专利名称：容性设备在线监测标准信号发生器的制作方法
技术领域：
容性设备在线监测标准信号发生器
技术领域：
本实用新型涉及一种容性设备在线监测标准信号发生器，属于对变压器在线监测 技术领域。
背景技术：
容性设备的电容量及介质损耗角正切对于诸如套管、CT及其他容性设备绝缘劣化 的早期监测十分重要。容性设备监测系统可在线监测容性设备运行过程中此类参数的变化 情况，可作为关键电力设备的状态监测手段以发现潜伏性故障，避免突发性事故。测量介质 损耗因数是一项灵敏度很高的试验项目，它可以发现电力设备绝缘整体受潮、劣化变质以 及小体积被试设备贯通和未贯通的局部缺陷。由于测量介质因数对反映上述缺陷具有较高 的灵敏度，所以在电工制造及电力设备交接和预防性试验中都得到了广泛的应用。此项检 测技术也将在容性设备在线监测的系统中得到广泛的推广。但是在线监测介损作为一项高精度测试，很容易受到周围环境干扰影响，其测试 结果因而容易受到质疑。为此在线监测系统的校准使用的标准信号发生器成为当今急需产 品。容性设备在线监测标准发生器可以帮助人们验证和校准介损测试以及电容量测试。该 设备用来测试监测装置的准确性和整个系统的测试效果。对于方便现场测试和在线监测的 需要，提高实验的精度和效率具有重要意义。目前国内还未出现该类型标准发生器的产品。
发明内容本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种容性设备在线监测标准信号发生 器，能够精确产生标准信号，使人们能够随时了解测试系统的状态和试验环境的条件，为容 性设备的在线监测的准确性提供依据。本实用新型是这样实现的一种容性设备在线监测标准信号发生器，包括一标准 信号发生电路、一信号采集电路、一 DSP数据处理电路以及一信号显示单元；所述标准信号 发生电路、信号采集电路、DSP数据处理电路以及信号显示单元顺次连接。所述标准信号发生电路与信号采集电路之间依次还连接一小信号处理电路、一 I-V转换电路以及一滤波放大电路。其中，所述标准信号发生电路的阻性电流由20个电阻并联外加60V电压得到，容 性电流则由20个电容外加50HZ 60V电压得到，且每一路所述电阻和电容通过一路开关进 行控制。所述电阻为高精度电阻，所述电容为聚苯电容。所述滤波放大电路是使用频带宽度为20HZ，中心频率为50HZ的FIR二阶带滤波器 进行放大滤波。所述信号采集电路采用16位AD转换器进行数据采集，并采用差分输入电路。本实用新型的优点在于能够精确产生标准信号，使人们能够随时了解测试系统 的状态和试验环境的条件，为容性设备的在线监测的准确性提供依据。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。图1是本实用新型容性设备标准信号发生器的结构原理图。图2是实用新型容性设备标准信号发生器的电路图。图3是实用新型中的模拟信号处理电路图。图4是本实用新型的信号采集电路图。
具体实施方式请参阅图1所示，本实用新型的容性设备在线监测标准信号发生器，包括一标准 信号发生电路、一滤波放大电路、一信号采集电路、一 DSP数据处理电路以及一信号显示单 元；所述标准信号发生电路、滤波放大电路、信号采集电路、DSP数据处理电路以及信号显 示单元顺次连接。上述的容性设备在线监测标准信号发生器通过所述标准信号发生电路来匹配流 经标准电容和标准电阻的电流从而产生相对应标准介损的tga值与标准阻性电流IK和标 准容性电流Ic，把阻性电流IK和容性电流分别输入到现场容性设备在线监测装置进行现 场校准与调试。所述滤波放大电路用于滤除电路中杂波的影响，同时所述信号采集电路用 于对阻性电流和容性电流的同步采集，所述DSP数据处理电路用于对采集的信号进行数字 滤波之后对电流信号通过所述信号显示单元进行实时显示。如图2所示，所述标准信号发生电路的阻性电流由20个1W的高精度电阻
(RiR2---------Rn_iRn在这里n = 20)并联外加60V电压得到，同样，容性电流则由20个电容
(C^--------CyC；在这里n = 20)外加50HZ 60V电压得到，且每一路所述电阻和电容通
过一路开关进行控制。所述电阻为高精度电阻，所述电容为聚苯电容，以保证系统的精度， 同时减少系统本身容性电流的影响。所述标准信号发生电路采用穿芯式交流电流传感器， 其电流测试范围在luA 1A。如图3所示，由于容性设备在线监测标准信号发生器使用环境的特殊性，极易受 到工频信号以及高频噪声的影响，所以有必要对信号进行前级处理。本实用新型采用了所 述滤波放大电路进行滤波而得到理想信号。所述滤波放大电路是使用频带宽度为20HZ，中 心频率为50HZ的FIR 二阶带滤波器进行放大滤波，滤除电路中杂波的影响。该滤波放大电 路是利用理想运算放大器的开环增益较高和深度负反馈的原理设计实现的，电路的连接方 式为通用方式，电路中R1为平衡电阻，C1、C2为供电电源滤波电容，采用并联方式。R2、C5、 R3、C4组成通用的二阶滤波电路，R4、R5用来起放大信号和平衡系统用。如图4所示，所述信号采集电路采用16位AD转换器进行数据采集，并采用差分输 入电路，以保证信号采集的精度，差分输入电路具有较高抗干扰能力、EMI抑制能力和动态 范围高的特点。图中R4X和R5X为比例放大作用。C1X、C2X并联在电源两端起到滤波作用， 电容滤除供电电源对系统杂波干扰。信号由R3X和R6X差分之后输出，最终进入后端AD转 换器的信号为(V+-VJ。在该电路中，对于理想运算放大器而言利用其虚短特性，R1X、R2X、 R3X为串联方式，这些电路连接均为公知电路。在信号进入AD转换器之后，信号进入DSP信号处理电路。所述DSP处理电路通过 对信号进行数字滤波和分析计算之后，通过串口发送数据至所述信号显示单元对数据进行显不。所述标准信号发生电路与滤波放大电路之间还连接一小信号处理电路，且为了保 证信号滤波放大电路和信号采集电路的一致性，在所述小信号处理电路与滤波放大电路之 间再连接一 I-V转换电路。使传感器(1、2)的输出信号经过I-V转换电路之后的输出电压 信号为0 3V。如前所述，本实用新型的容性设备在线监测标准信号发生器能够精确产生标准信 号，使人们能够随时了解测试系统的状态和试验环境的条件，为容性设备的在线监测的准 确性提供依据。
权利要求一种容性设备在线监测标准信号发生器，其特征在于包括一标准信号发生电路、一信号采集电路、一DSP数据处理电路以及一信号显示单元；所述标准信号发生电路、信号采集电路、DSP数据处理电路以及信号显示单元顺次连接。
2.根据权利要求1所述的容性设备在线监测标准信号发生器，其特征在于所述标准 信号发生电路与信号采集电路之间还连接一滤波放大电路。
3.根据权利要求2所述的容性设备在线监测标准信号发生器，其特征在于所述标准 信号发生电路与滤波放大电路之间还连接一小信号处理电路。
4.根据权利要求3所述的容性设备在线监测标准信号发生器，其特征在于所述小信 号处理电路与滤波放大电路之间再连接一 I-V转换电路。
5.根据权利要求1所述的容性设备在线监测标准信号发生器，其特征在于所述标准 信号发生电路的阻性电流由20个电阻并联外加60V电压得到，容性电流则由20个电容外 加50HZ 60V电压得到，且每一路所述电阻和电容通过一路开关进行控制。
6.根据权利要求4所述的容性设备在线监测标准信号发生器，其特征在于所述电阻 为高精度电阻，所述电容为聚苯电容。
7.根据权利要求5所述的容性设备在线监测标准信号发生器，其特征在于所述标准 信号发生电路采用穿芯式交流电流传感器，其电流测试范围在luA 1A。
8.根据权利要求2所述的容性设备在线监测标准信号发生器，其特征在于所述滤波 放大电路是使用频带宽度为20HZ，中心频率为50HZ的FIR 二阶带滤波器进行放大滤波。
9.根据权利要求1所述的容性设备在线监测标准信号发生器，其特征在于所述信号 采集电路采用16位AD转换器进行数据采集。
10.根据权利要求9所述的容性设备在线监测标准信号发生器，其特征在于所述信号 采集电路采用差分输入电路。
专利摘要本实用新型提供了一种容性设备在线监测标准信号发生器，包括一标准信号发生电路、一信号采集电路、一DSP数据处理电路以及一信号显示单元；所述标准信号发生电路、信号采集电路、DSP数据处理电路以及信号显示单元顺次连接。本实用新型能够精确产生标准信号，使人们能够随时了解测试系统的状态和试验环境的条件，为容性设备的在线监测的准确性提供依据。
文档编号G01R27/26GK201583599SQ200920181458
公开日2010年9月15日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者朱忠勇, 郑贤贞 申请人:福建和盛高科技产业有限公司