CN102680862A

CN102680862A - 并联电容器局部放电在线监测装置及方法

Info

Publication number: CN102680862A
Application number: CN2011100620890A
Authority: CN
Inventors: 周行星; 李军浩; 黄华; 顾承昱
Original assignee: East China Power Test and Research Institute Co Ltd
Current assignee: East China Power Test and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2012-09-19

Abstract

本发明涉及一种并联电容器局部放电在线监测装置及方法，包括电容器、宽带局部放电传感器、高频同轴电缆、信号硬件调理单元、A/D采集卡及工控机。宽带局部放电传感器套接安装在电容器下端连线，通过高频同轴电缆连接信号硬件调理单元，信号硬件调理单元通过高频电缆与数据采集装置相连，数据采集装置通过USB连接线与工控机连接。本发明的监测装置通过宽频带罗氏线圈局部放电传感器进行局部放电信号的传感，既不改变设备原有连接方式，又具有较高的检测灵敏度。本装置采用频带宽度可调的带通滤波器及宽带放大器，从而大大提高了检测的灵敏度并有效进行局部放电信号的监测，可以实时了解电容器运行过程中的局部放电状况，预防设备绝缘故障的发生。

Description

并联电容器局部放电在线监测装置及方法

技术领域

本发明涉及电容器在线监测技术，涉及电容器局部放电在线监测技术，特别涉及一种并联电容器局部放电的在线监测装置及方法。

背景技术

随着国民经济的发展，对电力系统可靠运行的要求越来越高，并联电容器主要用于补偿电力系统感性负荷的无功功率，以提高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗，在电网中具有重要作用，其运行的可靠性直接关系到电力系统的安全与稳定。对实际故障的统计分析表明，绝缘故障时影响电容器正常运行的主要原因中，局部放电是造成绝缘故障的根本原因。因此，对局部放电进行有效检测，特别是连续的在线监测，对于电容器的安全运行具有重要意义。

目前检测高压电容器内部局部放电主要有两种方法，一种是超声检测法，一种是脉冲电流法。超声检测法虽然易于实现和操作，但定量的误差较大，而且不能实习在线监测；脉冲电流法则可实现在线监测。国内外研制的电力设备局部放电在线监测装置目前很多，主要应用于组合电器、发电机及电力变压器，但能应用于并联电容器局部放电的在线监测装置还未见有相关报道。

中国专利申请号200920104603.0、名称为“电容器局部放电检测电路”，公开了一种电容器局部放电检测电路，但该电路结构复杂，主要是离线试验用，并不能用于电容器局部放电的在线监测。

因此，有必要研发一种并联电容器局部放电在线监测装置及监测方法，以实现并联电容器局部放电的在线监测。

发明内容

为了满足并联电容器局部放电在线监测的需要，本发明的任务是提供一种并联电容器局部放电在线监测装置及方法，通过宽频带罗氏线圈局部放电传感器进行局部放电信号的传感，它既不改变设备原有连接方式，又具有较高的检测灵敏度，实现了并联电容器局部放电的在线监测。

本发明的技术解决方案如下：

一种并联电容器局部放电在线监测装置，包括电容器，还包括宽带局部放电传感器、高频同轴电缆、信号硬件调理单元、A/D采集卡及工控机；

所述宽带局部放电传感器套接安装在电容器下端连线，宽带局部放电传感器通过高频同轴电缆连接信号硬件调理单元，信号硬件调理单元通过高频电缆与数据采集装置相连，数据采集装置通过USB连接线与工控机连接。

所述宽带局部放电传感器套接安装在电路A相、B相、C相的电容器下端连线。

一种并联电容器局部放电在线监测方法，将宽带局部放电传感器套装放置在电容器下端连接线上进行局部放电信号的传感，将传感到的局部放电脉冲电流信号经过滤波、放大后进行采集处理，经采样得到的信号输送到工控机，从而实现对并联电容器局部放电的在线监测。

本发明的并联电容器局部放电在线监测装置通过宽频带罗氏线圈局部放电传感器进行局部放电信号的传感，既不改变设备原有连接方式，又具有较高的检测灵敏度。本装置采用频带宽度可调的带通滤波器及宽带放大器，从而大大提高了检测的灵敏度并有效进行局部放电信号的监测，可以实时了解电容器运行过程中的局部放电状况，预防设备绝缘故障的发生。

附图说明

图 1 是本发明的一种并联电容器局部放电在线监测装置的结构连接示意图。

图 2 是图1监测装置中信号硬件调理单元的工作原理图。

附图标记：

1为电容器，2为宽带局部放电传感器，3为高频同轴电缆，4为信号硬件调理单元，5为USB连接线，6为工控机。

具体实施方式

参看图1，本发明的一种并联电容器局部放电在线监测装置由宽带局部放电传感器2、高频同轴电缆3、信号硬件调理单元4、A/D采集卡及工控机6组成。

宽带局部放电传感器2套接安装在电容器1下端连线，宽带局部放电传感器2通过高频同轴电缆3连接信号硬件调理单元4，信号硬件调理单元4通过高频电缆与数据采集装置相连，数据采集装置通过USB连接线5与工控机6连接。

如图1中所示，宽带局部放电传感器2套接安装在电路A相、B相、C相的电容器1下端连线。

本发明还提供了一种并联电容器局部放电在线监测方法，将宽带局部放电传感器套装放置在电容器下端连接线上进行局部放电信号的传感，将传感到的局部放电脉冲电流信号经过滤波、放大后进行采集处理，经采样得到的信号输送到工控机，从而实现对并联电容器局部放电的在线监测。

参看图 2，信号硬件调理单元中装有带通滤波器和放大器，图中表示了信号硬件调理单元的工作过程，局部放电脉冲电流信号是经过滤波、放大后进行采集处理的。

本发明的并联电容器局部放电在线监测装置及方法可采用如下方式：

本监测装置由宽带局部放电传感器、高频同轴电缆、信号硬件调理单元、A/D采集卡及工控机组成。宽带局部放电传感器套接安装在电容器下端连线，用于传感局部放电信号，传感到的信号通过高频同轴电缆连接到信号硬件调理单元，信号硬件调理单元经过滤波、放大之后通过高频电缆与数据采集装置相连，数据采集装置采样得到的信号经过USB连接线连接到工控机，工控机端具有基于虚拟仪器的监控软件对数字信号进行处理，提取出局部放电信号的幅值、相位、放电次数、放电发展趋势等重要参量并以数据文件的形式包括。通过对设备的局部放电信号的连续监测，实时显示阈值大于设定值的放电脉冲的幅值、相位等信息。

本发明的并联电容器局部放电在线监测装置中，宽带罗氏线圈局部放电传感器的频率范围为100K～30MHz，它由外屏蔽壳、磁芯、线圈、积分电阻、输出同轴线插头组成，其中磁芯为镍锌磁芯，具体尺寸根据电容器连线截面积确定。采用罗氏线圈进行传感，不改变设备原有连接，保证了设备的安全运行。

其中：滤波器的频带范围可调，其频率范围为100K～2.5MHz；2.5MHz～7.5MHz；7.5MHz～30MHz；可根据现场电磁环境进行选择，以避开干扰频带。

放大器频带范围为0～30MHz，与宽带局部放电传感器的带宽范围吻合。

数据采集卡最高实时采样速率为250MS/s，模拟带宽为60MHz，A/D分辨率为8位，输入电压范围-25V～+25V，4通道，可实时对三相电容器同时进行监测。

工控机端监控软件基于labview编制，基于虚拟仪器设计思想，可实时显示放电幅值、放电相位、放电发展趋势等信息。信号的采集方式采用阈值触发模式，只有高于设定阈值才会触发采集，保证了局部放电信号的准确获得和分析。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims

1.一种并联电容器局部放电在线监测装置，包括电容器，其特征在于，还包括宽带局部放电传感器、高频同轴电缆、信号硬件调理单元、A/D采集卡及工控机；

2.根据权利要求1所述的并联电容器局部放电在线监测装置，其特征在于，所述宽带局部放电传感器套接安装在电路A相、B相、C相的电容器下端连线。

3.一种并联电容器局部放电在线监测方法，其特征在于，将宽带局部放电传感器套装放置在电容器下端连接线上进行局部放电信号的传感，将传感到的局部放电脉冲电流信号经过滤波、放大后进行采集处理，经采样得到的信号输送到工控机，从而实现对并联电容器局部放电的在线监测。