局部放電測試技術(shù)

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1、局部放電測試技術(shù)學(xué)院（系）：電氣工程學(xué)院班級：1113班學(xué)生姓名：高玲學(xué)號：21113043大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology-6-一.問題的提出局部放電檢測是檢驗電力設(shè)備絕緣性能的主要方法。過去要檢驗設(shè)備是否發(fā)生局部放電，大多采用停機放電試驗的方法。這種方法不僅對設(shè)備性能有一定程度的破壞，而且會影響經(jīng)濟效益。更主要的是停機檢測不可能經(jīng)常進行，時間跨度比較大，不能保證及時發(fā)出局部放電警報，嚴重的情況下會使電力設(shè)備報廢，給企業(yè)和國家造成巨大的損失。局部放電在線監(jiān)測可以克服停機檢測對兩次檢測期間發(fā)生的局部放電無能為力的缺點，能在局部放

2、電發(fā)展的初期做出及時的預(yù)報。從經(jīng)濟效益上看，在線檢測避免了停機造成的損失，節(jié)省了放電試驗的人力物力費用。但是，由于局部放電在線檢測室在設(shè)備運行時進行的，不可避免的要引入各種干擾，從而使得信噪比極低。如何從強大的噪聲中提起放電信號，是局部放電在線檢測所面臨的技術(shù)難題。國內(nèi)外就此提出了許多方法，大多數(shù)都是基于傅里葉分析的模擬濾波方法。但是傅里葉分析不具有時頻分辨能力，不能提取突變信號。這是傅里葉分析本身所固有的局限性，即便是采用時域加窗和自適應(yīng)濾波方法，也很難有效地檢測處放電脈沖。近年來，數(shù)字信號處理理論的發(fā)展為各種強有力的信號處理手段提供了理論基礎(chǔ)，而微處理器的發(fā)展

3、又使得實時實現(xiàn)各種復(fù)雜算法成為可能。借助于這些信號處理手段，就可以根據(jù)放電信號的特征，把信號從干擾中提取出來。二.局部放電在線檢測系統(tǒng)如圖1所示，局部放電在線檢測系統(tǒng)整個可以分成三大部分：圖1局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)框圖-6-1）設(shè)備現(xiàn)場。該部分由系統(tǒng)前段的電流傳感器和模擬信號處理部分（包括信號的前置放大和高通濾波）組成。獲得的信號通過電纜送給工控機。這部分的工作環(huán)境最為惡劣，不適合工控機和服務(wù)器的運行。2）控制室。控制室中的環(huán)境要好于設(shè)備現(xiàn)場，工控機就位于其中。工控機中的數(shù)據(jù)采集卡把由電纜傳輸過來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換結(jié)果交給工控機。工控機對數(shù)字信號作相應(yīng)的

4、處理，包括去噪聲，提取信號特征等。最后，工控機將處理后的結(jié)果通過光纜傳輸給服務(wù)器。3）主機房。服務(wù)器位于主機房中，工控機與服務(wù)器之間的通訊是數(shù)字信號，抗干擾能力強，因此主機房可以遠離設(shè)備現(xiàn)場和控制室。服務(wù)器主要的工作時對工控機傳過來的數(shù)據(jù)進一步的處理，判斷放電信號是否發(fā)生和放電信號的特征，并提交專家系統(tǒng)。服務(wù)器還負責(zé)對存放放電信號處理結(jié)果的數(shù)據(jù)庫進行維護和管理。三.信號處理1.電流傳感器在線檢測是在設(shè)備運行條件下進行的，因此檢測元件不能接入被設(shè)備的回路中，而只能采取電磁耦合或電壓耦合的方式。傳感器的設(shè)計是在線監(jiān)測系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分，其性能的好壞決定了整個

5、在線監(jiān)測系統(tǒng)的性能優(yōu)劣。之所以選擇中性線測量，是因為：①相對于地這一點，中性線處于低電位上，而且發(fā)電機中產(chǎn)生的電弧的射頻電流都流過中性線；②CT可以夾在發(fā)電機組合中心線接地變壓器之間的中性線上合適的不屏蔽的部分，不需要改變幾組的接線方式，安裝方便可靠。2.信號的放大和濾波由于通過傳感器檢測到的放電脈沖信號非常微弱（10μV~10000μV），故在設(shè)計交流放大器時主要考慮的性能指標是信噪比，以免噪聲信號淹沒了需要檢測的放電信號。各種干擾信號中，強度最大的無疑是50Hz的工頻信號及其諧波分量。但因為放電信號是有效帶寬可達200MHz的脈沖序列，所以可以對信號先進行高通

6、濾波，比如把高通濾波的截止頻率選為100kHz，在這段頻帶中，工頻信號的諧波分量就已經(jīng)很小了。這樣，信號中的干擾就只剩下高頻段的干擾信號。主要包括：1）通訊設(shè)備產(chǎn)生的調(diào)制波干擾。2）晶閘管整流設(shè)備產(chǎn)生的干擾，通過輸電線串入。3）大型電閘開合時產(chǎn)生的瞬間干擾。4）引線接觸不良產(chǎn)生的毛刺干擾。3.信號量化經(jīng)過放大和濾波的模擬信號通過電纜送電控制室，由工控機中的一張高速數(shù)據(jù)采集卡進行A/D量化。因為放電脈沖式寬頻帶的，只有采用很高的采樣率，才能盡可能多的保留脈沖信號。而且干擾信號的總體趨勢是頻率越高幅度越低，所以提高采樣頻率也能再一定程度上提高信噪比。4.數(shù)字信號處理由

7、于設(shè)備現(xiàn)場環(huán)境相當惡劣，在現(xiàn)場監(jiān)測中會引入許多干擾，干擾幅值可能是局放信號的許多倍，且局放信號和干擾信號在頻域上經(jīng)常重疊，因此降噪技術(shù)是局放在線監(jiān)測的關(guān)鍵。通常將多種常用的抑制干擾的數(shù)字信號處理算法用于處理采集的信號，然后提取多種特征值以判別設(shè)備的局放情況。系統(tǒng)中的算法采用-6-模塊化結(jié)構(gòu),各處理模塊可以根據(jù)現(xiàn)場情況靈活配置和重組。系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的流程如圖2所示。圖2數(shù)字信號處理構(gòu)架圖①FIR濾波器用脈沖電流法對發(fā)電機進行局部放電在線監(jiān)測時，因中性點一般都通過消弧線圈或高阻接地,故中性點電流中含有大量的工頻信號及其高次諧波。圖3局放信號頻譜的低頻部分，圖中Vi為接收

8、到的電壓信