專利名稱：變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)電力變壓器在正常工作條件下局部放電的一種監(jiān)測(cè)方法，以及實(shí)施 該監(jiān)測(cè)方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
局部放電是電力變壓器絕緣結(jié)構(gòu)中局部區(qū)域內(nèi)的放電現(xiàn)象，這種放電只是絕緣在 局部范圍內(nèi)被擊穿，而導(dǎo)體間絕緣并未發(fā)生貫穿性擊穿。但如果局部放電長(zhǎng)期存在，將會(huì)造 成變壓器絕緣的破壞。所以為了保證變壓器在運(yùn)行中的可靠性，通常需要盡量避免絕緣介 質(zhì)中局部放電的發(fā)生，或只允許有輕微的局部放電。因此，在電力變壓器運(yùn)行中，需要進(jìn)行 局部放電監(jiān)測(cè)，以保證絕緣質(zhì)量。局部放電在線監(jiān)測(cè)是在電力變壓器運(yùn)行狀態(tài)下，利用監(jiān)測(cè)裝置連續(xù)或定時(shí)地自動(dòng) 測(cè)量電力變壓器內(nèi)部可能發(fā)生的局部放電。通常監(jiān)測(cè)系統(tǒng)固定安裝在現(xiàn)場(chǎng)，長(zhǎng)期在線運(yùn)行， 無(wú)需人為參與，自動(dòng)完成檢測(cè)、存儲(chǔ)、通訊和診斷等功能。伴隨著電力變壓器絕緣中局部放電的產(chǎn)生，放電電荷的轉(zhuǎn)移將在放電回路中形成 脈沖信號(hào)，并產(chǎn)生寬頻電磁輻射信號(hào)，因此可通過(guò)測(cè)量電力變壓器的外電路中所流過(guò)的脈 沖電流和空間電磁輻射來(lái)檢測(cè)放電信號(hào)。脈沖電流法是一種常規(guī)的局部放電檢測(cè)方法，具 有可定量測(cè)量視在放電量的優(yōu)點(diǎn)，但在電力現(xiàn)場(chǎng)存在嚴(yán)重的電磁干擾問(wèn)題，影響測(cè)試靈敏 度。而局部放電特高頻電磁輻射信號(hào)傳感具有靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，但在安裝時(shí)需從放油閥置 入，因放油閥孔徑原因，導(dǎo)致測(cè)量效果不理想，同時(shí)測(cè)量位置受到極大限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種安裝方便、抗干擾能力強(qiáng)的變 壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，以及提供一種實(shí)現(xiàn)這種方法的設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明的變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟(1)在電力變壓器鐵心、外殼或夾件的接地線上設(shè)置高頻電流互感器和特高頻傳 感器，用于分別耦合流經(jīng)接地線的信號(hào)；(2)將所述高頻電流互感器和所述特高頻傳感器的輸出信號(hào)輸入到監(jiān)測(cè)裝置，兩 個(gè)輸出信號(hào)在監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)先分別進(jìn)行檢波處理，再分別經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后保留幅值和相位信 息，然后進(jìn)行對(duì)比，若兩個(gè)輸出信號(hào)同時(shí)存在超過(guò)設(shè)定閾值的信號(hào)，則判定該信號(hào)為局部放 電信號(hào)予以保留，反之則判定該信號(hào)為干擾信號(hào)予以消除；(3)根據(jù)上述分析結(jié)果在監(jiān)測(cè)裝置中形成監(jiān)測(cè)信號(hào)以便用來(lái)監(jiān)測(cè)變壓器的局部放 H1^ ο作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述高頻傳感器的頻帶為IOOkHz 10MHz，所 述特高頻傳感器的頻帶為300MHz IGHz。本發(fā)明的變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括安裝在電力變壓器鐵心、外殼或夾件的接地線上的高頻電流互感器和特高頻傳感器，以及與所述高頻電流互感器和所述特高 頻傳感器的信號(hào)輸出端相連的監(jiān)測(cè)裝置，所述監(jiān)測(cè)裝置包括檢波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和信號(hào)分 析器，所述檢波器用于對(duì)所述高頻電流互感器和所述特高頻傳感器的輸出信號(hào)分別進(jìn)行檢 波處理，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于對(duì)檢波處理后的輸出信號(hào)分別進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并保留幅值和相 位信息，所述信號(hào)分析器用于對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理后的兩個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，若兩個(gè)輸出 信號(hào)同時(shí)存在超過(guò)設(shè)定閾值的信號(hào)，則判定該信號(hào)為局部放電信號(hào)予以保留，反之則判定 該信號(hào)為干擾信號(hào)予以消除；所述監(jiān)測(cè)裝置根據(jù)所述信號(hào)分析器形成監(jiān)測(cè)信號(hào)以便用來(lái)監(jiān) 測(cè)變壓器的局部放電。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述高頻傳感器的頻帶為IOOkHz 10MHz，所 述特高頻傳感器的頻帶為300MHz IGHz。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是將高頻電流互感器和特高頻傳感器裝設(shè)在鐵 心、外殼或夾件的鐵心接地線上進(jìn)行放電監(jiān)測(cè)，不改變電力變壓器的結(jié)構(gòu)，安裝方便；而且， 監(jiān)測(cè)靈敏度高，抗電磁干擾能力強(qiáng)。


圖1是電力變壓器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行局部放電監(jiān)測(cè)的示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例監(jiān)測(cè)裝置的功能結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例干擾抑制的示意圖，圖4(a)為檢波處理后的輸出信號(hào)，圖 4(b)為干擾消除后的監(jiān)測(cè)信號(hào)。附圖標(biāo)記說(shuō)明11-鐵心、12-線圈繞組、13-繞組中的局部放電源、14-變壓器外殼、15-繞組出線 套管、16-鐵心接地線出線套管、17-鐵心接地線、18-特高頻傳感器、19-高頻電流互感器、 20-監(jiān)測(cè)裝置、201-檢波器、202-模數(shù)轉(zhuǎn)換器、203-信號(hào)分析器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明圖1為電力變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中11為鐵心，12為線圈繞組，13為繞組中 的局部放電源，14為變壓器外殼，15為繞組出線套管，16為鐵心接地線出線套管，17為鐵心 接地線。鐵心接地線17通過(guò)鐵心接地線出線套管16引出到變壓器體外，然后在體外接地。 當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)局部放電時(shí)，局部放電信號(hào)耦合到鐵心接地線17上。圖2所示是本發(fā)明局部放電監(jiān)測(cè)的示意圖，圖中14為變壓器外殼，16為鐵心接地 線出線套管，17為鐵心接地線，18為特高頻傳感器，19為高頻電流互感器，20為監(jiān)測(cè)裝置。 電力變壓器內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的高頻脈沖信號(hào)和特高頻電磁輻射信號(hào)耦合到變壓器鐵心 11上，再經(jīng)鐵心接地線17從變壓器內(nèi)部傳播到變壓器外部。對(duì)于局部放電產(chǎn)生的高頻信號(hào) 和特高頻信號(hào)，鐵心接地線17可視為一根傳輸線，在變壓器殼體外的鐵心接地線17上選擇 兩個(gè)測(cè)點(diǎn)，一點(diǎn)位于鐵心接地線套管16的出線端，在該位置裝設(shè)特高頻傳感器18，另一點(diǎn) 裝設(shè)高頻電流互感器19，特高頻傳感器18和高頻電流互感器19分別測(cè)量測(cè)點(diǎn)處的局部放 電耦合信號(hào)。特高頻傳感器18和高頻電流互感器19的信號(hào)輸出端與監(jiān)測(cè)裝置20的信號(hào)輸入端相連。監(jiān)測(cè)裝置20的功能結(jié)構(gòu)如圖3所示，其中201為檢波器，202為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，203 為信號(hào)分析器。監(jiān)測(cè)裝置20對(duì)從特高頻傳感器18和高頻電流互感器19輸出的輸出信號(hào) 進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)，特高頻傳感器18和高頻電流互感器19的輸出信號(hào)先分別經(jīng)檢波器201進(jìn) 行檢波處理，檢波時(shí)間常數(shù)小于20S。再分別經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器203進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理并保留幅 值和相位信息。變壓器內(nèi)部產(chǎn)生的局部放電會(huì)在鐵心接地線17上同時(shí)感應(yīng)出高頻信號(hào)和 特高頻信號(hào)；而外部各類干擾源由于耦合途徑的限制，只能在高頻電流互感器或特高頻傳 感器的單一信號(hào)通道產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)。信號(hào)分析器203通過(guò)對(duì)比經(jīng)檢波和模數(shù)轉(zhuǎn)換后的輸出 信號(hào)，如圖4(a)所示。在20S時(shí)窗范圍內(nèi)，如果兩者同時(shí)存在超過(guò)設(shè)定閾值的信號(hào)，則認(rèn)定 該信號(hào)為局部放電信號(hào)予以保留；如果僅在一個(gè)監(jiān)測(cè)通道存在超過(guò)設(shè)定閾值的檢波信號(hào)， 則認(rèn)定該信號(hào)為干擾信號(hào)予以消除。由此即可得到最終的變壓器局部放電監(jiān)測(cè)信號(hào)，如圖 4(b)所示。閾值為基礎(chǔ)噪聲值的50 100%，基礎(chǔ)噪聲值是指未出現(xiàn)放電情況下的背景噪 聲值。以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍；在不違反本發(fā) 明構(gòu)思的基礎(chǔ)上所作的任何替換與改進(jìn)，均屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于包括如下步驟(1)在電力變壓器鐵心、外殼或夾件的接地線上設(shè)置高頻電流互感器和特高頻傳感器，用于分別耦合流經(jīng)接地線的信號(hào)；(2)將所述高頻電流互感器和所述特高頻傳感器的輸出信號(hào)輸入到監(jiān)測(cè)裝置，兩個(gè)輸出信號(hào)在監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)先分別進(jìn)行檢波處理，再分別經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換并保留幅值和相位信息，然后進(jìn)行對(duì)比，若兩個(gè)輸出信號(hào)同時(shí)存在超過(guò)設(shè)定閾值的信號(hào)，則判定該信號(hào)為局部放電信號(hào)予以保留，反之則判定該信號(hào)為干擾信號(hào)予以消除；(3)根據(jù)上述分析結(jié)果在監(jiān)測(cè)裝置中形成監(jiān)測(cè)信號(hào)以便用來(lái)監(jiān)測(cè)變壓器的局部放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述高頻傳感 器的頻帶為IOOkHz 10MHz，所述特高頻傳感器的頻帶為300MHz 1GHz。
3.一種變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于包括安裝在電力變壓器鐵心、外 殼或夾件的接地線上的高頻電流互感器和特高頻傳感器，以及與所述高頻電流互感器和所 述特高頻傳感器的信號(hào)輸出端相連的監(jiān)測(cè)裝置，所述監(jiān)測(cè)裝置包括檢波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和 信號(hào)分析器，所述檢波器用于對(duì)所述高頻電流互感器和所述特高頻傳感器的輸出信號(hào)分別 進(jìn)行檢波處理，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于對(duì)檢波處理后的輸出信號(hào)分別進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并保留幅 值和相位信息，所述信號(hào)分析器用于對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理后的兩個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，若兩 個(gè)輸出信號(hào)同時(shí)存在超過(guò)設(shè)定閾值的信號(hào)，則判定該信號(hào)為局部放電信號(hào)予以保留，反之 則判定該信號(hào)為干擾信號(hào)予以消除；所述監(jiān)測(cè)裝置根據(jù)所述信號(hào)分析器形成監(jiān)測(cè)信號(hào)以便 用來(lái)監(jiān)測(cè)變壓器的局部放電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于所述高頻傳感 器的頻帶為IOOkHz 10MHz，所述特高頻傳感器的頻帶為300MHz 1GHz。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟(1)在電力變壓器鐵心、外殼或夾件的接地線上設(shè)置高頻電流互感器和特高頻傳感器，用于分別耦合流經(jīng)接地線的信號(hào)；(2)將所述高頻電流互感器和所述特高頻傳感器的輸出信號(hào)輸入到監(jiān)測(cè)裝置，先分別進(jìn)行檢波處理，再分別經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后保留幅值和相位信息，然后進(jìn)行對(duì)比；(3)根據(jù)上述分析結(jié)果在監(jiān)測(cè)裝置中形成監(jiān)測(cè)信號(hào)以便用來(lái)監(jiān)測(cè)變壓器的局部放電。本發(fā)明將高頻電流互感器和特高頻傳感器裝設(shè)在鐵心、外殼或夾件的鐵心接地線上進(jìn)行放電監(jiān)測(cè)，不改變電力變壓器的結(jié)構(gòu)，安裝方便，而且，監(jiān)測(cè)靈敏度高，抗電磁干擾能力強(qiáng)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)設(shè)備。
文檔編號(hào)G01R31/12GK101975912SQ201010278548
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者馮寶, 劉偉榮, 吳靜, 周勁軍, 徐春新, 朱寶星, 李偉峰, 楊勁松, 楊晟, 梁日東, 章堅(jiān), 繆東飛, 譚容芬, 陳權(quán), 馬春綠 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司中山供電局