本发明涉及电力设备在线监测领域，具体是一种现场容性设备在线监测装置的校验系统及检验方法。
背景技术：
在电网中运行的高压电气设备，当其内部存在因制造不良、老化及外力破坏等因素造成的绝缘缺陷时，就会造成设备故障或绝缘事故，严重影响到电网的正常运行。为防止此类重大安全事故的发生，目前采用的传统做法是在设备投运后，定期停电进行预防性试验和检修，以便及时检测出设备内部的绝缘缺陷。但停电预防性试验的试验条件与运行状态相差较大，介损试验通常是在10kv电压下试验，不能正确诊断出高压设备在运行情况下的绝缘状况，更难以发现在两次预防性试验间隔之间发展的缺陷，这将直接影响到预防性试验的试验效果。随着国民经济的发展，全社会对电力供应的可靠性和减少停电时间的要求越来越高；电力系统规模的逐渐发展壮大，传统的定期停电预防性试验由于存在费时、费力及试验效果不理想等诸多弊端而越来越不能满足电网安全、可靠和高效运行的要求，因此对电气设备运行自动监控及绝缘状况在线或带电监测，实现状态检修已经成为未来高压设备试验的必然发展方向。
现阶段国内高压绝缘带电试验工作主要集中在氧化锌避雷器、电容型设备等几个方面。越来越多的在线监测测装置已经投入运行，其工作状态正常与否直接关系到对电网系统安全的评估，所以对这类在线监测装置的检测检验工作已经迫在眉睫。
传统对线监测装置进行检测有标准电压加标准阻容的校验方式，但是要产生任意大小及角度的电流，所需标准阻容数量非常多，体积大，重量大，不易现场搬运，且调节分辨率不高；另外现有的有线方式取pt电压基准的存在以下问题：当pt电压装置距离校准点容性设备较远时，需要拉很长的信号线，信号会畸变和衰减；在不同校准点挪动校准系统时，需要人工收信号线，放信号线，浪费人力和时间，校准效率低。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种现场容性设备在线监测装置的校验系统及检验方法，以解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种现场容性设备在线监测装置的校验系统，包括：
电压取样装置，与现场容性设备对应的pt电压取样
端子连接，用于获取现场容性设备的运行参考电压，并传送给所述fm调频发射装置；
fm调频发射装置，与电压取样装置连接，用于将电压取样装置采集到的运行参考电压转换为立体声复合信号，并以无线方式传送给所述fm调频接收装置；
fm调频接收装置，用于接收fm调频发射装置传送过来的音频信号并转化为基准电流信号输出至人机交互装置及电流输出导线；
人机交互装置，与所述fm调频接收装置连接，用于显示所述fm调频接收装置输出的基准电流信号的参数以及对所述fm调频接收装置输出的基准电流信号的幅值及相位角进行调节设置，使基准电流信号的相位与现场容性设备的工频电压信号保持为设置的相位值，且幅值为设置值；
电流输出导线，其两端与所述fm调频接收装置的电流输出端连接，用于穿设在待测的现场容性设备的在线监测装置的测量传感器中；
测量传感器，套设在所述现场容性设备的接地引下线上，并与在线监测装置连接，用于将经所述人机交互装置调节设置后、并经所述fm调频接收装置的电流输出端输送至所述电流输出导线中的基准电流信号注入到在线监测装置中；
所述人机交互装置还用于读取该在线监测装置当前显示的电流信号的参数作为初始值，与设置好的基准电流信号的参数进行叠加运算，计算出电流、电容量及介损理论增量值，将在线监测装置测得的电流、电容量及介损实际增量值与电流理论增量值进行对比，计算误差，验证在线监测装置的测量是否准确。
进一步的，所述fm调频发射装置包括电压信号调理模块及fm发射电路；所述电压信号调理模块包括预加重电路、限幅电路、低通滤波电路及立体声调制电路；所述fm发射电路包括高频振荡器、高频放大器及锁相环频率合成器。
进一步的，所述fm调频接收装置包括fm接收电路、工频信号提取与调理模块、程控调幅调相电路、控制电路、中央处理器及功放模块，所述fm接收电路用于接收fm调频发射装置传送的立体声复合信号，然后输出到工频信号提取与调理模块中，将立体声复合信号进行解调、提取、放大后输出现场容性设备的工频电压信号，然后输送给程控调幅调相电路，所述中央处理器与人机交互装置连接，用于接收人机交互装置设置的基准电流幅值及相位参数，通过控制电路对程控调幅调相电路进行调相调幅，使基准电流信号与工频电压信号的相位同步，所述功放模块将调制好的基准电流信号放大后输出到电流输出导线。
进一步的，所述工频信号提取与调理模块包括调理电路、带通滤波器及放大电路，所述调理电路用于从立体声复合信号中解调出复合音频信号的混频信号，所述带通滤波器用于从混频信号中提取出现场容性设备的工频电压信号，所述放大电路用于将所述工频电压信号放大后输入到程控调幅调相电路。
进一步的，所述程控调幅调相电路，分为调幅模块和调相模块，调幅模块由运放及14位数字电位计构成程控放大器，幅值调节分辨率在1μa以内，调相电路由运放、14位数字电位计及电容组成等幅移相电路，相位调节精度在0.01度以内，14位数字电位计由中央处理器进行控制，实现基准信号的调幅与调相。
进一步的，所述电流信号的参数包括全电流、阻性电流、容性电流、相角差、介损及电容量。
进一步的，所述电压取样装置为高精度变压器。
一种现场容性设备在线监测装置的校验方法，应用上述校验系统进行，所述方法包括以下步骤：
步骤一：选择需要被校验的现场容性设备在线监测装置，读取该现场容性设备在线监测装置当前显示的电流信号的参数作为初始值；
步骤二：将与fm调频接收装置的电流输出端连接的电流输出导线穿设在与步骤一中需要被校验的现场容性设备在线监测装置连接的测量传感器中；
步骤三：通过电压取样装置获取现场容性设备的运行参考电压，作为运行参考电压信号输入fm调频发射装置的电压输入端，然后经fm调频发射装置的电压信号调理模块将接收到的运行参考电压信号转化为复合音频信号后，通过fm调频发射装置的fm发射电路以无线方式发送到fm调频接收装置；
步骤四：将步骤三中的复合音频信号，通过fm调频接收装置的无线fm信号接收端输入fm接收电路中，然后由fm接收电路输出到工频信号提取与调理模块中，经工频信号提取与调理模块的调理电路解调出复合音频信号的混频信号，并通过带通滤波器从中提取出现场容性设备的工频电压信号，最后将提取到的所述工频电压信号经放大电路放大后输入到程控调幅调相电路；
步骤五：通过程控调幅调相电路对步骤四中提取的工频电压信号进行程控调相和调幅，输出与pt运行参考电压信号同相的电流信号作为基准信号，并通过人机交互装置中对该基准电流信号的相位角及幅值进行调节设置，使基准电流信号的相位角与pt运行参考电压信号保持为设置的相位值，且幅值为设置值；
步骤六：将步骤五中设置好的基准电流信号的参数与步骤一中读取的电流信号的参数进行叠加运算，计算出电流、电容量及介损理论增量值；
步骤七：将步骤五中设置好相位角及幅值大小的基准电流信号通过功放模块放大后输出到与fm调频接收装置的电流输出端连接的电流输出导线上，然后通过套设在电流输出导线上的与现场容性设备在线监测装置连接的测量传感器注入到现场容性设备在线监测装置中，并读取此时在现场容性设备在线监测装置中所显示出的电流信号的参数测量值，减去初值即为该现场容性设备在线监测装置测得的电流、电容量及介损实际增量值；
步骤八：将步骤七获得的电流、电容量及介损实际增量值与步骤六获得的电流、电容量及介损理论增量值进行对比，计算误差，验证现场容性设备在线监测装置的测量是否准确。
进一步的，所述步骤八验证现场容性设备在线监测装置的测量是否准确具体为：当误差值在允许范围内，则判断在线监测装置为合格；当误差值超过允许范围，则判断在线监测装置为不合格。
进一步的，在线监测装置为电容型设备在线监测装置、或容性在线检测装置、或避雷器在线监测装置。
与相应技术相比，本发明的优点和有益效果是：
1)本发明中的数字程控方式校准源电流大小及角度可在调节分辨率范围内任意设置，满足校准范围要求。
2)采用无线pt电压传输，可以省去放线收线的麻烦，节省人力，时间，校准方便，效率高。
3)无线调频方式，现场抗电磁场干扰性能强，校准系统还原出的基准电压信号幅值相位稳定。
附图说明
图1为本发明现场容性设备在线监测装置的校验系统的结构示意图；
图2为本发明现场容性设备在线监测装置的校验系统的现场接线原理框图；
图3为本发明中fm调频发射装置的电路原理框图；
图4为本发明中fm调频接收装置的电路原理框图。
图中：1—电压取样装置；2—fm调频发射装置；2-1—电压信号调理模块；2-1a—预加重电路；2-1b—限幅电路；2-1c—低通滤波电路；2-1d—立体声调制电路；2-2—fm发射电路；3—fm调频接收装置；3-1—fm接收电路；3-2—工频信号提取与调理模块；3-2a—调理电路；3-2b—带通滤波器；3-2c—放大电路；3-3—程控调幅调相电路；3-4—控制电路；3-5—中央处理器；3-6—功放模块；4—人机交互装置；5—电流输出导线；6—测量传感器；7—在线监测装置；8—现场容性设备；9—接地引下。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1及图2所示，本发明提供的一种现场容性设备在线监测装置的校验系统，包括电压取样装置1、fm调频发射装置2、fm调频接收装置3、人机交互装置4、电流输出导线5及测量传感器6。
所述电压取样装置1，与现场容性设备8的电压输入端连接，用于获取现场容性设备8的运行参考电压，并传送给fm调频发射装置2，本实施例中电压取样装置1为高精度变压器；
所述fm调频发射装置2，与电压取样装置1连接，用于将电压取样装置1采集到的现场容性设备8的运行参考电压转换为立体声复合信号，并以无线方式传送给fm调频接收装置3；
所述fm调频接收装置3，与fm调频发射装置2无线连接，用于接收fm调频发射装置2传送过的音频信号并转化电流信号输出至人机交互装置4及电流输出导线5；
所述人机交互装置4，与fm调频接收装置3连接，用于显示fm调频接收装置3输出的电流信号的参数以及对fm调频接收装置3输出的电流信号的幅值及相位角进行调节设置；
所述电流输出导线5，其两端与fm调频接收装置3的电流输出端连接，用于穿设在待测的现场容性设备8的在线监测装置7的测量传感器6中；
所述测量传感器6，套设所述现场容性设备8的接地引下线9上，并与待测的在线监测装置7连接，用于将经人机交互装置4调节设置后、并经fm调频接收装置3的电流输出端输送至电流输出导线5中的电流信号注入到在线监测装置7中。
如图3所示，所述fm调频发射装置2包括电压信号调理模块2-1及fm发射电路2-2；电压信号调理模块2-1包括预加重电路2-1a、限幅电路2-1b、低通滤波电路2-1c及立体声调制电路2-1d；fm发射电路2-2包括高频振荡器、高频放大器及锁相环频率合成器。
电压取样装置1将采集到的运行参考电压信号输入到电压信号调理模块2-1中，经调频调制后输出包括音频信号、副载波信号及导频信号的立体声复合信号，然后输出至fm发射电路2-2中，利用fm发射电路2-2的锁相原理，输出稳定频率的立体声复合信号并通过无线传输的方式发送出去。
如图4所示，fm调频接收装置3包括fm接收电路3-1、工频信号提取与调理模块3-2、程控调幅调相电路3-3、控制电路3-4、中央处理器3-5及功放模块3-6；工频信号提取与调理模块3-2包括调理电路3-2a、带通滤波器3-2b及放大电路3-2c。
fm接收电路3-1以无线的方式接收到fm调频发射装置2发送出来的立体声复合信号，并传输到工频信号提取与调理模块3-2中，通过调理电路3-2a对接收的立体声复合信号进行解调，并通过带通滤波器3-2b提取出现场容性设备8的工频电压信号，然后通过放大电路3-2c将提取的工频电压信号放大并输入到程控调幅调相电路3-3中，程控调幅调相电路3-3包含调幅电路与调相电路；调幅电路为运放、精密电阻及数字电位计组成的乘法电路，通过调节数字电位计的阻值，可以调整乘法电路的比例系数，进而实现输入电压的幅值调整；校准系统设置输出的基准电流信号与提取的工频电压信号存在固定比例关系，因此可以通过调幅电路进行比例系数修正。调相电路为运放、精密电阻、精密电容及数字电位计组成的等幅rc移相电路，通过调节数字电位计的阻值，可以实现输入电压信号的相位调整，设置输出的基准电流信号角度与提取的工频电压信号存在固定角度差，加上校准系统设置的相角差，都可以通过调相电路进行修正。中央处理器3-5与人机交互装置4通过485方式连接，接收校准软件设置的基准电流幅值及相位参数；数字电位计接口为i2c，控制电路3-4为i2c总线及接口电路，中央处理器3-5通过控制电路3-4，对数字电位计进行数据配置，实现电阻值调节。经程控调幅调相电路3-3调相调幅，使基准电流信号与工频电压信号的相位同步，最后再通过功放模块3-6将调制好的基准电流信号经fm调频接收装置3的电流输出端输出到电流输出导线5中。
所述人机交互装置还用于读取该在线监测装置当前显示的电流信号的参数作为初始值，与设置好的基准电流信号的参数进行叠加运算，计算出电流、电容量及介损理论增量值，将在线监测装置测得的电流、电容量及介损实际增量值与电流理论增量值进行对比，计算误差，验证在线监测装置的测量是否准确。
本发明提供的一种现场容性设备在线监测装置的校验方法，是基于上述校验系统的对现场容性设备在线监测装置进行校验的方法，具体包括以下步骤：
步骤一：选择需要被校验的在线监测装置7，读取该在线监测装置7当前显示的电流信号的参数作为初始值，所述电流信号的参数包括全电流、阻性电流、容性电流、相角差、介损及电容量，所述电流信号的参数可由人机交互装置4读取由其他装置读取后输入给人机交互装置4；
步骤二：将与fm调频接收装置3的电流输出端连接的电流输出导线5穿设在与步骤一中需要被校验的在线监测装置7连接的测量传感器6中；
步骤三：通过电压取样装置1获取现场容性设备8的运行参考电压，作为运行参考电压信号，由fm调频发射装置2的电压输入端输入到fm调频发射装置2中，然后经fm调频发射装置2的电压信号调理模块2-1将接收到的运行参考电压信号转化为复合音频信号后，通过fm调频发射装置2的fm发射电路以无线方式发送到fm调频接收装置3；
步骤四：将步骤三中的复合音频信号，通过fm调频接收装置3的无线fm信号接收端输入fm接收电路3-1中，然后由fm接收电路3-1输出到工频信号提取与调理模块3-2中，经工频信号提取与调理模块3-2的调理电路3-2a解调出复合音频信号的混频信号，并通过带通滤波器3-2b从中提取出现场容性设备的工频电压信号，最后将提取到的所述工频电压信号经放大电路3-2c放大后输入到程控调幅调相电路3-3；
步骤五：通过程控调幅调相电路3-3对步骤四中提取的工频电压信号进行程控调相和调幅，输出与pt运行参考电压信号同相的电流信号作为基准电流信号，并通过人机交互装置4对该基准电流信号的相位角及幅值进行调节设置，使基准电流信号的相位与工频电压信号保持为设置的相位值，且幅值为设置值；
步骤六：在人机交互装置4运行的校准软件中，将步骤五中设置好的基准电流信号的参数与步骤一中读取的电流信号的参数进行叠加运算，计算出电流、电容量及介损理论增量值；
步骤七：将步骤五中设置好相位角及幅值大小的基准电流信号通过功放模块3-6放大后输出到与fm调频接收装置3的电流输出端连接的电流输出导线5上，然后通过套设在电流输出导线5上的与在线监测装置7连接的测量传感器6注入到在线监测装置7的中，并读取此时在在线监测装置7中所显示出的电流信号的参数测量值，减去初值即为该现场容性设备在线监测装置测得的电流、电容量及介损实际增量值；
步骤八：在人机交互装置4运行的校准软件中，将步骤七中获得的电流、电容量及介损实际增量值与步骤六中计算出的电流、电容量及介损理论增量值进行对比，计算误差，验证在线监测装置7的测量是否准确；当误差值在允许范围内，则判断在线监测装置为合格；当误差值超过允许范围，则判断在线监测装置为不合格。
在实际应用中，步骤一中的在线监测装置7为电容型设备在线监测装置或容性在线检测装置或避雷器在线监测装置。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。