本發(fā)明涉及了一種校驗(yàn)方法及系統(tǒng)，尤其是涉及了一種容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置的無(wú)線校驗(yàn)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電力容性設(shè)備(套管、避雷器、絕緣瓷瓶、功率因數(shù)補(bǔ)償電容器、CT、高壓PT/CT等)的絕緣狀態(tài)關(guān)系到電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。電力容性設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)裝置是保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要監(jiān)測(cè)裝置，該裝置是提前發(fā)現(xiàn)電力容性設(shè)備絕緣性能變化，為電力系統(tǒng)維護(hù)策略、方案制訂提供依據(jù)，是實(shí)施智能電網(wǎng)必不可少的裝置。因此，容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置(以后簡(jiǎn)稱(chēng)在線監(jiān)測(cè)裝置)自身是否正常，是需要定期校驗(yàn)的。

現(xiàn)行的校驗(yàn)是通過(guò)將校驗(yàn)測(cè)量導(dǎo)線直接校驗(yàn)設(shè)備與在線監(jiān)測(cè)裝置的相應(yīng)端子相接，由于校驗(yàn)設(shè)備與在線監(jiān)測(cè)裝置的相應(yīng)端子之間的距離較遠(yuǎn)，實(shí)際操作人員要聯(lián)接的校驗(yàn)測(cè)量導(dǎo)線達(dá)400-500米之長(zhǎng)，這樣校驗(yàn)操作勞動(dòng)強(qiáng)度大、設(shè)備攜帶不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置的無(wú)線校驗(yàn)方法及系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)或電網(wǎng)系統(tǒng)中的容性設(shè)備的理想等效電路見(jiàn)圖1中的標(biāo)記1，電力容性設(shè)備用等效電路來(lái)表示，其中的電阻是容性設(shè)備的漏電通路的等效表示，稱(chēng)漏電阻，它反映了容性設(shè)備的絕緣狀態(tài)。理想狀態(tài)下，該電阻為無(wú)窮大，此時(shí)流過(guò)容性設(shè)備的交流電流與容性設(shè)備兩端的交流電壓的相位差為90°；而實(shí)際狀態(tài)是容性設(shè)備或多或少總是存在漏電流，因而電阻不為無(wú)窮大，電阻越大表明容性設(shè)備的絕緣狀態(tài)越好(正常情況下該電阻值是很大的)。

因此，本發(fā)明通過(guò)監(jiān)測(cè)容性設(shè)備兩端電壓與流過(guò)容性設(shè)備電流的相位差，可以辨別容性設(shè)備的絕緣狀態(tài)，從容性設(shè)備的等效電路可知，有漏電流存在(即電阻≠∞)容性設(shè)備兩端電壓與流過(guò)容性設(shè)備電流的相位差的模定義損耗角(這里的損耗之意是表明因電阻≠∞要消耗能量,X_C是容性設(shè)備的等效電容的容抗1/ωC，R是漏電阻)；電力容性設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)裝置就是通過(guò)監(jiān)測(cè)損耗角δ的大小，判斷容性設(shè)備的絕緣狀態(tài)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決：

一、一種容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置的無(wú)線校驗(yàn)方法：

針對(duì)在電網(wǎng)電源工作的所述容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置，采集電網(wǎng)各相之間的相電壓，根據(jù)檢驗(yàn)所要求電流的相移相位差值和幅值產(chǎn)生一個(gè)與該相電壓具有相位差且幅值差的電流，將該電流輸入到所述容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置中所對(duì)應(yīng)相的電流互感器的原邊側(cè)，然后將所述容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置顯示的損耗角值和理論計(jì)算獲得的損耗角值進(jìn)行比較，獲得校驗(yàn)結(jié)果。

所述的理論計(jì)算獲得的損耗角值是根據(jù)不同的容性設(shè)備，通過(guò)以下公式計(jì)算得到：

其中，X_C表示電力容性設(shè)備的等效電容的容抗，R是漏電阻，X_C＝1/ωC，ω表示電網(wǎng)交流電壓的角頻率，C表示電力容性設(shè)備的等效電容值，表示輸入的電流與相電壓之間的相位差。

所述檢驗(yàn)所要求電流的相移相位差值和幅值是通過(guò)將人工輸入的校驗(yàn)要求需要的相移電流與電壓間的相位差值、電流幅值減去所對(duì)應(yīng)的相電壓在采集過(guò)程中信號(hào)延時(shí)時(shí)間造成的相位差值而計(jì)算得到。延時(shí)時(shí)間是由信號(hào)無(wú)線傳輸時(shí)的調(diào)制、傳輸、解調(diào)等各個(gè)環(huán)節(jié)造成的，電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制器發(fā)出的檢驗(yàn)所要求電流的相移相位差值已將電壓波形采集過(guò)程所需環(huán)節(jié)造成的延時(shí)時(shí)間折合進(jìn)去。

二、一種容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置的無(wú)線校驗(yàn)裝置：

包括三個(gè)正弦電壓實(shí)時(shí)采集器、三個(gè)校驗(yàn)相移電流發(fā)生器和一個(gè)電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制器，正弦電壓實(shí)時(shí)采集器和電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制均分別與校驗(yàn)相移電流發(fā)生器無(wú)線連接；

電網(wǎng)的三相均連接有正弦電壓實(shí)時(shí)采集器，正弦電壓實(shí)時(shí)采集器采集電網(wǎng)三相的電壓數(shù)據(jù)，電力容性設(shè)備連接在電網(wǎng)三相上，電力容性設(shè)備每相端口均串聯(lián)有所述容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置的電流互感器，電流互感器屬于容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置其中的部件，校驗(yàn)相移電流發(fā)生器并聯(lián)連接在電流互感器的原邊側(cè)，電網(wǎng)每相的正弦電壓實(shí)時(shí)采集器與其所在相的校驗(yàn)相移電流發(fā)生器無(wú)線通信連接，三相的正弦電壓實(shí)時(shí)采集器均與電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制器無(wú)線通信連接。

對(duì)于電網(wǎng)的每相，正弦電壓實(shí)時(shí)采集器采集電網(wǎng)三相的電壓波形，并經(jīng)無(wú)線發(fā)送到校驗(yàn)相移電流發(fā)生器，電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制器將檢驗(yàn)所要求電流的相移相位差值和幅值發(fā)經(jīng)無(wú)線發(fā)送到校驗(yàn)相移電流發(fā)生器；

校驗(yàn)相移電流發(fā)生器接收到實(shí)測(cè)的電壓波形后，并根據(jù)電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制器所發(fā)來(lái)的檢驗(yàn)所要求電流的相移相位差值和幅值，產(chǎn)生一個(gè)與該相電壓具有相位差和幅值差的電流，校驗(yàn)相移電流發(fā)生器將該電流輸入到電流互感器的原邊側(cè)。

所述電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制器所發(fā)來(lái)的檢驗(yàn)所要求電流的相移相位差值和幅值是在電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制器是在每次校驗(yàn)試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，根據(jù)人工輸入的校驗(yàn)要求需要的相移電流與電壓間的相位差值、電流幅值結(jié)合所對(duì)應(yīng)的相電壓在采集過(guò)程中的信號(hào)延時(shí)時(shí)間計(jì)算獲得的。延時(shí)時(shí)間是由信號(hào)無(wú)線傳輸時(shí)的調(diào)制、傳輸、解調(diào)等各個(gè)環(huán)節(jié)造成的。

所述的正弦電壓實(shí)時(shí)采集器包括交流電壓互感器、電壓匹配器、電壓調(diào)制器、調(diào)制波無(wú)線發(fā)射器和天線，交流電壓互感器原邊側(cè)連接到電網(wǎng)的相，副邊側(cè)依次經(jīng)電壓匹配器、電壓調(diào)制器、調(diào)制波無(wú)線發(fā)射器后與天線連接；經(jīng)交流電壓互感器采集高壓交流相電壓并轉(zhuǎn)化為低壓交流電壓，電壓匹配器將低壓交流電壓轉(zhuǎn)為與電壓調(diào)制器輸入要求相匹配的交流電壓，電壓調(diào)制器將交流電壓調(diào)制成調(diào)幅波或調(diào)頻波發(fā)送到調(diào)制波無(wú)線發(fā)射器，調(diào)制波無(wú)線發(fā)射器將進(jìn)行高頻和功率放大的調(diào)制后發(fā)送到天線，經(jīng)天線把電壓波形實(shí)時(shí)無(wú)線傳輸給所述校驗(yàn)相移正弦電流發(fā)生器。

所述的校驗(yàn)相移電流發(fā)生器包括兩根天線、MCU-1(Microcontroller Unit)、倍頻和整形電路、電壓過(guò)零檢測(cè)電路、電壓解調(diào)放大器、無(wú)線模擬信號(hào)接收器、無(wú)線數(shù)字信號(hào)接收器、D/A轉(zhuǎn)換器、低通濾波電路和電壓電流轉(zhuǎn)換電路，第一根天線經(jīng)無(wú)線數(shù)字信號(hào)接收器連接到MCU-1的第一輸入端，第二根天線依次經(jīng)無(wú)線模擬信號(hào)接收器、電壓解調(diào)放大器、倍頻和整形電路后連接到MCU-1的第二輸入端，電壓解調(diào)放大器的輸出端經(jīng)電壓過(guò)零檢測(cè)電路后連接到MCU-1，MCU-1的輸出端依次經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器、低通濾波電路和電壓電流轉(zhuǎn)換電路后連接到所述電流互感器；

無(wú)線數(shù)字信號(hào)接收器經(jīng)由第一根天線接收電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制器發(fā)送過(guò)來(lái)的檢驗(yàn)所要求電流的相移相位差值和幅值，在發(fā)送到MCU-1，無(wú)線模擬信號(hào)接收器經(jīng)由第二根天線接收正弦電壓實(shí)時(shí)采集器發(fā)送過(guò)來(lái)的相電壓，相電壓經(jīng)倍頻和整形電路處理使得其頻率與電流的頻率相同，相電壓同時(shí)經(jīng)電壓過(guò)零檢測(cè)電路觸發(fā)中斷產(chǎn)生電流波形，最終通過(guò)電流波形的響應(yīng)計(jì)數(shù)輸出正弦電壓數(shù)字信號(hào)，正弦電壓數(shù)字信號(hào)依次經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器DA轉(zhuǎn)換、低通濾波電路低通濾波和電壓電流轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后輸出電流到電流互感器。

所述的電力容性設(shè)備絕緣無(wú)線校驗(yàn)控制器包括MCU-2(Microcontroller Unit)、觸摸顯示屏和無(wú)線數(shù)字信號(hào)發(fā)射模塊，MCU-2將由觸摸顯示屏用于輸入的校驗(yàn)相移相位差值換算成時(shí)間減去由采集過(guò)程中的信號(hào)延時(shí)時(shí)間，獲得檢驗(yàn)所要求電流的相移相位差值和幅值，并經(jīng)無(wú)線數(shù)字信號(hào)發(fā)射模塊和天線發(fā)送到所述校驗(yàn)相移正弦電流發(fā)生器；MCU-2根據(jù)不同的容性設(shè)備結(jié)合輸入電流互感器的電流值計(jì)算獲得所述容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置的電流互感器被輸入電流后理論的損耗角值，并在觸摸顯示屏顯示，觸摸顯示屏也用于用戶(hù)輸入校驗(yàn)相移相位差值的參數(shù)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)裝置的準(zhǔn)確校驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制和校驗(yàn)，能避免校驗(yàn)設(shè)備與在線監(jiān)測(cè)裝置的相應(yīng)端子之間的距離較遠(yuǎn)而實(shí)際操作勞動(dòng)強(qiáng)度大、設(shè)備攜帶不方便的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明無(wú)限校驗(yàn)系統(tǒng)的安裝示意圖。

圖2是本發(fā)明正弦電壓實(shí)時(shí)采集器的電路組成結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明校驗(yàn)相移電流發(fā)生器的電路組成結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制器的電路組成結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明MCU-1的主要控制流程圖。

圖中：1、電力容性設(shè)備，2、交流電壓互感器，3、天線，4、電流互感器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

如圖1所示，本發(fā)明系統(tǒng)包括三個(gè)正弦電壓實(shí)時(shí)采集器、三個(gè)校驗(yàn)相移電流發(fā)生器和一個(gè)電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制器，正弦電壓實(shí)時(shí)采集器和電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制器均分別與校驗(yàn)相移電流發(fā)生器無(wú)線連接。電網(wǎng)的三相均連接有正弦電壓實(shí)時(shí)采集器，正弦電壓實(shí)時(shí)采集器采集電網(wǎng)三相的電壓數(shù)據(jù)，電力容性設(shè)備1連接在電網(wǎng)三相上，圖1中電力容性設(shè)備1是采用容性設(shè)備的等效電路來(lái)表示，電力容性設(shè)備1每相端口均串聯(lián)有所述容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置的電流互感器4，電流互感器4屬于容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置其中的部件，校驗(yàn)相移電流發(fā)生器并聯(lián)連接在電流互感器4的原邊側(cè)，電網(wǎng)每相的正弦電壓實(shí)時(shí)采集器與其所在相的校驗(yàn)相移電流發(fā)生器無(wú)線通信連接，三相的正弦電壓實(shí)時(shí)采集器均與電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制器無(wú)線通信連接。

對(duì)于電網(wǎng)的每相，正弦電壓實(shí)時(shí)采集器采集電網(wǎng)三相的電壓波形，并經(jīng)無(wú)線發(fā)送到校驗(yàn)相移電流發(fā)生器，電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制器將檢驗(yàn)所要求電流的相移相位差值和幅值發(fā)經(jīng)無(wú)線發(fā)送到校驗(yàn)相移電流發(fā)生器；

校驗(yàn)相移電流發(fā)生器接收到實(shí)測(cè)的電壓波形后，并根據(jù)電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制器所發(fā)來(lái)的檢驗(yàn)所要求電流的相移相位差值和幅值，產(chǎn)生一個(gè)與該相電壓具有相位差和幅值差的電流，校驗(yàn)相移電流發(fā)生器將該電流輸入到電流互感器4的原邊側(cè)。

本發(fā)明的具體實(shí)施例及其實(shí)施過(guò)程如下：

針對(duì)在電網(wǎng)電源工作的所述容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)正弦電壓實(shí)時(shí)采集器采集電網(wǎng)各相之間的相電壓，并發(fā)送給校驗(yàn)相移電流發(fā)生器接收，校驗(yàn)相移電流發(fā)生器根據(jù)電力容性設(shè)備絕緣校驗(yàn)控制器發(fā)送來(lái)的檢驗(yàn)所要求電流的相移相位差值和幅值產(chǎn)生一個(gè)與該相電壓具有相位差且幅值差的電流，將該電流輸入到所述容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置中所對(duì)應(yīng)相的電流互感器的原邊側(cè)，然后將所述容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)裝置顯示的損耗角值和理論計(jì)算獲得的損耗角值進(jìn)行比較，獲得校驗(yàn)結(jié)果。

本發(fā)明的校驗(yàn)即是在所述在線監(jiān)測(cè)裝置測(cè)取容性設(shè)備電流的電流互感器原邊側(cè)通入一個(gè)已知的相移可控的校驗(yàn)電流，如圖1中所示的i_A、i_B、i_C是校驗(yàn)“在線監(jiān)測(cè)裝置”各相監(jiān)測(cè)狀態(tài)的各相已知的相移可控校驗(yàn)電流。當(dāng)所述在線監(jiān)測(cè)裝置的各相電流測(cè)量互感器測(cè)得已有電流i_AX、i_BX、i_CX加上i_A、i_B、i_C后形成的電流時(shí)，正常情況下，測(cè)得的損耗角δ應(yīng)會(huì)隨著i_A、i_B、i_C的相位不同而增大或減少。若所述在線監(jiān)測(cè)裝置是正常的，當(dāng)i_A、i_B、i_C輸入后則會(huì)顯示出損耗角δ的準(zhǔn)確值；反之若損耗角δ的顯示值與準(zhǔn)確值有偏差，則表明所述在線監(jiān)測(cè)裝置有問(wèn)題。由此可見(jiàn)，本發(fā)明實(shí)際上是模擬加入了一個(gè)漏電流到監(jiān)測(cè)裝置中，通過(guò)漏電流產(chǎn)生損耗角的微小變化而進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)所述監(jiān)測(cè)裝置是否產(chǎn)生變化而獲得校驗(yàn)結(jié)果。

如圖2所示，具體是實(shí)施的正弦電壓實(shí)時(shí)采集器包括交流電壓互感器2、電壓匹配器、電壓調(diào)制器、調(diào)制波無(wú)線發(fā)射器和天線3，交流電壓互感器2原邊側(cè)連接到電網(wǎng)的相，副邊側(cè)依次經(jīng)電壓匹配器、電壓調(diào)制器、調(diào)制波無(wú)線發(fā)射器后與天線3連接。

交流電壓互感器是一個(gè)儀用變壓器，將電網(wǎng)電壓不失真的變?yōu)橛行е禐榈蛪喝?-10V的交流電壓。

電壓匹配器是一個(gè)交流電壓有效值調(diào)整和輸出交流穩(wěn)壓電路，其將由交流電壓互感器送來(lái)的交流電壓轉(zhuǎn)為與電壓調(diào)制器輸入要求相匹配的交流電壓。

電壓調(diào)制器是一個(gè)調(diào)幅調(diào)制器或調(diào)頻調(diào)制器，將被測(cè)50Hz交流電壓調(diào)制成調(diào)幅波或調(diào)頻波；對(duì)于調(diào)幅調(diào)制器其包含550kHz-20MHz頻率任選一個(gè)頻率點(diǎn)的信號(hào)發(fā)生電路和一個(gè)電壓乘法電路；對(duì)于調(diào)頻調(diào)制器是由頻率為幾十MHz的“變?nèi)荻O管電容三點(diǎn)振蕩器”即壓控振蕩器形成。

調(diào)制波無(wú)線發(fā)射器是一個(gè)高頻功率放大電路，選乙類(lèi)對(duì)應(yīng)調(diào)幅波信號(hào)或丙類(lèi)對(duì)應(yīng)調(diào)頻波信號(hào)放大原理設(shè)計(jì)而成，也可根據(jù)發(fā)射頻率選擇相應(yīng)的高頻功率放大集成電路。

正弦電壓實(shí)時(shí)采集器的天線3把電壓波形實(shí)時(shí)無(wú)線傳輸給校驗(yàn)相移正弦電流發(fā)生器。

如圖3所示，具體是實(shí)施的校驗(yàn)相移電流發(fā)生器包括兩根天線、MCU-1(Microcontroller Unit)、倍頻和整形電路、電壓過(guò)零檢測(cè)電路、電壓解調(diào)放大器、無(wú)線模擬信號(hào)接收器、無(wú)線數(shù)字信號(hào)接收器、D/A轉(zhuǎn)換器、低通濾波電路和電壓電流轉(zhuǎn)換電路，第一根天線3經(jīng)無(wú)線數(shù)字信號(hào)接收器連接到MCU-1的第一輸入端，第二根天線3依次經(jīng)無(wú)線模擬信號(hào)接收器、電壓解調(diào)放大器、倍頻和整形電路后連接到MCU-1的第二輸入端，電壓解調(diào)放大器的輸出端經(jīng)電壓過(guò)零檢測(cè)電路后連接到MCU-1，MCU-1的輸出端依次經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器、低通濾波電路和電壓電流轉(zhuǎn)換電路后連接到所述電流互感器4。

本發(fā)明在MCU中含有電流波形發(fā)生、處理發(fā)生的電流波形與電壓波形的同步、讀取電流相移相位差值和幅值等結(jié)構(gòu)設(shè)置如圖3所示。

無(wú)線模擬信號(hào)接收器是調(diào)幅信號(hào)接收電路或調(diào)頻信號(hào)接收電路，具體采用什么電路應(yīng)與“正弦電壓實(shí)時(shí)采集器”所采用的調(diào)制器相對(duì)應(yīng)，如是調(diào)幅調(diào)制器即采用調(diào)幅信號(hào)接收電路，是調(diào)頻調(diào)制器則采用調(diào)頻信號(hào)接收電路。

電壓解調(diào)放大器是由信號(hào)放大電路和解調(diào)電路構(gòu)成，信號(hào)放大電路是甲類(lèi)交流放大電路，解調(diào)電路是檢波電路對(duì)應(yīng)調(diào)幅信號(hào)或鑒頻器對(duì)應(yīng)調(diào)頻信號(hào)；鑒頻器采用把等幅調(diào)頻波變換成幅度與調(diào)頻波頻率變化成正比的調(diào)頻調(diào)幅波，再進(jìn)行幅度檢波的方式。

無(wú)線數(shù)字信號(hào)接收器是實(shí)現(xiàn)接收“電力容性設(shè)備絕緣無(wú)線校驗(yàn)控制器”發(fā)來(lái)的設(shè)定校驗(yàn)相位差值、電流幅值的數(shù)字信號(hào)的集成電路，可選用的型號(hào)很多，如NORDIC半導(dǎo)體公司的nRF24LE1芯片。

倍頻和整形電路是為保證產(chǎn)生的電流波形與電壓波形同步，因?qū)嶋H采集的電壓波形頻率不是理想的50Hz，通常是有誤差，且有波動(dòng)，即實(shí)際電網(wǎng)電壓波形頻率是50Hz±Δf。對(duì)于倍頻電路設(shè)定倍頻數(shù)在1200以上倍頻數(shù)越高同步誤差越小，但倍頻數(shù)太高會(huì)使得輸出與相移電流同相的電壓的數(shù)字值來(lái)不及，若按1200倍頻則兩個(gè)同步計(jì)數(shù)中斷的間隔時(shí)間是16.667μS，對(duì)于不同的MCU其指令周期時(shí)間不同，因作相應(yīng)計(jì)算后定，電路輸出的脈沖頻率是實(shí)際采集電壓波形頻率的倍頻數(shù)，電路輸出的脈沖直接輸入MCU-1，激發(fā)MCU-1中斷并計(jì)數(shù)，以50Hz±Δf的倍頻數(shù)作為要產(chǎn)生的電流波形的周期。

電壓過(guò)零檢測(cè)電路是電壓過(guò)零比較器，過(guò)零比較器的輸出直接接入MCU-1并用上升沿激發(fā)MCU-1中斷，以該點(diǎn)加上相移相位差值并將調(diào)制解調(diào)傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)的延時(shí)時(shí)間折算在內(nèi)作為要產(chǎn)生的電流波形的起點(diǎn)。

D/A轉(zhuǎn)換器是一個(gè)16位D/A轉(zhuǎn)換集成電路，它將把MCU-1的電流波形發(fā)生軟件輸出的電流波形的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量。

低通濾波電路是有源RC濾波電路，它對(duì)D/A轉(zhuǎn)換器輸出的電壓進(jìn)行平滑處理。

電壓電流轉(zhuǎn)換電路是把低通濾波電路輸出的與電流波形同相位的電壓轉(zhuǎn)換成電流波形，并將電流輸入到“在線監(jiān)測(cè)裝置”的電流互感器原邊側(cè)。

如圖5所示，MCU-1是校驗(yàn)相移正弦電流發(fā)生器的核心，包含CPU、多種I/O口、Flash程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)器計(jì)數(shù)器等，可選MSP430系列、MCS51系列相應(yīng)的產(chǎn)品。工作時(shí)MCU-1首先通過(guò)無(wú)線數(shù)字信號(hào)接收器接收，來(lái)自電力容性設(shè)備絕緣無(wú)線校驗(yàn)控制器根據(jù)檢驗(yàn)要求設(shè)定的、并同時(shí)已將無(wú)線模擬信號(hào)傳輸過(guò)程延遲時(shí)間折算在內(nèi)的電壓與校驗(yàn)電流的相移相位差值；再響應(yīng)電壓過(guò)零檢測(cè)電路觸發(fā)的中斷，開(kāi)始進(jìn)入產(chǎn)生電流波形程序，然后再響應(yīng)倍頻和整形電路激發(fā)的計(jì)數(shù)中斷，響應(yīng)計(jì)數(shù)中斷時(shí)根據(jù)計(jì)數(shù)值用預(yù)先編制存在MUC-1中的正弦表查出相應(yīng)正弦值，將正弦值的數(shù)字值輸出給D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器生成相應(yīng)的正弦電壓值輸出，D/A轉(zhuǎn)換器的輸出接低通濾波電路，低通濾波電路輸出光滑的正弦電壓波，低通濾波電路的輸出電壓加到電壓電流轉(zhuǎn)換電路，電壓電流轉(zhuǎn)換電路輸出的電流與電網(wǎng)電壓存在校驗(yàn)所需要的相移相位差。因MCU-1收到的計(jì)數(shù)脈沖是電網(wǎng)電壓波形的倍頻設(shè)倍頻數(shù)為N，則一個(gè)周期內(nèi)N個(gè)脈沖，在MCU-1內(nèi)存的正弦表也是正弦波分成N等分建的，這樣保證了根據(jù)正弦表產(chǎn)生的正弦波與電網(wǎng)電壓波形是等周期的。MCU-1的主要軟件流程見(jiàn)圖5，其中電網(wǎng)電壓過(guò)零中斷的優(yōu)先級(jí)高于同步計(jì)數(shù)中斷。

如圖4所示，具體是實(shí)施的電力容性設(shè)備絕緣無(wú)線校驗(yàn)控制器包括MCU-2(Microcontroller Unit)、觸摸顯示屏和無(wú)線數(shù)字信號(hào)發(fā)射模塊，MCU-2分別與觸摸顯示屏和無(wú)線數(shù)字信號(hào)發(fā)射模塊連接，無(wú)線數(shù)字信號(hào)發(fā)射模塊與天線連接，觸摸顯示屏用于顯示，觸摸顯示屏也用于用戶(hù)輸入校驗(yàn)相移相位差值的參數(shù)。

觸摸顯示屏是具有顯示和鍵盤(pán)雙重功能的人機(jī)交互界面，通過(guò)一些接口如RS232、RS485、CAN、RJ45及相應(yīng)的通訊協(xié)議如MODBUS、TCP與MCU-2間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)對(duì)其內(nèi)置的軟件系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)界面的編輯設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)觸摸鍵和數(shù)據(jù)、曲線的顯示界面，可進(jìn)行校驗(yàn)電流相移相位差值設(shè)定、電流幅值有效值設(shè)定，顯示被校驗(yàn)“電力容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)設(shè)備”應(yīng)該顯示的損耗角值便于校驗(yàn)人員直接比對(duì)。

無(wú)線數(shù)字信號(hào)發(fā)射模塊是實(shí)現(xiàn)向“校驗(yàn)相移正弦電流發(fā)生器”發(fā)送由MCU-2給出的校驗(yàn)電流相移相位差值、電流幅值的數(shù)字信號(hào)的集成電路，可選用的型號(hào)很多，如NORDIC半導(dǎo)體公司的nRF24LE1芯片。

MCU-2是電力容性設(shè)備絕緣無(wú)線校驗(yàn)控制器的核心，其中包含數(shù)據(jù)發(fā)送、相位補(bǔ)償參數(shù)計(jì)算、顯示命令、鍵盤(pán)指令接收等軟件，

MCU-2將根據(jù)觸摸鍵設(shè)定的校驗(yàn)相移相位差值換算成時(shí)間減去由實(shí)驗(yàn)測(cè)定的信號(hào)延時(shí)時(shí)間延時(shí)時(shí)間是由信號(hào)無(wú)線傳輸時(shí)的調(diào)制、傳輸、解調(diào)等各個(gè)環(huán)節(jié)造成的，得出將發(fā)給“校驗(yàn)相移正弦電流發(fā)生器”的電網(wǎng)電壓過(guò)零中斷程序用的相移相位差值；

可根據(jù)不同的容性設(shè)備，算出“電力容性設(shè)備絕緣性能在線監(jiān)測(cè)設(shè)備”應(yīng)該顯示的損耗角值。

上述具體實(shí)施方式用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。