CN103605060A - 油浸倒置式电流互感器局部放电检测系统 - Google Patents

油浸倒置式电流互感器局部放电检测系统 Download PDF

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CN103605060A CN201310646325.2A CN201310646325A CN103605060A CN 103605060 A CN103605060 A CN 103605060A CN 201310646325 A CN201310646325 A CN 201310646325A CN 103605060 A CN103605060 A CN 103605060A
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吴旭涛
马奎
车俊禄
高博
肖鸿威
张锐
丁培
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Electric Power Research Institute of State Grid Ningxia Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种油浸倒置式电流互感器局部放电检测系统。其特点是:包括分别安装在互感器一次接线端两侧的两个脉冲电流信号检测单元(2),该两个脉冲电流信号检测单元(2)的输出端分别通过光纤(3)与局部放电检测仪(4)的输入端连接。本发明的有益效果是:采用本发明后,可以将局部放电测量过程中可能出现的干扰信号彻底分离,从而及时有效的判断互感器内部是否存在局部放电,并根据局部放电特征判断缺陷类型,从而为及时制定设备的检修策略提供依据,因此能够大幅提高设备的安全运行水平。

Description

油浸倒置式电流互感器局部放电检测系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种油浸倒置式电流互感器局部放电检测系统。
背景技术
[0002] 电流互感器由于材质、制造安装エ艺、遭受不良エ况等原因会形成绝缘缺陷。带有绝缘缺陷的设备在进行耐压试验或运行中会产生局部放电。局部放电若不能被及时发现,会逐步发展并最终贯穿主绝缘,造成互感器喷油甚至爆炸等严重后果,因此对互感器的局部放电检测有着重要意义。
[0003] 电气设备局部放电的测量方法很多,脉冲电流法由于可定量測量,測量准确度高,而且已经建立了局部放电量国家基准,可以溯源和比对,因此成为互感器局部放电检测的首选方式。对于脉冲电流法局部放电检测,其关键是真实有效的提取局部放电信号。由于设备运行的现场存在各种干扰信号,严重地影响了检测的灵敏度和可靠性。因此,抗干扰问题就成为互感器器局部放电检测的首要问题之一。由于放电脉冲能量较小,且有一定的随机性,即使有较小的干扰信号,也会对测量结果产生严重影响,甚至会使測量人员产生错误的认识和判断。同时由于现场电磁环境比较复杂,使干扰的种类、时域波形和频域分布均比较复杂,从而使现场的千扰处理问题变的非常困难。
[0004] 通常提到的干扰主要是指测量系统以外的干扰。目前在脉冲法局部放电测量中所采取的抗干扰措施主要有:一、频域滤波法,即在选取放电信号频率时避开干扰信号的频域范围,这种方法对于窄带干扰信号的抑制有较好的效果,但对于脉冲干扰信号却难以滤除。ニ、信号分析处理法,如小波阈值法,该方法采用具有良好时频局部性的小波变换来抑制干扰,该方法避免了用相关系数法选择小波基的弊端,运算速度较快,但阈值的选择却比较复杂,同时该方法对局放仪的硬件要求也较高。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种油浸倒置式电流互感器局部放电检测系统,能够将局部放电测量过程中可能出现的干扰信号彻底分离,大幅提高了检测结果的准确性。
[0006] 一种油浸倒置式电流互感器局部放电检测系统,其特别之处在于:包括分别安装在互感器一次接线端两侧的两个脉冲电流信号检测单元,该两个脉冲电流信号检测单元的输出端分别通过光纤与局部放电检测仪的输入端连接。
[0007] 其中脉冲电流信号检测单元的测量频带宽度为10〜400KHZ,采样频率为1GHz。
[0008] 其中脉冲电流信号检测单元包含电光转换模块,从而能将检测得到的电信号转换为光信号用于输出。
[0009] 其中局部放电检测仪中包括光接收机从而先将接收到的光信号转换为电信号再进行分析处理。
[0010] 其中脉冲电流信号检测单元由相连接的罗科夫斯基线圈和光发射机组成。
[0011] 其中还包括与光发射机连接的锂电池从而作为工作电源。[0012] 本发明的有益效果是:采用本发明后,可以将局部放电测量过程中可能出现的干扰信号彻底分离,从而及时有效的判断互感器内部是否存在局部放电,井根据局部放电特征判断缺陷类型,从而为及时制定设备的检修策略提供依据,因此能够大幅提高设备的安全运行水平。
附图说明
[0013] 图1是本发明的接线示意图;
[0014] 图2是当局放发生在一次绕组(5)中部绝缘时脉冲电流信号沿一次绕组(5)及与其连接的导线传输的情况示意图;
[0015] 图3是局放发生在一次绕组(5)端部绝缘时脉冲电流信号沿一次绕组(5)及与其连接的导线传输的情况示意图;
[0016] 图4是外部干扰脉冲电流信号沿一次绕组(5)及与其连接的导线传输的情况示意图;
[0017] 图5是局部放电检测仪(4)分析单元对外部干扰信号进行判断的流程图。
具体实施方式
[0018] 如图1所示,本发明是一种油浸倒置式电流互感器局部放电检测系统,包括油浸倒置式电流互感器本体1、支柱瓷套7和底座8,还包括分别安装在与互感器I的一次绕组5相连的两根外部导线6上的两个脉冲电流信号检测单元2 (简称电流信号检测单元),两个脉冲电流信号检测单元2的输出端分别通过光纤3与局部放电检测仪4的输入端连接。
[0019] 其中脉冲电流信号检测单元2的测量频带宽度为10〜400KHZ,采样频率为1GHz。脉冲电流信号检测单元2由罗科夫斯基线圈和光发射机组成,光发射机的工作电源为锂电池。罗科夫斯基线圈测量原理參见文献《基于罗科夫斯基线圈的脉冲电流的測量》(刘顺新,等.仪表技术与传感器,2007年第11期)。
[0020] 更具体的是,罗科夫斯基线圈的输出端与光发射机的输入端相连,电压信号经衰减器和驱动器后,由调制线性区工作的LD激光器将电信号转换为光调制信号,再经光纤3传输出去。在光纤3的另一端,局部放电检测仪4的光接收机中的PIN探测器将接收到的光信号转换为电信号,经放大器放大后输出至分析単元。
[0021] 本发明采用的局部放电检测仪4,其内置软件能够按照设定的时间同时记录两个脉冲电流信号检测单元2所测脉冲信号的幅值,相位和出现次数,并且其内置软件能够通过对比两个脉冲电流信号检测单元2所测脉冲信号的幅值、相位和出现次数,判断出所记录的脉冲信号来自互感器内部还是互感器外部,并自动将外部信号滤除,判断流程如图5所示。另外其内置软件还具备基于SVC (支持向量机)的专家诊断功能,能够以一定时间内脉冲信号的幅值、相位和出现次数为输入量,以局部放电缺陷类型为输出量,根据测量结果自动判断局部放电缺陷类型。
[0022] 针对油浸倒置式电流互感器结构特点、局部放电信号和干扰信号特点以及目前所广泛采用的局部放电检测系统的构成特点,本发明采取了如下技术方案:
[0023] 1、在放电信号的采集方法上改变了传统局部放电检测系统通过支柱瓷套末屏,将一次绕组5的主绝缘作为分压电容的高压臂进行分压取信号的方式,改为直接在互感器ー次绕组5上直接通过电流信号检测单元2通过磁场感应取信号的方式。由于这种信号采集方法不用打开支柱瓷套末屏进行接线,因此可有效避免造成末屏松动、接触不良等后果。
[0024] 2、在干扰信号的分离方面,根据局部放电信号和干扰信号在互感器一次绕组5上传播方向不同的特点,通过在互感器一次接线端两侧分别加装脉冲电流信号检测单元2的方法,对所测信号传播方向进行有效判断,实现了将干扰信号彻底分离的目标。
[0025] 3、在信号传输方面,由于电流信号检测单兀2安装于一次绕组5两侧,处于高电位,在信号传输过程中需要绝缘,因此采用了将电信号转换为光信号,再通过光纤3传输的方式,在绝缘的同时避免了信号传输过程中的电磁干扰带来的信号失真。
[0026] 本发明的工作原理是:
[0027] 本发明根据信号到达两个(脉冲)电流信号检测单元2 (简称检测单元)所用的时间差异对内外部放电10进行区分。
[0028] 下面结合附图对本发明所采用的干扰信号分离技术作进ー步说明。如图1所示,假设互感器一次绕组5长度为lm,两个电流信号检测单元2安装位置距离一次绕组5顶端距离为0.6m,则两个电流信号检测单元2之间的导体总长度为2.2m。
[0029] 当互感器主绝缘因缺陷发生内部放电9时,在互感器一次绕组5上会感应出脉冲电流信号11,该信号以光速向沿互感器一次绕组5分别向左右两侧的外部导线6传播。当有外部放电10 (假设从左侧的外部导体传入)发生时,外部放电脉冲信号12经过一次绕组5向右侧的外部导体传播。
[0030] 首先假设局部放电发生在互感器一次绕组5中部绝缘中,则其所产生的脉冲电流信号沿一次绕组5传输的情况如图2所示。在t=0时脉冲电流信号产生,t=l.65ns时信号到达绕组端部,t=3.65ns时信号到达两侧的检测单元。可见在这种情况下两个检测单元测得イ目号的时间差为O。
[0031] 其次假设局部放电发生在互感器一次绕组5最右端绝缘中,则其所产生的脉冲电流信号沿一次绕组5传输的情况如图3所示。在t=0时脉冲电流信号产生,t=2ns时信号到达右侧的检测单元,t=3.3ns时信号到达一次绕组5最左边,t=5.3ns时信号到达左侧的检测单元。局部放电发生在互感器一次绕组5最左端绝缘时的情况与此类似。可见在这两种情况下两个检测单元测得信号的时间差为3.3ns。
[0032] 最后假设局部放电发生在外部,则其所产生的干扰脉冲电流信号沿一次绕组5传输的情况如图4所示。若信号来自左侧的检测单元测,则在t=0时脉冲电流信号到达左侧的检测单元,t=2ns时信号到达一次绕组5最左边,t=5.3ns时信号到达一次绕组5最右端,t=7.3ns时信号到达右侧的检测单元。信号来自右侧的检测单元侧时情况与此类似,可见在这两种情况下两个检测单元测得信号的时间差为7.3ns。
[0033] 由上述分析可知,对于同一放电信号,当其来自互感器内部时,两个检测单元测得信号的时间差最大为3.3ns,当其来自互感器外部时,两个检测单元测得信号的时间差恒为7.3ns。本发明根据此结论对外部干扰信号进行判断。具体判断流程如图5所示。

Claims (6)

1.一种油浸倒置式电流互感器局部放电检测系统,其特征在于:包括分别安装在互感器一次接线端两侧的两个脉冲电流信号检测单元(2),该两个脉冲电流信号检测单元(2)的输出端分别通过光纤(3)与局部放电检测仪(4)的输入端连接。
2.如权利要求1所述的油浸倒置式电流互感器局部放电检测系统,其特征在于:其中脉冲电流信号检测单元(2)的测量频带宽度为10~400KHz,采样频率为IGHz。
3.如权利要求1或2所述的油浸倒置式电流互感器局部放电检测系统,其特征在于:其中脉冲电流信号检测单元(2)包含电光转换模块,从而能将检测得到的电信号转换为光信号用于输出。
4.如权利要求3所述的油浸倒置式电流互感器局部放电检测系统,其特征在于:其中局部放电检测仪(4)中包括光接收机从而先将接收到的光信号转换为电信号再进行分析处理。
5.如权利要求3所述的油浸倒置式电流互感器局部放电检测系统,其特征在于:其中脉冲电流信号检测单元(2)由相连接的罗科夫斯基线圈和光发射机组成。
6.如权利要求4所述的油浸倒置式电流互感器局部放电检测系统,其特征在于:其中还包括与光发射机连接的锂 电池从而作为工作电源。
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