一种相对介损及电容量检测仪的校准系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种校准系统，用于对相对介损及电容量检测仪进行校准，所述系统包括：检测仪校准装置，用于设置原始激励信号的初始值并且根据所述初始值产生原始激励信号，将原始激励信号转换为基本正弦信号，根据所述基本正弦信号确定标准参考电压信号和标准参考电流信号并且将所述标准参考电压信号和标准参考电流信号发送给相对介损及电容量检测仪；以及相对介损及电容量检测仪，用于接收所述标准参考电压信号和标准参考电流信号，根据所述标准参考电压信号和标准参考电流信号检测介质损耗因数和电容量，将所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量进行比较以进行校准。
【专利说明】
一种相对介损及电容量检测仪的校准系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及计量校准领域，并且更具体地，涉及一种相对介损及电容量检测仪的校准系统及方法。
【背景技术】
[0002]介质损耗试验一直以来都是电力系统绝缘预防性试验中重要的内容。通过介质损耗试验获得介质损耗因数和电容量的测量结果，结合历史数据和同期数据判断设备的绝缘状况。介损及电容量检测仪是基于绝对测量法或相对测量法来测量容性设备介质损耗因数和电容量的设备。绝对测量法是根据同母线PT 二次电压和被检测设备电流计算被检测设备的介质损耗因数和电容量。相对测量法是根据被检测设备电流信号以及与被检测设备并联的其它电容型设备电流信号计算被检测设备和参考设备的相对介质损耗因数和电容量比值。由于介损及电容量检测仪属于带电检测仪器，采用相对测量法首先可以避免PT角差的影响;其次可以克服环境温湿度、电压幅值频率波动、负载容量变化引入的不确定因数。
[0003]因此在国家电网公司发布的生变电
[2010]212号文件《关于印发〈电力设备带电检测仪器配置原则(试行)> 的通知》中对各网省公司电科院、地市公司以及超高压公司提出了配置容性设备相对介损及电容量检测仪的要求。
[0004]目前电力系统中使用的容性设备相对介损及电容量检测仪型号多种多样，计量性能参差不齐。如果在实际使用中，测量结果不准确，可能导致对设备绝缘状况的误判，造成不必要的损失。因此对容性设备相对介损及电容量检测仪进行校验是十分必要的。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明提供一种校准方法，用于对相对介损及电容量检测仪进行校准，所述方法包括:
根据原始激励信号的初始值产生原始激励信号；
将所述原始激励信号转换为基本正弦信号；
根据所述基本正弦信号确定标准参考电压信号和标准参考电流信号；
根据所述标准参考电压信号和标准参考电流信号检测介质损耗因数和电容量;以及将所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量进行比较以进行校准。
[0006]优选地，其中在根据原始激励信号的初始值产生原始激励信号之前还包括:设置原始激励信号的初始值。
[0007]优选地，还包括预先存储所述标准的介质损耗因数和电容量。
[0008]优选地，所述将所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量进行比较以进行校准包括:当所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量的差值的绝对值小于阈值时，不对相对介损及电容量检测仪进行校准。
[0009]优选地，所述将所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量进行比较以进行校准包括:当所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量的差值的绝对值大于阈值时，对相对介损及电容量检测仪进行校准。
[0010]根据本发明的另一方面，提供一种校准装置，用于对相对介损及电容量检测仪进行校准，所述校准装置包括:
上位机，用于设置原始激励信号的初始值;以及
标准源单元，用于根据所述初始值产生原始激励信号，将原始激励信号转换为基本正弦信号，根据所述基本正弦信号确定标准参考电压信号和标准参考电流信号，并且将所述标准参考电压信号和标准参考电流信号发送给相对介损及电容量检测仪。
[0011 ] 优选地，所述标准源单元包括:
信号发生单元，使用直接数字式频率合成器并且根据原始激励信号的初始值产生原始激励信号；
信号调理单元，用于将原始激励信号转换为基本正弦信号；
精密电流源单元，根据基本正弦信号生成标准参考电流信号；以及精密电压源单元，根据基本正弦信号生成标准参考电压信号。
[0012]优选地，其中对所述精密电流源单元和精密电压源单元进行电气隔离，以减少信号串扰。
[0013]优选地，其中所述精密电流源单元为精密恒流源单元，以及所述精密电压源单元为精密恒压源单元。
[0014]根据本发明的又一方面，提供一种校准系统，用于对相对介损及电容量检测仪进行校准，所述系统包括:
检测仪校准装置，用于设置原始激励信号的初始值并且根据所述初始值产生原始激励信号，将原始激励信号转换为基本正弦信号，根据所述基本正弦信号确定标准参考电压信号和标准参考电流信号并且将所述标准参考电压信号和标准参考电流信号发送给相对介损及电容量检测仪；以及
相对介损及电容量检测仪，用于接收所述标准参考电压信号和标准参考电流信号，根据所述标准参考电压信号和标准参考电流信号检测介质损耗因数和电容量，将所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量进行比较以进行校准。
【附图说明】
[0015]通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式:
图1为根据本发明实施方式的校准系统的结构示意图；
图2为根据本发明实施方式的标准源单元的逻辑结构示意图；
图3为根据本发明实施方式的标准源单元的电路结构示意图；以及图4为为根据本发明实施方式的校准方法的流程图。
【具体实施方式】
[0016]现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0017]除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0018]图1为根据本发明实施方式的校准系统的结构示意图。如图1所示，校准系统100用于对相对介损及电容量检测仪进行校准。本发明实施方式的校准系统100计量性能比现有技术中的校准设备大幅提升并且测量结果准确，从而避免可能导致对设备绝缘状况的误判情况。优选地，校准系统100包括检测仪校准装置1I和相对介损及电容量检测仪102。
[0019]根据本发明的优选实施方式，检测仪校准装置101用于设置原始激励信号的初始值并且根据所述初始值产生原始激励信号，将原始激励信号转换为基本正弦信号。检测仪校准装置101根据所述基本正弦信号确定标准参考电压信号和标准参考电流信号并且将所述标准参考电压信号和标准参考电流信号发送给相对介损及电容量检测仪。
[0020]优选地，检测仪校准装置101包括上位机103和标准源单元104。优选地，上位机用于设置原始激励信号的初始值。通常地，上位机103提供为用户提供接口(例如，触摸屏)，以使得用户可以通过接口来操作上位机103。优选地，上位机103可以包括显示屏幕以显示原始激励信号的初始值等信息。
[0021]优选地，标准源单元104用于根据所述初始值产生原始激励信号，将原始激励信号转换为基本正弦信号，根据所述基本正弦信号确定标准参考电压信号和标准参考电流信号。通常地，标准源单元104用于生成标准参考电压信号和标准参考电流信号，以用于提供给相对介损及电容量检测仪。首先，标准源单元104根据上位机所设置的初始值产生原始激励信号;然后，标准源单元104将原始激励信号转换为基本正弦信号；最后，标准源单元104跟据所述基本正弦信号确定标准参考电压信号和标准参考电流信号。优选地，标准源单元104可以将标准参考电压信号和标准参考电流信号提供给相对介损及电容量检测仪。如图1所示，标准源单元104可以将一路标准参考电压信号和两路标准参考电流信号提供给相对介损及电容量检测仪。
[0022]根据本发明的优选实施方式，相对介损及电容量检测仪102接收所述标准参考电压信号和标准参考电流信号，并且根据所述标准参考电压信号和标准参考电流信号检测介质损耗因数和电容量。相对介损及电容量检测仪102根据所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量比较来进行校准。优选地，当相对介损及电容量检测仪102使用时间过长或受到其他影响时，可能会导致灵敏度下降。这种灵敏度的下降会严重影响相对介损及电容量检测仪102的测量结果不准确。如果在实际使用中，测量结果不准确，可能导致对设备绝缘状况的误判，造成不必要的损失。
[0023]优选地，校准系统会预先存储标准的介质损耗因数和电容量。通常地，标准的介质损耗因数和电容量是相对介损及电容量检测仪在接收到标准参考电压信号和标准参考电流信号后，应当检测到的介质损耗因数和电容量的理想值。然而，在实际测量中，相对介损及电容量检测仪通常存在误差。通常地，在合理范围内的误差不会影响测量结果，而在合理范围外的误差会影响测量结果。
[0024]本发明的优选实施方式根据所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量比较来进行校准。通常，当所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量的差值(例如，差值的绝对值)小于阈值时，不需要对相对介损及电容量检测仪102进行校准。而，当所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量的差值(例如，差值的绝对值)大于阈值时，对相对介损及电容量检测仪102进行校准。为了确保校准后的相对介损及电容量检测仪102的测量结果符合要求，通常会对校准后的相对介损及电容量检测仪102重复校准过程，直到所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量的差值小于阈值为止。
[0025]图2为根据本发明实施方式的标准源单元的逻辑结构示意图。如图2所示，标准源单元200包括:信号发生单元201、信号调理单元202、精密电流源单元203-1和203-2以及精密电压源单元204。优选地，检测仪校准装置200用于设置原始激励信号的初始值并且根据所述初始值产生原始激励信号，将原始激励信号转换为基本正弦信号，根据所述基本正弦信号确定标准参考电压信号和标准参考电流信号并且将所述标准参考电压信号和标准参考电流信号发送给相对介损及电容量检测仪。
[0026]优选地，信号发生单元201，使用直接数字式频率合成器并且根据原始激励信号的初始值产生原始激励信号。优选地，信号调理单元202，用于将原始激励信号转换为基本正弦信号。优选地，精密电流源单元203-1和203-2，根据基本正弦信号生成标准参考电流信号。优选地，精密电压源单元，根据基本正弦信号生成标准参考电压信号。
[0027]图3为根据本发明实施方式的标准源单元的电路结构示意图。如图3所示，标准源单元300包括:DDS(直接数字式频率合成器)芯片301、信号调理电路302、信号放大电路303、压控恒流源电路304以及电压源模块电路305。优选地，标准源单元300用于设置原始激励信号的初始值并且根据所述初始值产生原始激励信号，将原始激励信号转换为基本正弦信号，根据所述基本正弦信号确定标准参考电压信号和标准参考电流信号并且将所述标准参考电压信号和标准参考电流信号发送给相对介损及电容量检测仪。
[0028]优选地，DDS(直接数字式频率合成器)芯片201根据原始激励信号的初始值产生原始激励信号。优选地，信号调理电路202，用于将原始激励信号转换为基本正弦信号。优选地，信号放大电路303用于对信号调理电路202输出的信号进行放大。优选地，压控恒流源电路304，根据基本正弦信号生成标准参考电流信号。优选地，电压源模块电路305，根据基本正弦信号生成标准参考电压信号。
[0029]图4为根据本发明实施方式的校准方法的流程图。如图4所示，方法400从步骤401处开始。本发明实施方式的校准方法400计量性能比现有技术中的校准设备大幅提升并且测量结果准确，从而避免可能导致对设备绝缘状况的误判情况。
[0030]优选地，在步骤401，根据原始激励信号的初始值产生原始激励信号。方法400利用上位机设置原始激励信号的初始值。通常地，上位机提供为用户提供接口(例如，触摸屏)，以使得用户可以通过接口来操作上位机。优选地，上位机可以包括显示屏幕以显示原始激励信号的初始值等信息。
[0031]优选地，在根据原始激励信号的初始值产生原始激励信号之前还包括:设置原始激励信号的初始值。
[0032]优选地，在步骤402，将原始激励信号转换为基本正弦信号。优选地，方法400根据初始值产生原始激励信号，将原始激励信号转换为基本正弦信号。
[0033]优选地，在步骤403，根据所述基本正弦信号确定标准参考电压信号和标准参考电流信号。优选地，方法400使用标准源单元根据所述基本正弦信号确定标准参考电压信号和标准参考电流信号。优选地，标准源单元可以将标准参考电压信号和标准参考电流信号提供给相对介损及电容量检测仪。优选地，方法400可以将一路标准参考电压信号和两路标准参考电流信号提供给相对介损及电容量检测仪。
[0034]优选地，在步骤404，根据所述标准参考电压信号和标准参考电流信号检测介质损耗因数和电容量。
[0035]优选地，在步骤405，将所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量进行比较以进行校准。优选地，所述将所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量进行比较以进行校准包括:当所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量的差值小于阈值时，不对相对介损及电容量检测仪进行校准。优选地，所述将所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量进行比较以进行校准包括:当所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量的差值大于阈值时，对相对介损及电容量检测仪进行校准。
[0036]为了确保校准后的相对介损及电容量检测仪的测量结果符合要求，通常会对校准后的相对介损及电容量检测仪重复校准过程，直到所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量的差值小于阈值为止。
[0037]优选地，所述方法400还包括预先存储所述标准的介质损耗因数和电容量。
[0038]已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
[0039]通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
【主权项】
1.一种校准方法，用于对相对介损及电容量检测仪进行校准，所述方法包括: 根据原始激励信号的初始值产生原始激励信号； 将所述原始激励信号转换为基本正弦信号； 根据所述基本正弦信号确定标准参考电压信号和标准参考电流信号； 根据所述标准参考电压信号和标准参考电流信号检测介质损耗因数和电容量；以及 将所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量进行比较以进行校准。2.根据权利要求1所述的校准方法，其中在根据原始激励信号的初始值产生原始激励信号之前还包括:设置原始激励信号的初始值。3.根据权利要求1所述的校准方法，还包括预先存储所述标准的介质损耗因数和电容量。4.根据权利要求1所述的校准方法，所述将所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量进行比较以进行校准包括:当所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量的差值的绝对值小于阈值时，不对相对介损及电容量检测仪进行校准。5.根据权利要求1所述的校准方法，所述将所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量进行比较以进行校准包括:当所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量的差值的绝对值大于阈值时，对相对介损及电容量检测仪进行校准。6.一种校准装置，用于对相对介损及电容量检测仪进行校准，所述校准装置包括: 上位机，用于设置原始激励信号的初始值；以及 标准源单元，用于根据所述初始值产生原始激励信号，将原始激励信号转换为基本正弦信号，根据所述基本正弦信号确定标准参考电压信号和标准参考电流信号，并且将所述标准参考电压信号和标准参考电流信号发送给相对介损及电容量检测仪。7.根据权利要求6所述的校准装置，所述标准源单元包括: 信号发生单元，使用直接数字式频率合成器并且根据原始激励信号的初始值产生原始激励信号； 信号调理单元，用于将原始激励信号转换为基本正弦信号； 精密电流源单元，根据基本正弦信号生成标准参考电流信号；以及 精密电压源单元，根据基本正弦信号生成标准参考电压信号。8.根据权利要求7所述的校准装置，其中对所述精密电流源单元和精密电压源单元进行电气隔离，以减少信号串扰。9.根据权利要求7所述的校准装置，其中所述精密电流源单元为精密恒流源单元，以及所述精密电压源单元为精密恒压源单元。10.一种校准系统，用于对相对介损及电容量检测仪进行校准，所述系统包括: 检测仪校准装置，用于设置原始激励信号的初始值并且根据所述初始值产生原始激励信号，将原始激励信号转换为基本正弦信号，根据所述基本正弦信号确定标准参考电压信号和标准参考电流信号并且将所述标准参考电压信号和标准参考电流信号发送给相对介损及电容量检测仪；以及 相对介损及电容量检测仪，用于接收所述标准参考电压信号和标准参考电流信号，根据所述标准参考电压信号和标准参考电流信号检测介质损耗因数和电容量，将所检测的介质损耗因数和电容量与标准的介质损耗因数和电容量进行比较以进行校准。
【文档编号】G01R35/00GK105974344SQ201610244210
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】刘方明, 张军, 雷民, 卢欣, 陈彬, 王斯琪, 陈习文, 卢冰, 周玮, 汪泉, 付济良, 黄莹, 王旭, 齐聪, 郭子娟, 匡义, 朱赤丹, 余雪芹
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司, 国网天津市电力公司, 国网重庆市电力公司电力科学研究院