[实用新型]多通道泄露电流相位差检测设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电流相位差检测装置，特别是涉及一种多通道泄露电流相位差检测设备。

背景技术

电力电容器是电力系统中重要的功率补偿设备，电力电容器的稳定性和可靠性直接影响电力系统的安全和稳定。因此，常常需要对电力电容器的运行状态进行实时在线监测。评估电力电容器运行状态的重要参数为介质损耗因数tan(δ)，该参数可以通过电流传感器监测电力电容器的泄露电流与参考源的相位差得到。目前对泄露电流相位差监测存在如下问题：1）相位差检测精度低，传统的相位差检测设备采用简单的谐波分析方法计算精度低；2）相位差测试结果随着工作温度漂移大，传统的相位差检测设备利用阻容器件设计滤波器，器件参数值随温度变化而变化，导致滤波器参数变化，从而引起相位差计算结果的偏差；3）计算时间长，实时性不高。在电力系统中，电容器的介损角是一个很小的数值，一般介于0.001～0.02rad之间，在实际的测量过程中，由于电力线上复杂的噪音和干扰，难以得到精确的计算结果。因此，如何准确测量电力电容器的介质损耗因数，是电力系统中的一个难题。

发明内容

本实用新型针对现有技术不足，提出一种快速、精确的电流相位差检测设备，为准确测量电力电容器的介质损耗因数奠定了基础。

本实用新型所采用的技术方案：

一种多通道泄露电流相位差检测设备，包括前端信号调理电路、AD采集电路和DSP处理器，参考信号以及采集的多路泄漏电流信号经过精密电阻转换为电压信号输入到前端信号调理电路，前端信号调理电路对信号进行降噪、滤波处理后传送到AD采集电路，对AD采集电路输出的采样信号利用数字滤波技术进行FFT、IFFT、滤波处理，AD采集电路输出采样信号发送到数字滤波器FPGA，数字滤波器FPGA将进行处理后的数据传送到DSP处理器，通过DSP处理器进行相位差计算并输出。

所述的多通道泄露电流相位差检测设备，前端信号调理电路用于对信号进行增益调整和简单滤波，采用三级调理电路，参考通路第一级调理电路采用集成运算放大器实现固定增益的放大，泄漏电流的第一级通路采用可调增益模式的集成运算放大器，通过多通路模拟开关MAX308ESE调整一级信号电压输出在合适幅度，MAX308ESE的模拟开关通路选择控制端CS_A10、CS_A11、CS_A12受控连接DSP处理器，第一级调理电路输出信号级联至第二级调理电路，第二级调理电路设计为Sallen-Key低通滤波器，第三级调理电路采样加法器将信号直流电平调整到2.5V，使得信号满足AD的采样范围，并且将信号的调理与AD采集隔离，以防止输入阻抗变化对信号的影响。

所述的多通道泄露电流相位差检测设备，AD采样电路采用AD转换芯片AD8365，DSP处理器采样控制芯片TMS320F28335，数字滤波器FPGA进行处理后的数据传送到TMS320F28335，控制芯片TMS320F28335对前端调理电路的增益系数进行调节，并利用片上定时器输出，作为采样时钟输出给AD8365，进行启动采样和停止采样；FPGA运算、处理的启动停止控制功能由TMS320F28335完成。

所述的多通道泄露电流相位差检测设备，含有相位差补偿电路，采用温度传感器获取工作温度，利用已测的温度与相位差的标定数值，对不同温度下的相位差计算结果进行修正，温度传感器采用型号为TMP121的数字温度传感器，TMP121通过SPI总线接口与TMS320F28335连接，实现对工作温度的采集，并进行相位差补偿。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型多通道的泄漏电流相位差检测设备，结构简单、计算速度快、实时性高，精确实现了对介质损耗进行实时在线监测。有利于电力系统的安全和稳定运行。

2、本实用新型多通道的泄漏电流相位差检测设备，利用片上温度传感器实时监测系统的工作温度，采用温度补偿方法，利用预设标定值进行相位差补偿，能够对相位差的温度偏移进行有效抑制和补偿，受工作环境影响小，适于实际的电力环境，应用广泛。 

附图说明

图1：本实用新型多通道的泄漏电流相位差检测设备系统组成结构图；

图2：参考通道第一级调理电路；

图3：泄流电流通道第一级调理电路；

图4：第二级调理电路；

图5：第三级调理电路；

图6：AD8365电路图；

图7：数字滤波器FPGA原理图；

图8：TMS320F28335电路图；

图9：温度传感器电路图.