电气设备绝缘介质损耗测量方法的研究.pdf

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1、38Oct.2000~IG~VOLTAGEENGINEERINGVOl.26NO.5电气设备绝缘介质损耗测量方法的研究StudyOntheDielectricLOSSMeaSurementOfPOWerEguipment深圳赛格日立彩色显示器件有限公司(深圳518026)吕延锋国家电力公司武汉高压研究所(武汉430074)钟连宏贵州凯里供电局(凯里556000)王建华摘要研究了电气设备绝缘介质损耗的测量方法对单片机测量系统进行了介绍提出了采用双向过零平均鉴相技术的相位差测量法来实现介损的测量并对测量误差进行了

2、分析还对介损测量中的若干问题进行了探讨GAbstractThiSpaperStudieSthemeaSuringmethOdOfdielectriclOSSOfpOWereguipmentitintrOduceSthemeaSuringSyStemWithbuilt-incOntrOllerpreSentSthephaSedifferencemeaSuringmethOdOfbi-directiOnalZerO-crOSSingmeanphaSediScriminatOrOfmeaSuringdielectr

3、iclOSSitanalyZeStheerrOrOfthiSmeaSuringmethOd.MeantimeitdiScuSSeSSOmeprOblemSabOutthe图1两个同频率振荡的相位比较meaSurementOfdielectriclOSS.为提高相位差测量的准确度文[2]提出了双向关键词介质损耗测量研究过零平均鉴相技术G图2中设比较器的失调过零点KeywordsdielectriclOSSmeaSurementStudy中图分类号TM835.4文献标识码A电平为U01和U02正弦信号E1和E2幅

4、值为UPA和UPB分3种情况来讨论U01和U02对上升沿和下降沿0引言过零点鉴相的影响G在介损测量技术中自动平衡电桥发展最快是较有前途的介损测试仪但系统构成比较复杂小型方便程度不够成本较高G单片机的问世和迅猛发展使得介损测量技术又有了新的发展G由于介损的测量属于高电压~微电流~小角度的精密测量测量系统需具有很高的灵敏度和准确度抗干扰能力要强因此选择测量方法更为重要G本文将对此展开研究和讨论Gl相位差测量法若已知试品上的电流和电压夹角就容易求出介损角8(8=90-g)和tan8值G因此tan8的测量问题可以转化

5、为电流和电压之间相位差的测量问题G电流和电压可用下式表示:E1=E01Sin(ct-g01)E2=E02Sin(ct-g02)相位差:Vg=g01-g02如图1所示g01=ct01g02=ct02所以Vg=c(t01-t02)(1)图2过零点漂移的影响式中t为两个同频率振荡信号的初相所对应的01t021)当U01=U02=0时将有gF=gR=g其中初始时间G介损的相位差测量方法是利用比较器的gF为下降沿过零点鉴相的相位差;gR为上升沿过[3]过零比较'原理把相位差转换成时间间隔通过零点鉴相的相位差;g为真实的

6、相位差G计数标准频率的脉冲数来计算出相位差G2)当U0170而U02=0时有:gF=g-arcSin(U01/UPA)2000年10月高电压技术第26卷第5期39SR=S+arcsin(U01/UPA)鉴相的结果取平均值即将SF与SR相加得:可见SFvSRvSOS=(SF+SR)/2(2)当U而U时结果类同O式(2)不包括由于比较器失调和温飘等因素引01=002v03)当U01vU02v0时有:起的误差O双向过零鉴相法的实现原理见图3被测SF=S+arcsin(U02/UPA)-arcsin(U01/UPA)

7、信号EA和EB通过高通滤波器的电容器隔去直流SR=S-arcsin(U02/UPA)+arcsin(U01/UPA)成分经限幅放大和过零比较电路成为方波A,B输同样有S出到异或门则异或门的输出C即是双向过零鉴相FvSRvSO由此可见当比较器失调和温飘时不管是上升的相位脉冲根据式(2)可得:沿还是下降沿的过零鉴相方法都将带来误差O双向SI=(180/T)TcNx(3)过零平均鉴相技术就是对正向过零鉴相和负向过零式中Tc为时标脉冲周期;Nx为在Tx内的计数值O图3双向过零平均鉴相技术的实现有关实际的电网频率波动会

8、带来计算误差一般电2误差分析网的频率在49.5~50.5-z之间波动(AT最大不x介损的相位差测量方法主要包括以下误差:超过1/4周期)因此VS显然这种处理方I=1.8O1)数字化误差式必然会带来较大的误差故有必要同时测出电网相位脉冲数字化采用填充时标脉冲来实现(见的频率和相位脉冲减小频率波动误差O图3)因此时间最大数字误差将是4Tc则:3)谐波影响VSI=(360/T)4Tc(4)三次谐波对tan