DS开始稳定工作，按照控制命令，将信号从频率I到频率N依次输出，设每个频率持续时间为波形的两个周期，第一采集装置和第二采集装置的采样频率可设置为每个DDS输出频率的两倍以上，以满足奈奎斯特采集要求。第一采集装置直接通过本地通信接口到达第一微处理器，而远端的第二采集装置通过光纤或无线方式，到达第一微处理器，第一微处理器对采集的两路信号进行计算，获得每个频率点下的阻抗值，并当DDS信号发生器和采集装置完成整个扫频频率(即频率I到频率N)后，记录和存储阻抗数据和频率数据，然后将该数据汇总传输到本地电脑或远端电脑。
[0035]如图2所示，频率较低时阻抗频率特性不规则，无周期性；而频率较高时频率具备典型的周期性，根据电缆和变压器的特征，前者低频段为变压器的主要特性，后者高频段为电缆的主要特性。根据该阻抗频谱的分析可以得到电缆和变压器的相互振荡效应。分析电缆和变压器的交互谐振是否存在，可以通过相位进行分析，即第一采集装置和第二采集装置的信号同相位时，即可认为电缆与变压器产生了谐振。在该谐振的对应频率下，去阻抗频谱曲线上寻找阻抗的数值，如阻抗数值出现峰值点，则为高阻振荡，如出现谷值点，则为低阻振荡。
[0036]本实施例中，所述DDS信号源的频率范围为0.1Ηζ~500ΜΗζ。功率放大器最大功率为200W。通信接口:光纤模式，自带光电、电光转换头；无线模式:带无线MODEM，可配置3G、4G移动数据卡。所述第一采集装置和第二采集装置的最高采样频率为1GHz。所述限流电阻的阻值范围为0.5-200 Ω，最大功率200W。
[0037]接线模式:
[0038]第一耦合变压器和第二耦合变压器端接电缆的中心导体(去掉护套屏蔽层)，去掉护套屏蔽层的位置一般在电缆首端或末端与供配电铜排相连处。
[0039]第一親合变压器和第二親合变压器的最高耐受电压为220kV。
[0040]第一耦合变压器工作在升压模式，第二耦合变压器、第三耦合变压器工作在降压模式。
[0041]第一耦合变压器可为升压变压器，也可为升压模式的穿心式变压器。
[0042]第一耦合变压器采用穿心式变压器设计时，被测电缆的导体直接穿过第一耦合变压器的空心部分。单独的升压模式时，第一耦合变压器的输出直接与被测电缆的导体并联。
[0043]第一采集装置除了采集第一耦合变压器输出的电压信号(通过第二耦合变压器降压获得)外，还具备一路采集通道采集第一耦合变压器的输出电流。采集第一耦合变压器的输出电流可以通过。
[0044]第三耦合变压器连接的是被测变压器的低压侧，与之呈并联关系。
[0045]所述的第一采集装置和第二采集装置均包括一个前置的50Hz陷波器，陷波器带宽为45~65Hz。用于过滤系统工作的50Hz或60Hz频率信号，从而起到抗干扰作用。
[0046]DDS信号源处于不工作状态，当线路进行切换时，如变压器有载分接开关进行调整时，或线路断路器切断或闭合时，线路会产生冲击脉冲，该脉冲会通过入线电缆传入变压器，或者从变压器传到出线电缆，针对该两种情况，都可以利用操作产生的过电压信号替代DDS信号源的输出，实现阻抗频谱的测试。
[0047]第一采集装置和第二采集装置受GPS定时后，处于最高采样率状态，采集模式设置为触发模式，即信号门限达到某个数值后才启动采集，如设置为200mV，即200mV以下信号时采集装置不工作，该信号是第二耦合变压器和第三耦合变压器降压后的电压值。当操作过电压通过并满足采集触发门限时，第一采集装置和第二采集装置开始同步工作，获得电缆端和变压器端的电压值，以及回路电流值，然后通过傅里叶变换，小波变换或其他频谱变换法获得不同频率点下的电压值和电流值，然后据此计算出阻抗频率响应曲线和相位频率特性曲线，相位频率特性曲线上对应的零值频率坐标即为谐振频率，可以认为如果在该频率值给系统注入测试信号，则输入信号和输出信号同相位。
[0048]该监测系统不仅可用于检测变压器及电缆系统的传输等效阻抗频率响应，还可用于监测系统冲击电压的波形，以及冲击电压波形流经变压器和电缆回路后产生的畸变特征，为输配电线路遭受冲击的次数及外部雷电冲击电压诱发的二次高压的影响、研宄过电压抑制技术等提供监测、验证与统计手段。为使得在线监测系统安全可靠，在采集装置前端的陷波器入口处接有避雷器，防止过电压冲击造成采集装置损坏。需要说明的是，由于操作冲击过电压和负载开关切换时产生的波形也类似于雷击脉冲，因此要求避雷器的参数有一定门限，只有在较高雷电冲击电压作用下，才会对测试系统进行保护。
[0049]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.电缆及变压器联合回路振荡在线监测系统，其特征在于:它包括本地电脑、远端电脑、第一微处理器、DDS信号源、第一耦合变压器、第二耦合变压器、电缆及变压器回路、第三耦合变压器、第一采集装置、第二微处理器及第二采集装置； 本地电脑通过第一通信接口与第一微处理器连接，远端电脑通过通信媒介与第一通信接口连接；第一微处理器依次通过DDS信号源、功率放大器、限流电阻和第一耦合变压器与电缆及变压器回路的输入端相连接，第一耦合变压器的输出端还与第二耦合变压器相连，第二耦合变压器的输出端通过第一采集装置与第一微处理器连接，功率放大器的输出端还与第一采集装置连接；电缆及变压器回路的输出端与第三耦合变压器连接，第三耦合变压器的输出端通过第二采集装置与第二微处理器连接，第二微处理器依次通过第二通信接口和通信媒介与第一微处理器相连。
2.根据权利要求1所述的电缆及变压器联合回路振荡在线监测系统，其特征在于:还包括第一 GPS模块和第二 GPS模块，第一 GPS模块与第一通信接口连接，第二 GPS模块与第二微处理器连接。
3.根据权利要求1所述的电缆及变压器联合回路振荡在线监测系统，其特征在于:还包括第一避雷器和第二避雷器，第一避雷器与第二耦合变压器的输出端连接，第二避雷器与第三耦合变压器的输出端连接。
4.根据权利要求1所述的电缆及变压器联合回路振荡在线监测系统，其特征在于:所述的通信媒介包括光纤或无线通信网络。
5.根据权利要求1所述的电缆及变压器联合回路振荡在线监测系统，其特征在于:所述的第一采集装置和第二采集装置均包括一个前置的50Hz陷波器，陷波器带宽为45~65Hzo
6.根据权利要求1所述的电缆及变压器联合回路振荡在线监测系统，其特征在于:所述DDS信号源的频率范围为0.1Ηζ~500ΜΗζο
7.根据权利要求1所述的电缆及变压器联合回路振荡在线监测系统，其特征在于:所述功率放大器最大功率为200W。
8.根据权利要求1所述的电缆及变压器联合回路振荡在线监测系统，其特征在于:所述限流电阻的阻值范围为0.5~200Ω，最大功率200W。
9.根据权利要求1所述的电缆及变压器联合回路振荡在线监测系统，其特征在于:所述第一采集装置和第二采集装置的最高采样频率为IGHz。
【专利摘要】本实用新型公开了一种电缆及变压器联合回路振荡在线监测系统，第一微处理器依次通过DDS信号源、功率放大器、限流电阻和第一耦合变压器与电缆及变压器回路输入端相连接，第一耦合变压器输出端还与第二耦合变压器相连，第二耦合变压器的输出端通过第一采集装置与第一微处理器连接；电缆及变压器回路的输出端与第三耦合变压器连接，第三耦合变压器的输出端通过第二采集装置与第二微处理器连接。所述的第一采集装置和第二采集装置均包括一个前置的50Hz陷波器，陷波器带宽为45~65Hz。本实用新型可提高整个线路的电缆及变压器优化配置，从而提高电力系统，尤其是城区供配电系统的安全可靠性。陷波器可以过滤系统工作的50Hz或60Hz频率信号，从而起到了抗干扰作用。
【IPC分类】G01R31-08, G01R31-00
【公开号】CN204347164
【申请号】CN201520027124
【发明人】张建, 尹娟, 王天兵, 王苏
【申请人】成都高斯电子技术有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月14日