高的采用幅值比較測(cè) 量高壓電器設(shè)備介質(zhì)損耗的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種采用幅值比較測(cè)量高壓電器設(shè)備介質(zhì)損耗的方 法，包括以下步驟
a) 、通過(guò)在線監(jiān)測(cè)，取得被試品的仏0)信號(hào)以及電壓互感器PT二次測(cè)W(/)信號(hào)；
b) 、上述W")信號(hào)經(jīng)放大器放大后，輸出至峰值保持單元，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，輸入 單片機(jī)，單片機(jī)將試品信號(hào)的峰值保存為/;
c) 、上述w々)信號(hào)經(jīng)放大器放大后，輸出至峰值保持單元，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，輸入
單片機(jī)，單片機(jī)將PT參考信號(hào)的峰值保存為f/;
d) 、W,(O、"々)信號(hào)同時(shí)經(jīng)放大器放大后，送到幅值比較保持單元，當(dāng)兩信號(hào)幅
值相等時(shí)，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換、并送至單片機(jī)，單片機(jī)將兩信號(hào)相等時(shí)的幅值保存為A;
e) 、單片機(jī)處理系統(tǒng)將上述/與A的值代入以下公式計(jì)算得出/g^， 5為介質(zhì)損
耗角，并將其顯示打印<formula>formula see original document page 3</formula>本發(fā)明的有益效果是-
1、本發(fā)明將小角度測(cè)量轉(zhuǎn)換為大幅值測(cè)量，避開(kāi)了零點(diǎn)干擾問(wèn)題，測(cè)量方便、 準(zhǔn)確。2、 本發(fā)明在硬件及軟件采取措施，消除直流干擾和隨機(jī)干擾。
3、 本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用于在線監(jiān)測(cè)。


圖1是m(f)和仏(O信號(hào)示意圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電路原理框圖； 圖3是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電路原理框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出，在線監(jiān)測(cè)中，我們可以得到W")和"2(0兩個(gè)信號(hào)，其中仏(O為被試 品的信號(hào)，為PT 二次側(cè)信號(hào)。 有下式
一)=sin一 + 0i) 5 =吾—(0,
在^ = 0時(shí)刻，==爿，則有/sin02:[/sin0^ X 可推出
cos p2 = - — (丁) cos 二 -, -
j〃 j/t/
^ W = * - 一 一 ^)) = ~~^ ^ =-
從上式，可以得到，抓='觀，附2=.
其中
/一-試品信號(hào)的峰值； [/一-PT參考信號(hào)峰值；
4』一-兩個(gè)信號(hào)相等時(shí)的幅值。
特別地，當(dāng)"=/時(shí)，有附,=附2=附，這時(shí)，介損為《5=丄(>-丄)
2 附
信號(hào)處理流程簡(jiǎn)介
圖2: w,經(jīng)放大器放大(峰值在土5伏)輸出至峰值保持單元，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，輸
入單片機(jī)，單片機(jī)保存為/:仏類(lèi)似，單片機(jī)保存為f/:仏、仏經(jīng)放大器輸出后，送
到幅值比較保持單元，相等時(shí)，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，并送至單片機(jī)，單片機(jī)保存為A。在 單片機(jī)內(nèi)部，根據(jù)有關(guān)公式，計(jì)算出tgS，并將其顯示、打印。
圖3:首先仏、仏經(jīng)放大器、峰值保持單元，送入比較器。比較器的輸出送入單
片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)其正、負(fù)，對(duì)放大器增益進(jìn)行調(diào)整，直至比較器輸出為零(即放大
器輸出峰值相等)。之后將峰值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，得到/或C7，另一數(shù)據(jù)^的獲取與圖2 一樣。單片機(jī)將/或C/與^代入有關(guān)公式計(jì)算得出&5，并將其顯示打印。
測(cè)量誤差來(lái)源是電子元器件。引起相位誤差的唯一環(huán)節(jié)是放大單元，而其它單元 均與相位無(wú)關(guān)，只與幅值誤差有關(guān)。
考慮相位誤差和幅值誤差，本發(fā)明的硬件選擇如下 A/D轉(zhuǎn)換器單元
選取雙積分，16位高分辨率芯片。 一方面提高抗干擾能力，另一方面減小編碼誤差。
峰值保持單元
選用高阻采樣保持集成芯片，以減小泄漏。同時(shí)， 一旦達(dá)到峰值，就啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)
換，避免等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起較大的幅值誤差。
放大單元
選用線性度好、相位移小、低溫漂的儀用放大器。讓其輸出幅值盡可能大(與A/D 配合)。因?yàn)樗妮敵龇蹈?，這峰值保持等單元的幅值誤差占的比例相對(duì)就小。
幅值比較保持單元
其中比較器選用靈敏度高的芯片，幅值保持同峰值保持單元。 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)
采用長(zhǎng)字節(jié)(4字節(jié))進(jìn)行計(jì)算，以減小舍入誤差；取幾個(gè)周期的數(shù)據(jù)減小平均 處理，以減小隨機(jī)干擾及直流干擾。 具體硬件型號(hào)如下峰值保持器芯片AD公司PKD01EY PKD01EP;
兩信號(hào)比較用LM339作比較器，產(chǎn)生信號(hào)控制采樣保持器LF 398采樣保 持信號(hào)，同時(shí)輸入到CPU采集；
放大器
單電源LM324; 雙電源0P07;
A/D 16位:AD公司AD676;
單片機(jī)CPU; ARM7系32位LPC2132; 8位ATMEL ATMEG128或者帶16位A/D 的單片機(jī)MSP430F2013。
權(quán)利要求
1、一種采用幅值比較測(cè)量高壓電器設(shè)備介質(zhì)損耗的方法，其特征是包括以下步驟a)、通過(guò)在線監(jiān)測(cè)，取得被試品的u1(t)信號(hào)以及電壓互感器PT二次測(cè)u2(t)信號(hào)；b)、上述u1(t)信號(hào)經(jīng)放大器放大后，輸出至峰值保持單元，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，輸入單片機(jī)，單片機(jī)將試品信號(hào)的峰值保存為I；c)、上述u2(t)信號(hào)經(jīng)放大器放大后，輸出至峰值保持單元，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，輸入單片機(jī)，單片機(jī)將PT參考信號(hào)的峰值保存為U；d)、u1(t)、u2(t)信號(hào)同時(shí)經(jīng)放大器放大后，送到幅值比較保持單元，當(dāng)兩信號(hào)幅值相等時(shí)，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換、并送至單片機(jī)，單片機(jī)將兩信號(hào)相等時(shí)的幅值保存為A；e)、單片機(jī)處理系統(tǒng)將上述I與A的值代入以下公式，計(jì)算得出tgδ，δ為介質(zhì)損耗角，并將其顯示打印，<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>tg&delta;</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>m</mi> <mn>1</mn></msub><msub> <mi>m</mi> <mn>2</mn></msub><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow> <mrow><msub> <mi>m</mi> <mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub> <mi>m</mi> <mn>2</mn></msub> </mrow></mfrac><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0001" file="A2009100599780002C1.tif" wi="26" he="9" top= "140" left = "92" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>其中，<maths id="math0002" num="0002" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>m</mi> <mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>A</mi><mo>/</mo><mi>U</mi> </mrow> <msqrt><mn>1</mn><mo>-</mo><msup> <mrow><mo>(</mo><mi>A</mi><mo>/</mo><mi>U</mi><mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn></msup> </msqrt></mfrac><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0002" file="A2009100599780002C2.tif" wi="34" he="10" top= "140" left = "137" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths><maths id="math0003" num="0003" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>m</mi> <mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>A</mi><mo>/</mo><mi>I</mi> </mrow> <msqrt><mn>1</mn><mo>-</mo><msup> <mrow><mo>(</mo><mi>A</mi><mo>/</mo><mi>I</mi><mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn></msup> </msqrt></mfrac><mo>.</mo> </mrow>]]></math></maths>
2、 根據(jù)權(quán)利要求i所述采用幅值比較測(cè)量高壓電器設(shè)備介質(zhì)損耗的方法，其特征是所述仏(0和"々)兩個(gè)信號(hào)經(jīng)放大器放大后的峰值為土5伏。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述采用幅值比較測(cè)量高壓電器設(shè)備介質(zhì)損耗的方法，其特征是所述W,(O和"W)兩個(gè)信號(hào)經(jīng)放大器放大后，再經(jīng)增益調(diào)節(jié)單元對(duì)其峰 值進(jìn)行調(diào)節(jié)、使之相等。
全文摘要
一種采用幅值比較測(cè)量高壓電器設(shè)備介質(zhì)損耗的方法，步驟如下通過(guò)在線監(jiān)測(cè)，取得被試品的u₁(t)信號(hào)以及PT二次測(cè)u₂(t)信號(hào)；上述u₁(t)和u₂(t)信號(hào)經(jīng)放大器放大后，分別輸出至峰值保持單元，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，輸入單片機(jī)，單片機(jī)將試品信號(hào)的峰值以及PT參考信號(hào)的峰值保存為I以及U；u₁(t)、u₂(t)信號(hào)同時(shí)經(jīng)放大器放大后，送到幅值比較保持單元，當(dāng)兩信號(hào)幅值相等時(shí)，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換、并送至單片機(jī)，單片機(jī)將兩信號(hào)相等時(shí)的幅值保存為A；單片機(jī)處理系統(tǒng)將上述I和U與A的值相關(guān)公式，計(jì)算得出tgδ，并將其顯示打印。本發(fā)明將小角度測(cè)量轉(zhuǎn)換為大幅值測(cè)量，避開(kāi)了零點(diǎn)干擾問(wèn)題，測(cè)量方便、準(zhǔn)確較高，實(shí)用于在線監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01R27/26GK101603990SQ200910059978
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月14日
發(fā)明者平 劉, 聶鴻宇, 燦 胡 申請(qǐng)人:四川電力試驗(yàn)研究院