[发明专利]一种虚拟介质损耗装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力测试装置及其方法，具体讲涉及一种虚拟介质损耗装置及其检测方法。

背景技术

判断电力系统内电容型设备的绝缘状态是检测介质损耗因数。诸如绝缘受潮、绝缘油污染以及绝缘老化等绝缘性能下降，都会直接导致介质损耗因数增大。检测介质损耗因数的同时可获取反映设备的故障状态的电容量的变化的数据，现有检测介质损耗因数的方法，一般施加10kV试验电压，这不能真实反映设备运行时的绝缘状况，10kV下介质损耗因数检测试验合格的设备运行条件下时有故障发生，不仅如此有的缺陷无法通过10kV下的介质损耗因数的检测来发现。而开展运行电压下的介质损耗因数试验，能准确反映设备的绝缘状况，有效判断高压电气设备是否存在缺陷。在有条件时一般都会进行运行电压下的介质损耗因数试验，比如GB/T1208-2006《电流互感器》和GB/T19749-2005《耦合电容器和电容分压器》中都规定在运行电压下进行介质损耗因数测量。随着变频谐振试验装置的不断完善和小型化，运行电压下介质损耗因数试验逐渐从实验室走向变电站。DL/T393-2010《输变电设备状态检修试验规程》中对套管、互感器和电容器等电气设备进行运行电压下介质损耗因数试验有详细描述。为了对运行电压下介质损耗因数试验进行指导，国家能源局发布了DL/T1154-2012《高压电气设备额定电压下介质损耗因数试验导则》。

现阶段用于对介质损耗测试仪进行检测/校准的标准装置通常是介质损耗因数标准器。介质损耗因数标准器由高压标准电容器串联不同的电阻组成，电容量一般固定为100pF、1nF、5nF、10nF、50nF、100nF、500nF等有限几种。该方法用高压标准电容器和电阻串联，通过改变电阻值获得不同的介质损耗因数。这种方法制作的标准器不足之处在于：高压标准电容器容量较大时，电容量值不稳定，造成介质损耗因数的值也不稳定，电容量量值单一，标准器的额定电压难以提高。由于高压标准电容器的制作工艺，随着电容量的增大，稳定性越来越难以保证。采用电容器串联电阻的方法，制作额定电压10kV、电容量超过10nF的介质损耗因数标准器非常困难，要达到额定电压介质损耗测试仪校准的要求更是难以实现。

综上所述，目前传统的介质损耗因数标准器在工作原理和校准方法上都存在明显的不足，难以达到对介质损耗测试仪进行检测/校准的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种虚拟介质损耗装置及其检测方法，针对传统介质损耗因数标准器的不足，提出并实现了一种新的介质损耗因数标准装置及其检测方法，其核心设计思路在于通过改变输入电压和输出电流的幅值比和相位差来模拟电容型设备的电容量和介质损耗因数。本发明根据介质损耗测试仪的工作原理，模拟不同电容量和介质损耗因数，设计合理，操作便利，溯源方便，利用本发明可以对介质损耗测试仪的主要测量功能即电容量和介质损耗因数进行合理高效的检测/校准工作。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种虚拟介质损耗装置，其改进之处在于，所述装置包括电压比例变换模块、精密移相模块、精密电流放大模块和控制模块；所述电压比例变换模块、精密移相模块和精密电流放大模块依次连接；

所述控制模块分别与精密移相模块和精密电流放大模块相连接。

优选的，所述控制模块包括CPU、通信芯片、DSP、编码解码器和收发器，用于执行操作者的命令，远程对精密移相模块和精密电流放大模块进行控制。

优选的，所述电压比例变换模块包括不同额定电压的0.005级精密电压互感器。

优选的，所述精密移相模块通过改变电阻阻值实现移相，其包括云母电容和高精密电阻。

优选的，所述精密电流放大模块包括VI变换电路和精密电流放大器。

本发明基于另一目的提供的一种虚拟介质损耗检测方法，其改进之处在于，所述方法包括：

（1）将被检介质损耗测试仪高压端输出的高电压信号转为低电压信号；

（2）将转化后电压信号通过移相模块获得所需相位；

（3）将移相模块输出信号通过精密电流放大模块输出按需放大后的电流信号；

（4）将输出电流信号输入被检介质损耗测试仪的测量端；

（5）通过移相模拟不同的介质损耗因数，通过电流放大模拟不同的电容量。

优选的，所述步骤（1）包括被检介质损耗测试仪施加的电压首先进入电压比例变换模块，将高电压信号转为低压信号。

优选的，所述被检介质损耗测试仪包括额定电压为10kV、35kV和110kV的介质损耗测试仪。