WYDC2型电容电感综合测试仪用户手册.doc

WYDC-2型电容电感综合测试仪用户手册一、概述随着电网规模正在飞速发展，电容器设备数量急剧增加，正常的年度检修及故障状况下测试工作量非常大，近年来无功补偿设备运行状况统计分析也表明电容器组因电容量偏差导致电容器组故障情况频繁发生，并且多次发生因电容器电容量偏差检测不及时导致故障扩大，甚至引起电网事故，根据国网公司高压并联电容器装置运行规范等有关文件的要求，在发生不明原因跳闸后必须逐台测试电容器的电容量，传统方法效率低、时间长，这对保证无功补偿设备的正常运行明显不利，传统试验方法均需要拆除引接线，经常拆卸会对电容器套管、引线及外熔丝造成损伤，增加了发生故障的几率，而且目前国内大量使用的电容器，其内部元件之间的连接大多为先并联后串联，即所谓的“先并后串”，少数为无熔丝电容器内部元件之间的连接为“先串后并”， 各种结构如图1所示。图1 电容器内部结构示意图从图1可以看出，不管电容器元件是“先并后串”还是“先串后并”，大多要在电容器单元内部并联放电电阻，当电容器从电源脱开后将电容器端子间的电压在规定的时间内降到规定值，由于放电电阻的存在，电容器单元的阻抗不但有容性分量，而且有阻性分量，由于电容器阻性分量的存在，使得传统的电容器电容量测试方法误差较大，因此，简单、高效的测试技术及装置急需引进和推广。痛过对传统测量方法分析，传统方法都存在测量精度不够，耗时大等问题，而且拆除引接线极易损坏电容器，尤其是损坏电容器套管和外熔断器弹簧，而不拆引线测试电容量方法能解决在不拆引线情况下测试电容器电容量的问题，提高了试验效率，降低了试验时电容器套管、引线、外熔断器损伤的几率，其原理在技术是可行的，而且现场测量接线简单，具有可操作性，因此，不拆引线测量电容器电容量的技术及装置有很好的应用和推广。二、技术沿革1、传统测量手段目前，针对无功补偿用高压并联电容器电容量测量主要采用数字电容表、数字LCR电桥和电压电流法测量三种方法。数字电容表的测量原理是通过内置电池作为电源，来测量电容的充放电时间来得出电容的电容值，其电容值是在直流情况下测得，电容的阻抗与频率是有很大关系的，在直流情况下只能粗略的测出电容值的大小，而且测量的电容值容易受电池电量的影响，其测量精度远远达不到要求。采用数字LCR电桥测量方法时，为了增加电流信号，外加测量信号频率为几千赫兹，与电容器实际工作频率50Hz相差甚远，测量误差极大，另外，由于电容的残余电荷作用，使仪器经常损坏。利用电压电流法时，测量信号频率为50Hz，但需人工读数和计算，而且无法区分电容器的阻性和容性分量，设备笨重、接线繁琐，效率极低。另外上述现场测量方法均要求拆除电容器连接线，不仅工作量、劳动强度大，而且极易损坏电容器，尤其是损坏电容器套管和外熔断器弹簧。2、 我国电容器电容量测试技术现状通过统计，目前我国针对高压并联电容器电容量测量基本上是采用数字电容表，其测量精度远远达不到要求，而且测量时均要求拆除电容器连接线，不仅工作量、劳动强度大，而且极易损坏电容器，尤其是损坏电容器套管和外熔断器弹簧，大大增加了电容器运行的不安全性，因此，不拆引线测试这种简洁、高效的测试技术方法及装置急需引进和推广，运用于年度检修及故障的判断。三、不拆引线测试技术原理与方法目前针对不拆引线测量电容器电容量的技术原理如图2所示，当进行电容器电容值测量时，合上测试开关K，测试电压施加在被试电容器Cx上，电流Ix通过电流传感器的二次转换成相应电压，经过放大滤波，将信号送到专用测试仪器的信号处理系统进行数字滤波、A/D转换等处理，得到被试电容器的电容值和损耗。图2 不拆引线电容测试技术原理试验时，通过钳型电流互感器检测出每一支并联电容器或测量整组电容器电容量电流和损耗，高性能微处理器采集电压电流信号，并进行硬件滤波、数字滤波等处理，计算出每一支电容器或整组电容器电容量Cx电流Ix和损tg耗，并与历史数据进行比较，判断电容器容量变化情况，测量出电容器内部元件的损坏情况。传统的预防性试验在试验前要对电气设备的高压一次引接线进行拆除，停电时间较长，而且拆装引接线需要耗费大量的人力和登高机械设备，另外拆装引接线对人身和设备安全也是巨大隐患，因此，不拆一次引接线进行电气设备预防性试验方法具有重要的理论和实际应用价值。设备电流信号和电压信号经过隔离后输入仪器测量系统，两通道的输入信号经过高速同步A/D转换，采用基于CPLD控制的FIFO数据存储结构存储同步转换序列，采用基于FPGA器件构建的可编程数字滤波器进行数字滤波，最大限度地还原真实信号，以消除电网高次谐波对被测信号的干扰。四、仪器特点电流取样信号和电压信号经过隔离后输入仪器，安全可靠；采用大屏液晶全中文显示，菜单操作；自备微型打印机，以检测报表的形式打印被测设备的特性参数；硬件采用先进的高速同步A/D+CPLD+FPGA结构，采用基于CPLD控制的FIFO数据存储结构存储同步A/D转换序列；每周波采样1024点，清晰显示电流及电压波形相位关系的细节；兼容电容器和电感器特性参数的测试，仪器自动区分容性或感性电路并计算电容量或电感量。五、检测精度及技术指标参数 分辨率 精度 量程1、相位角 0.01 0.03 01802、系统电压 0.001V 0.5%读数 0999kV 3、系统电流 0.001A 0.5%读数 0999A4、电容量 1pF 0.5%读数 0.19999uF 5、电感量 1uH 0.5%读数 0.19999uH 6、视在功耗 0.001VA 0.5%读数 0999kVA7、有功功耗 0.001W 5%读数 0999kW8、无功功耗 0.001var 0.5%读数 0999kvar9、系统周波 0.01Hz 0.01Hz 4555Hz六、面板按键及接插件说明 1、光标上移键上移光标；2、光标下移键下移光标；3、切换键切换参数；4、确认键执行选定的功能；5、复位键仪器复位用。仪器面板上设有2个信号输入插件，分别用于电流取样信号的输入和电压信号的输入。七、使用方法及操作步骤测量前将电源线以及接地线连接并正确连接电流和电压输入信号。仪器通电后，首先内部自检，随后出现以下提示：待机状态下按确认键进入主菜单操作界面如下所示： 使用键选中相关选项，此时该选项反白显示，然后按下确认键进入该项操作，以下对每一功能选项的操作分别加以说明：1、设置电流变换比使用键选中“设置电流变换比”选项，按下确认键进入电压等级选择的操作状态，如下所示： 使用键改变光标指向，使用切换键切换参数, 电流变换比在19999之间切换,默认值为1(直接从一次侧取样),按确认键返回主菜单操作界面。1、设置电压变换比使用键选中“电压变换比”选项，按下确认键进入设置电压变换比的操作状态，如下所示： 使用键改变光标指向，使用切换键切换参数, 电压变换比在19999之间切换,默认值为1(直接从一次侧取样),按确认键返回主菜单操作界面。3、开始检测使用键选中“开始检测”选项，按下确认键后仪器开始检测，一次检测过程约8秒，仪器在检测信号的同时弹出检测过程提示的窗口，如下所示： 检测过程结束后自动弹出数据显示窗口，显示当前的检测数据，如下所示： 在数据显示窗口下按确认键返回主菜单操作界面。4、显示当前数据使用键选中“显示数据”选项，按下确认键后仪器切换至数据显示窗口并显示当前的检测数据，按确认键返回主菜单操作界面。 5、显示波形图使用键选中“显示波形图”选项，按下确认键后仪器显示电流及电压的波形和相位关系，如下所示：在波形显示窗口下按确认键返回主菜单操作界面。6、打印当前数据如需打印输出当前的检测数据，使用键选中“打印当前数据”选项，按下确认键后打印机打印输出当前的检测数据。八、注意事项1、仪器在每次使用前请将外壳可靠接地；2、仪器在使用时，电流钳的一次测信号同名端（电流钳上的同名测标记）和N点保持一致；3 、注意电压信号输入线的公