CN111505455A - 一种高压开关柜局部放电定位检测系统及检测方法 - Google Patents
一种高压开关柜局部放电定位检测系统及检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111505455A CN111505455A CN202010339329.6A CN202010339329A CN111505455A CN 111505455 A CN111505455 A CN 111505455A CN 202010339329 A CN202010339329 A CN 202010339329A CN 111505455 A CN111505455 A CN 111505455A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- partial discharge
- discharge pulse
- tev
- unit
- pulse signals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 39
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 26
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 26
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 13
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 12
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 12
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Nd] Chemical compound [B].[Fe].[Nd] QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
- G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
- G01R31/14—Circuits therefor, e.g. for generating test voltages, sensing circuits
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
- Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高压开关柜局部放电定位检测系统及检测方法，采用了四个TEV传感器构成传感器组，通过正方形的排布方式采集高压开关柜柜面四个位置的局部放电信号，结合脉冲来源方向判断单元判断局部放电脉冲到达四个TEV传感器的先后顺序从而判断局部放电脉冲信号的来源方向，采用四个TEV传感器构成传感器组的正方形的排布方式获取局部放电脉冲信号，快速简洁，不需要对局部放电脉冲信号进行软件处理，利用脉冲来源方向判断单元判断各个TEV传感器信号到达的先后顺序，不再需要通过软件方法对各传感器信号进行比较，从而避免了超高速采集芯片的使用，有利于方便定位工作、简化工作流程，提升了检测效率，提高了定位准确率。
Description
技术领域
本发明属于高压开关柜的局部放电预定位领域，具体涉及一种高压开关柜局部放电定位检测系统及检测方法。
背景技术
高压开关柜是一种集测量、控制、保护功能于一体的电力设备，其在电力系统中的发电厂、变电站中大量安装，因此对于电网的安全发挥着至关重要的作用。由于生产工艺的局限性和安装运行时的长期影响，开关柜内会形成各种形式的局部放电，并可能引起一系列绝缘故障。据不完全统计，开关柜绝缘故障引起事故的台次占开关总事故台次的68％和事故总容量的74％，是引起开关柜事故的主要原因。因此及时检测道开关柜内的局部放电并进行诊断，进而发现潜在绝缘故障，便可以有效减少事故发生，提高设备及电网的稳定性。
鉴于此，多年来对高压开关柜绝缘状态的检测与诊断一直是电力公司、科研院所和生产企业关注的课题，多种检测技术也相继被提出及应用。其中，基于地电波(TEV，Transient Earth Voltage)测量的开关柜局放检测技术多年来得到了最为广泛的应用与开发。产品方面，近30年来，以英国EA Technology公司系列产品为代表，采用相关测量技术的的产品在世界范围内得以广泛应用。
然而，由于局部放电随机性的特点，导致检测结果会在一个范围内波动，因此，运维人员很难根据TEV检测结果的幅值大小判断局部放电的位置，影响了运维效率。目前，有学者提出采用综合检测方式定位出现局部放电的开关柜，即采用TEV、超声、特高频和温度等检测方式，取得了一定的应用效果，但装置成本整体偏高，限制了其在电网中的推广应用。还有学者采用行波法定位开关柜局部放电，可以准确定位局部放电的精确位置，但由于其对高速采集卡要求达到了GHz以上，装置的成本非常高昂，很难实现广泛的工业应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高压开关柜局部放电定位检测系统及检测方法，以克服现有技术的不足。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高压开关柜局部放电定位检测系统，包括TEV传感器器组单元、滤波放大单元、脉冲来源方向判断单元、控制处理单元和供电单元；供电单元用于系统供电；
TEV传感器器组单元包括四个TEV传感器，四个TEV传感器依次连线为正方形，TEV传感器用于采集局部放电脉冲信号，并将采集的局部放电脉冲信号发送至滤波放大单元；
滤波放大单元对每一个TEV传感器传送的局部放电脉冲信号进行滤波放大后传输至脉冲来源方向判断单元；
脉冲来源方向判断单元用于获取四个TEV传感器采集的局部放电脉冲信号并将第一个到达脉冲来源方向判断单元的局部放电脉冲信号传输至控制处理单元，控制处理单元将第一个到达脉冲来源方向判断单元的局部放电脉冲信号所对应的TEV传感器连接的脉冲来源方向判断单元传输电路切断，脉冲来源方向判断单元获取剩余TEV传感器采集的局部放电脉冲信号中第一个到达脉冲来源方向判断单元的局部放电脉冲信号传输至控制处理单元，控制处理单元根据获取的局部放电脉冲信号的顺序得到采集相应局部放电脉冲信号的TEV传感器位置，从而得到局部放电脉冲信号发生源与TEV传感器的相对位置。
进一步的，还包括检波单元和数据采集单元，数据采集单元用于对滤波放大单元滤波放大后的局部放电脉冲信号进行采样，获取局部放电脉冲信号信号特征值，检波单元用于将滤波放大单元滤波放大后的局部放电脉冲信号进行降频后传输给数据采集单元进行采样。
进一步的，数据采集单元包括位数为16位的四通道数据采集卡，数据采集卡采样率为10MS/s，四通道数据采集卡分别对通过检波单元的四组TEV超声信号进行采集。
进一步的，TEV传感器中心频率均为40MHz，带宽为1-80MHz。
进一步的，控制处理单元采用嵌入式微处理器。
进一步的，滤波放大单元电路为滤波放大电路，包括两级级联的AD8009芯片。
进一步的，AD8009芯片电路包括运算放大器、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C11和电容C12，电容C11的一端为连接TEV传感器输出端，电容C11的另一端接电阻R11一端和电容C12一端，电容C12的另一端接电阻R12一端、电阻R13一端和运算放大器的同相输出端，电阻R13的另一端接地，电阻R11的另一单接电阻R12的另一端、运算放大器的输出端和电阻R14的一端，电阻R14的另一端接运算放大器的反向输入端和电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地，运算放大器的输出端为AD8009芯片的输出端；两级级联的AD8009芯片中，其中一个AD8009芯片的电阻R11接TEV传感器输出端，其中一个AD8009芯片的输出端连接另一个AD8009芯片中的电阻R11一端。
进一步的，脉冲来源方向判断单元电路包括四个并联的单脉冲来源方向判断电路，单脉冲来源方向判断电路的输出端均连接有两个并联的可控开关，其中一个单脉冲来源方向判断电路输出端连接的一个可控开关连接控制处理单元，其中一个单脉冲来源方向判断电路输出端连接的另一个可控开关连接其余三个单脉冲来源方向判断电路的输出端。
一种高压开关柜局部放电定位检测方法，包括以下步骤：
步骤1)、通过四个TEV传感器同时实施采集的局部放电脉冲信号并将第一个到达脉冲来源方向判断单元的局部放电脉冲信号传输至控制处理单元；
步骤2)、控制处理单元将第一个到达脉冲来源方向判断单元的局部放电脉冲信号所对应的TEV传感器连接的脉冲来源方向判断单元传输电路切断，然后进行步骤1)重新获取剩余TEV传感器采集的局部放电脉冲信号中第一个到达脉冲来源方向判断单元的局部放电脉冲信号传输至控制处理单元，控制处理单元根据获取的局部放电脉冲信号的顺序得到采集相应局部放电脉冲信号的TEV传感器位置；
步骤3)、重复步骤2)得到所有TEV传感器获取的局部放电脉冲信号的顺序，从而得到局部放电脉冲信号发生源与TEV传感器的相对位置。
进一步的，其特征在于，步骤3)中，以四个TEV传感器的中心位置为坐标原点建立直角坐标系，直角坐标系的X轴垂直于四边形的两个平行边，直角坐标系的Y轴垂直于四边形的另外两个平行边；若采集的四个局部放电脉冲信号之间的最大时间差小于对角设置的两个TEV传感器间距下局部放电脉冲信号传输时间，则局部放电脉冲信号发生源位于四个TEV传感器组成的正方形之间，若四个TEV传感器之间形成的正方形尺寸小于等于局部放电脉冲信号源定位范围，则完成局部放电脉冲信号源的定位；若采集的四个局部放电脉冲信号之间的最大时间差大于对角设置的两个TEV传感器间距下局部放电脉冲信号传输时间，则局部放电脉冲信号发生源位于第一个接收到局部放电脉冲信号的TEV传感器所在象限，则将TEV传感器器组单元沿X轴或Y轴向最先接收到局部放电脉冲信号的TEV传感器所在象限移动，直至四个局部放电脉冲信号之间的最大时间差小于对角设置的两个TEV传感器间距下局部放电脉冲信号传输时间，则完成局部放电脉冲信号源的定位。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种高压开关柜局部放电定位检测系统，包括TEV传感器器组单元、滤波放大单元、脉冲来源方向判断单元、控制处理单元和供电单元；采用了四个TEV传感器构成传感器组，通过正方形的排布方式采集高压开关柜柜面四个位置的局部放电信号，结合脉冲来源方向判断单元判断局部放电脉冲到达四个TEV传感器的先后顺序从而判断局部放电脉冲信号的来源方向，采用四个TEV传感器构成传感器组的正方形的排布方式获取局部放电脉冲信号，快速简洁，不需要对局部放电脉冲信号进行软件处理，利用脉冲来源方向判断单元判断各个TEV传感器信号到达的先后顺序，不再需要通过软件方法对各传感器信号进行比较，从而避免了超高速采集芯片的使用，有利于方便定位工作、简化工作流程，提升了检测效率，提高了定位准确率。
进一步的，还包括检波单元和数据采集单元，同时能够实现高压开关柜局部放电信号采集，便于局部放电脉冲信号的进一步分析处理，同时检波处理单元通过峰值保持器同样降低了对采集芯片的要求，从而降低了装置成本。
进一步的，滤波放大单元电路为滤波放大电路，采用方向判断开关，通过正、反向比较器及其使能控制器的硬件配合，结构简单，响应速度快。
一种高压开关柜局部放电定位检测方法，根据TEV传感器组以及脉冲来源方向判断单元的工作特性进行设计，通过处理器与脉冲来源方向判断单元的硬件配合从而得到局部放电脉冲到达顺序，并根据工作逻辑指导更换传感器组的位置，经过数次移动即可得到预定位结果，工作逻辑和定位方法的设计使得整个定位流程简单易行，提升了检测效率，提高了定位准确率。
附图说明
图1为本发明实施例中结构示意图。
图2为本发明实施例中TEV传感器器组单元结构示意图。
图3为本发明实施例中滤波放大单元电路结构示意图。
图4为本发明实施例中脉冲来源方向判断单元电路结构示意图。
图5为本发明实施例中单脉冲来源方向判断电路结构示意图。
图6为本发明实施例中高压开关柜局部放电定位检测方法结构示意图。
图7为本发明实施例中高压开关柜局部放电定位检测结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，本发明一种高压开关柜局部放电定位检测系统，包括TEV传感器器组单元1、滤波放大单元2、脉冲来源方向判断单元3、控制处理单元6和供电单元7；供电单元7用于系统供电；
TEV传感器器组单元1包括四个TEV传感器，四个TEV传感器中心依次连线为正方形，TEV传感器用于采集局部放电脉冲信号，并将采集的局部放电脉冲信号发送至滤波放大单元2；
滤波放大单元2对每一个TEV传感器传送的局部放电脉冲信号进行滤波放大后传输至脉冲来源方向判断单元3；
脉冲来源方向判断单元3用于获取四个TEV传感器采集的局部放电脉冲信号并将第一个到达脉冲来源方向判断单元3的局部放电脉冲信号传输至控制处理单元6，控制处理单元6根据获取的局部放电脉冲信号的顺序得到采集相应局部放电脉冲信号的TEV传感器位置，从而得到局部放电脉冲信号发生源与TEV传感器的相对位置。
以四个TEV传感器的中心位置为坐标原点建立直角坐标系，直角坐标系的X轴垂直于四边形的两个平行边，直角坐标系的Y轴垂直于四边形的另外两个平行边；若四个局部放电脉冲信号之间的最大时间差小于对角设置的两个TEV传感器间距下局部放电脉冲信号传输时间，则局部放电脉冲信号发生源位于四个TEV传感器组成的正方形之间，且位于最先接收到局部放电脉冲信号的TEV传感器所在象限，若四个TEV传感器之间形成的正方形尺寸小于等于局部放电脉冲信号源定位范围，则完成局部放电脉冲信号源的定位；若想进一步对局部放电脉冲信号源进行定位，则将四个TEV传感器整体沿X轴或Y轴沿最先接收到局部放电脉冲信号的TEV传感器方向移动，直至四个TEV传感器接收到局部放电脉冲信号之间不存在时间差，则可完成局部放电脉冲信号源的定位。若采集的四个局部放电脉冲信号之间的最大时间差大于对角设置的两个TEV传感器间距下局部放电脉冲信号传输时间，则局部放电脉冲信号发生源位于第一个接收到局部放电脉冲信号的TEV传感器所在象限，若局部放电脉冲信号发生源位于第一个接收到局部放电脉冲信号的TEV传感器所在象限，则将TEV传感器器组单元沿X轴或Y轴向最先接收到局部放电脉冲信号的TEV传感器所在象限移动，直至四个局部放电脉冲信号之间的最大时间差小于对角设置的两个TEV传感器间距下局部放电脉冲信号传输时间，则完成局部放电脉冲信号源的定位。
具体的，脉冲来源方向判断单元3将第一个到达脉冲来源方向判断单元3的局部放电脉冲信号传输至控制处理单元6，阻断其余TEV传感器采集的局部放电脉冲信号；控制处理单元6根据获取的第一个局部放电脉冲信号得到采集该局部放电脉冲信号的TEV传感器信息，然后将获取的第一个局部放电脉冲信号的TEV传感器阻断，重新获取其余三路的局部放电脉冲信号中第一个到达脉冲来源方向判断单元3的局部放电脉冲信号并将该局部放电脉冲信号传输至控制处理单元6，得到对应其余三路中获取第一个到达脉冲来源方向判断单元3的局部放电脉冲信号的TEV传感器信息，然后将获取的其余三路中第一个局部放电脉冲信号的TEV传感器阻断，重新获取其余两路的局部放电脉冲信号中第一个到达脉冲来源方向判断单元3的局部放电脉冲信号并将该局部放电脉冲信号传输至控制处理单元6，可得到其余两路中获取第一个到达脉冲来源方向判断单元3的局部放电脉冲信号的TEV传感器信息，从而可得到局部放电脉冲信号到达四个TEV传感器检测的先后顺序。
还包括检波单元4和数据采集单元5，数据采集单元5用于对滤波放大单元2滤波放大后的局部放电脉冲信号进行采样，获取局部放电脉冲信号信号特征值，数据采集单元5包括位数为16位的四通道数据采集卡，数据采集卡采样率为10MS/s，四通道数据采集卡分别对通过检波单元的四组TEV超声信号进行采集；检波单元4用于将滤波放大单元2滤波放大后的局部放电脉冲信号进行降频后传输给数据采集单元5进行采样，确保数据采集单元5的采集卡能够有效地采集到局部放电，提高数据采集单元5的采样质量。
TEV传感器中心频率均为40MHz，带宽为1-80MHz，本发明采用四个呈正方形分布设置的TEV传感器组成TEV传感器器组单元，TEV传感器器组单元用于与待测高压开关柜接触面侧接触，如图2所示，高压开关柜局部放电定位检测系统集成到一个手持检测壳体中，TEV传感器器组单元所在平面与待测高压开关柜接触面侧接触，手持检测壳体，外圈设置磁铁，采用磁吸式结构，磁铁最外侧边长d3为40mm，内侧边长d2为38mm，接触面外侧与内侧方形之间环形区域为钕铁硼材质的磁铁，具有磁力强、体积小的优点，负责将TEV传感器器组单元与高压开关柜吸附在一起。四个TEV传感器位置同样呈正方形排布，此方形边长d1为33mm。控制处理单元6采用嵌入式微处理器，工作速度快，处理稳定。
滤波放大单元2电路为滤波放大电路，具体包括两级级联的AD8009芯片，具体电路图如图3所示，AD8009芯片电路包括运算放大器、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C11和电容C12，电容C11的一端为连接TEV传感器输出端，电容C11的另一端接电阻R11一端和电容C12一端，电容C12的另一端接电阻R12一端、电阻R13一端和运算放大器的同相输出端，电阻R13的另一端接地，电阻R11的另一单接电阻R12的另一端、运算放大器的输出端和电阻R14的一端，电阻R14的另一端接运算放大器的反向输入端和电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地，运算放大器的输出端为AD8009芯片的输出端；两级级联的AD8009芯片中，其中一个AD8009芯片的电阻R11接TEV传感器输出端，其中一个AD8009芯片的输出端连接另一个AD8009芯片中的电阻R11一端(即AD8009芯片的输入端)。每一个TEV传感器连接一个滤波放大单元2；如图3所示滤波电路实现放大倍数为30倍，滤波带宽为1-85MHz。
如图4、图5所示，脉冲来源方向判断单元3电路包括四个并联的单脉冲来源方向判断电路，四个并联的单脉冲来源方向判断电路的输出分别为A路输出，B路输出，C路输出和D路输出，单脉冲来源方向判断电路的输出端均连接有两个并联的可控开关，其中一个单脉冲来源方向判断电路输出端连接的一个可控开关连接控制处理单元6，其中一个单脉冲来源方向判断电路输出端连接的另一个可控开关连接其余三个单脉冲来源方向判断电路的输出端；单脉冲来源方向判断电路包括正向比较器HCM874-1、反向比较器HCM874-2、反向使能控制器ADA4899-1、正向使能控制器ADA4899-2、正向峰值保持器ADA4899-3、反向峰值保持器ADA4899-4、二极管D1、二极管D2和加法器ADA4899-5；
正向比较器HCM874-1、反向比较器HCM874-2、反向使能控制器ADA4899-1、正向使能控制器ADA4899-2、正向峰值保持器ADA4899-3、反向峰值保持器ADA4899-4、加法器ADA4899-5均采用运算放大器；
正向比较器HCM874-1的反向输入端和反向比较器HCM874-2的同相输出端连接滤波放大单元的输出信号，正向比较器HCM874-1的同相输出端接电阻R1一端和电阻R2一端，电阻R1的另一端接电源负极，电阻R2的另一端接地，正向比较器HCM874-1的电源正极接地，正向比较器HCM874-1的电源负极接电源负极；正向比较器HCM874-1的输出端接电容D1正极，电容D1负极接电容C1一端和正向峰值保持器ADA4899-3的同相输出端，电容C1的另一端接地；正向峰值保持器ADA4899-3的反向输入端接正向峰值保持器ADA4899-3的输出端、电阻R6的一端和电阻R21的一端，正向峰值保持器ADA4899-3的电源线接电源；反向使能控制器ADA4899-1的同相输出端接电阻R6的另一端和电阻R5一端，电阻R5的另一端接电源正极，反向使能控制器ADA4899-1的反向输入端接电阻R7一端和电阻R8一端，电阻R7另一端接反向使能控制器ADA4899-1的输出端，电阻R8的另一端接地；
反向比较器HCM874-2的反向输入端接电阻R3一端和电阻R4一端，电阻R3的另一端接电源正极，电阻R4的另一端接地，反向比较器HCM874-2的电源正极接电源正极，反向比较器HCM874-2的电源负极接地；反向比较器HCM874-2的输出端接电容D2正极，电容D2负极接电容C2一端和反向峰值保持器ADA4899-4的同相输出端，电容C2的另一端接地；反向峰值保持器ADA4899-4的反向输入端接反向峰值保持器ADA4899-4的输出端、电阻R22的一端和电阻R10的一端，反向峰值保持器ADA4899-4的电源线接电源；正向使能控制器ADA4899-2的同相输出端接电阻R10的一端和电阻R9一端，电阻R9的另一端接电源负极，正向使能控制器ADA4899-2的反向输入端接电阻R25一端和电阻R26一端，电阻R25另一端接正向使能控制器ADA4899-2的输出端，电阻R26的另一端接地；
电阻R22的另一端接电阻R21的另一端和加法器ADA4899-5的同相输出端，加法器ADA4899-5的反向输入端接电阻R23一端和电阻R24一端，电阻R24另一端接地，电阻R23另一端接加法器ADA4899-5的输出端；加法器ADA4899-5的输出端为单脉冲来源方向判断电路的输出端。滤波放大单元的输出信号为正时触发正向比较器产生幅值为5V的正脉冲，然后通过峰值保持器实现脉冲峰值保持，并通过使能控制器使得反向比较器输出为0，反向比较器失效，当反向脉冲来临时的工作过程与正向时的一致，然后通过加法器实现正向峰值保持器和反向峰值保持器的相加，从而保证输出信号为单一极性的高电平信号。对于整个脉冲来源方向判断单元而言，当任一TEV传感器传输的局部放电脉冲信号先到达时，其输出会通过可控开关将其他三个电路的输出短接至地，从而保证控制处理单元6接收到的信号中只有一路为高电平，以判断该路为到达最快的信号，即可得到括TEV传感器中距离潜在局部放电源最近的传感器。
图6所示，基于上述高压开关柜局部放电定位检测系统的检测方法，包括以下步骤：在确定传感器组检测到TEV信号之后，TEV传感器器组单元进入定向判断；在第一个判断周期，控制处理单元6对四路脉冲来源方向判断单元输出的可控开关控制信号均不作用，因此，当任一TEV传感器采集到的局部放电脉冲信号经过其自身脉冲来源方向判断单元电路先到达时，其脉冲来源方向判断单元输出会通过可控开关将其他三个电路的输出短接至地，从而保证控制处理单元6收到的信号中只有一路为高电平，以得出到达最快的信号所对应的传感器；在第二个判断周期，控制处理单元6将第一周期内到达最快的信号所在脉冲来源方向判断单元输出短接地，其他三路控制信号均不作用，从而按照第一周期的工作原理得出剩下三路中到达最快的信号所对应的传感器；依次类推，通过三个周期即可得到局部放电信号到达四个传感器位置处的先后顺序。通过局部放电信号到达四个传感器的先后顺序可以得出其距离局部放电源的远近，从而判断出局部放电源对应开关柜柜面相对于传感器组的方向，进而移动传感器组接近放电源处。
如图7所示，根据定向判断结果移动传感器组位置使其靠近放电源对应柜面处，数次移动后，结合方向判断结果及信号强度即可实现对局部放电的定位。以图7中的实施过为例：在第一个位置，左下角传感器信号到达最快，左上角传感器次之，根据平面距离可判断目标位置在传感器组正左方至正左下方的45度夹角区域内，选择向左移动至第二个位置；第二个位置结果与第一个相同，继续向左移动；第三个位置处，右下角传感器信号到达最快，左下角传感器次之，根据平面距离可判断目标位置在传感器组正下方至正右下方的45度夹角区域内，选择向下移动；第四个位置处，右上角传感器信号到达最快，左上角传感器次之，根据平面距离可判断目标位置在传感器组正上方至正右上方的45度夹角区域内；结合第三个位置处判断结果，即可锁定目标位置所在区域；在目标区域内进行移动，结合局部放电信号强度，很快即可找到目标位置，定位工作完成。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高压开关柜局部放电定位检测系统，其特征在于，包括TEV传感器器组单元(1)、滤波放大单元(2)、脉冲来源方向判断单元(3)、控制处理单元(6)和供电单元(7)；供电单元(7)用于系统供电；
TEV传感器器组单元(1)包括四个TEV传感器，四个TEV传感器依次连线为正方形，TEV传感器用于采集局部放电脉冲信号，并将采集的局部放电脉冲信号发送至滤波放大单元(2)；
滤波放大单元(2)对每一个TEV传感器传送的局部放电脉冲信号进行滤波放大后传输至脉冲来源方向判断单元(3)；
脉冲来源方向判断单元(3)用于获取四个TEV传感器采集的局部放电脉冲信号并将第一个到达脉冲来源方向判断单元(3)的局部放电脉冲信号传输至控制处理单元(6)，控制处理单元(6)将第一个到达脉冲来源方向判断单元(3)的局部放电脉冲信号所对应的TEV传感器连接的脉冲来源方向判断单元传输电路切断，脉冲来源方向判断单元(3)获取剩余TEV传感器采集的局部放电脉冲信号中第一个到达脉冲来源方向判断单元(3)的局部放电脉冲信号传输至控制处理单元(6)，控制处理单元(6)根据获取的局部放电脉冲信号的顺序得到采集相应局部放电脉冲信号的TEV传感器位置，从而得到局部放电脉冲信号发生源与TEV传感器的相对位置。
2.根据权利要求1所述的一种高压开关柜局部放电定位检测系统，其特征在于，还包括检波单元(4)和数据采集单元(5)，数据采集单元(5)用于对滤波放大单元(2)滤波放大后的局部放电脉冲信号进行采样，获取局部放电脉冲信号信号特征值，检波单元(4)用于将滤波放大单元(2)滤波放大后的局部放电脉冲信号进行降频后传输给数据采集单元(5)进行采样。
3.根据权利要求2所述的一种高压开关柜局部放电定位检测系统，其特征在于，数据采集单元(5)包括位数为16位的四通道数据采集卡，数据采集卡采样率为10MS/s，四通道数据采集卡分别对通过检波单元的四组TEV超声信号进行采集。
4.根据权利要求1所述的一种高压开关柜局部放电定位检测系统，其特征在于，TEV传感器中心频率均为40MHz，带宽为1-80MHz。
5.根据权利要求1所述的一种高压开关柜局部放电定位检测系统，其特征在于，控制处理单元(6)采用嵌入式微处理器。
6.根据权利要求1所述的一种高压开关柜局部放电定位检测系统，其特征在于，滤波放大单元(2)电路为滤波放大电路，包括两级级联的AD8009芯片。
7.根据权利要求6所述的一种高压开关柜局部放电定位检测系统，其特征在于，AD8009芯片电路包括运算放大器、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C11和电容C12，电容C11的一端为连接TEV传感器输出端，电容C11的另一端接电阻R11一端和电容C12一端，电容C12的另一端接电阻R12一端、电阻R13一端和运算放大器的同相输出端，电阻R13的另一端接地，电阻R11的另一单接电阻R12的另一端、运算放大器的输出端和电阻R14的一端，电阻R14的另一端接运算放大器的反向输入端和电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地，运算放大器的输出端为AD8009芯片的输出端；两级级联的AD8009芯片中，其中一个AD8009芯片的电阻R11接TEV传感器输出端，其中一个AD8009芯片的输出端连接另一个AD8009芯片中的电阻R11一端。
8.根据权利要求1所述的一种高压开关柜局部放电定位检测系统，其特征在于，脉冲来源方向判断单元(3)电路包括四个并联的单脉冲来源方向判断电路，单脉冲来源方向判断电路的输出端均连接有两个并联的可控开关，其中一个单脉冲来源方向判断电路输出端连接的一个可控开关连接控制处理单元(6)，其中一个单脉冲来源方向判断电路输出端连接的另一个可控开关连接其余三个单脉冲来源方向判断电路的输出端。
9.一种基于权利要求1所述高压开关柜局部放电定位检测系统的高压开关柜局部放电定位检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)、通过四个TEV传感器同时实施采集的局部放电脉冲信号并将第一个到达脉冲来源方向判断单元的局部放电脉冲信号传输至控制处理单元；
步骤2)、控制处理单元将第一个到达脉冲来源方向判断单元的局部放电脉冲信号所对应的TEV传感器连接的脉冲来源方向判断单元传输电路切断，然后进行步骤1)重新获取剩余TEV传感器采集的局部放电脉冲信号中第一个到达脉冲来源方向判断单元的局部放电脉冲信号传输至控制处理单元，控制处理单元根据获取的局部放电脉冲信号的顺序得到采集相应局部放电脉冲信号的TEV传感器位置；
步骤3)、重复步骤2)得到所有TEV传感器获取的局部放电脉冲信号的顺序，从而得到局部放电脉冲信号发生源与TEV传感器的相对位置。
10.根据权利要求9所述高压开关柜局部放电定位检测系统的高压开关柜局部放电定位检测方法，其特征在于，步骤3)中，以四个TEV传感器的中心位置为坐标原点建立直角坐标系，直角坐标系的X轴垂直于四边形的两个平行边，直角坐标系的Y轴垂直于四边形的另外两个平行边；若采集的四个局部放电脉冲信号之间的最大时间差小于对角设置的两个TEV传感器间距下局部放电脉冲信号传输时间，则局部放电脉冲信号发生源位于四个TEV传感器组成的正方形之间，若四个TEV传感器之间形成的正方形尺寸小于等于局部放电脉冲信号源定位范围，则完成局部放电脉冲信号源的定位；若采集的四个局部放电脉冲信号之间的最大时间差大于对角设置的两个TEV传感器间距下局部放电脉冲信号传输时间，则局部放电脉冲信号发生源位于第一个接收到局部放电脉冲信号的TEV传感器所在象限，则将TEV传感器器组单元沿X轴或Y轴向最先接收到局部放电脉冲信号的TEV传感器所在象限移动，直至四个局部放电脉冲信号之间的最大时间差小于对角设置的两个TEV传感器间距下局部放电脉冲信号传输时间，则完成局部放电脉冲信号源的定位。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010339329.6A CN111505455B (zh) | 2020-04-26 | 2020-04-26 | 一种高压开关柜局部放电定位检测系统及检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010339329.6A CN111505455B (zh) | 2020-04-26 | 2020-04-26 | 一种高压开关柜局部放电定位检测系统及检测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111505455A true CN111505455A (zh) | 2020-08-07 |
| CN111505455B CN111505455B (zh) | 2023-03-14 |
Family
ID=71874717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010339329.6A Active CN111505455B (zh) | 2020-04-26 | 2020-04-26 | 一种高压开关柜局部放电定位检测系统及检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111505455B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111916305A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-11-10 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一种高压真空断路器中真空度监测方法和装置 |
| CN111999620A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-11-27 | 珠海华网科技有限责任公司 | 一种电力设备局部放电多通道联合定位方法 |
| CN112017907A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-12-01 | 黄山学院 | 一种真空断路器真空度劣化非接触探测方法及其预警装置 |
| CN112213585A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-12 | 国网山东省电力公司枣庄供电公司 | 考虑温度场变化的高压开关柜局部放电定位方法及系统 |
| CN112285508A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-01-29 | 北京交通大学 | 一种用于高压电力电缆局部放电的定位方法 |
| CN114034993A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-11 | 国网青海省电力公司检修公司 | 一种基于tev与特高频法的开关柜局部放电定位测试方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1297814A (en) * | 1970-01-07 | 1972-11-29 | Improvements in or relating to fault detectors | |
| CN102692588A (zh) * | 2012-06-08 | 2012-09-26 | 华北电力大学（保定） | 高压开关柜局部放电检测定位系统和方法 |
| CN202471903U (zh) * | 2012-03-20 | 2012-10-03 | 上海市电力公司 | 一种开关柜局部放电tev检测系统 |
| CN103809087A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-05-21 | 广西桂网电力试验有限公司 | 基于plc的变压器局部放电信号在线监测装置 |
| CN104808123A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-07-29 | 国家电网公司 | 一种开关柜局部放电检测系统 |
| CN106443376A (zh) * | 2016-09-20 | 2017-02-22 | 国网天津市电力公司 | 一种含多个tev 传感器的开关柜局部放电定位系统 |
| CN110763959A (zh) * | 2019-09-24 | 2020-02-07 | 武汉汉源既济电力有限公司 | 一种高压开关柜局部放电检测电路及其检测方法 |
-
2020
- 2020-04-26 CN CN202010339329.6A patent/CN111505455B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1297814A (en) * | 1970-01-07 | 1972-11-29 | Improvements in or relating to fault detectors | |
| CN202471903U (zh) * | 2012-03-20 | 2012-10-03 | 上海市电力公司 | 一种开关柜局部放电tev检测系统 |
| CN102692588A (zh) * | 2012-06-08 | 2012-09-26 | 华北电力大学（保定） | 高压开关柜局部放电检测定位系统和方法 |
| CN103809087A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-05-21 | 广西桂网电力试验有限公司 | 基于plc的变压器局部放电信号在线监测装置 |
| CN104808123A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-07-29 | 国家电网公司 | 一种开关柜局部放电检测系统 |
| CN106443376A (zh) * | 2016-09-20 | 2017-02-22 | 国网天津市电力公司 | 一种含多个tev 传感器的开关柜局部放电定位系统 |
| CN110763959A (zh) * | 2019-09-24 | 2020-02-07 | 武汉汉源既济电力有限公司 | 一种高压开关柜局部放电检测电路及其检测方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 邓雨荣,田树军,李锐鹏,胡华,邢雅,李洪杰: "一种改进的10kV开关柜局部放电TEV检测及定位技术", 《绝缘材料》 * |
| 高佳琦,王文华: "暂态对地电压测试技术在高压开关柜局部放电检测定位中的应用", 《电气时代》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112017907A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-12-01 | 黄山学院 | 一种真空断路器真空度劣化非接触探测方法及其预警装置 |
| CN111916305A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-11-10 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一种高压真空断路器中真空度监测方法和装置 |
| CN111999620A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-11-27 | 珠海华网科技有限责任公司 | 一种电力设备局部放电多通道联合定位方法 |
| CN112213585A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-12 | 国网山东省电力公司枣庄供电公司 | 考虑温度场变化的高压开关柜局部放电定位方法及系统 |
| CN112285508A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-01-29 | 北京交通大学 | 一种用于高压电力电缆局部放电的定位方法 |
| CN112285508B (zh) * | 2020-11-17 | 2021-07-02 | 北京交通大学 | 一种用于高压电力电缆局部放电的定位方法 |
| CN114034993A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-11 | 国网青海省电力公司检修公司 | 一种基于tev与特高频法的开关柜局部放电定位测试方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111505455B (zh) | 2023-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111505455B (zh) | 一种高压开关柜局部放电定位检测系统及检测方法 | |
| CN104808124A (zh) | 开关柜局部放电故障位置的声电联合定位方法 | |
| CN109459674B (zh) | 一种开关柜局部放电多节点监测系统同步化装置 | |
| CN203456853U (zh) | 一种用于光伏发电系统的直流电弧检测及保护电路 | |
| CN104748844A (zh) | 四象限光电探测器信号处理系统 | |
| CN105589091A (zh) | 一种碲锌镉CZT区域γ探测器 | |
| CN107422222B (zh) | 一种光伏逆变器判断保险丝好坏的侦测电路 | |
| CN205120859U (zh) | 输电线路电流状态在线监测系统 | |
| CN111413601A (zh) | 一种基于超声阵列的架空线局部放电定位装置和定位方法 | |
| CN103308749A (zh) | 一种电力系统故障电流的快速识别系统及方法 | |
| CN103472376B (zh) | 变压器局部放电特高频定位分析器及其定位分析方法 | |
| CN214669389U (zh) | 多功能便携式配电网故障十字定位探测系统 | |
| CN105445536A (zh) | 一种交流电压采集装置及其工作方法 | |
| CN210180537U (zh) | 一种在线式振动加速度实时采集系统 | |
| CN113452395A (zh) | 一种l频段宽带信号处理装置 | |
| CN210466065U (zh) | 基于电路物理参数检测的控制系统 | |
| CN105242144A (zh) | 输电线路电流状态在线监测系统及方法 | |
| CN108562784B (zh) | 一种应用于磁电流传感器的快速过流检测电路 | |
| CN104749508A (zh) | 一种电力电容器局部放电在线检测装置 | |
| CN216560833U (zh) | 一种gil电弧故障定位在线监测系统 | |
| CN202916243U (zh) | 母线槽运行状态实时无线监测系统 | |
| CN201185335Y (zh) | 一种三相电流保护电路 | |
| CN221326682U (zh) | 一种变电站局部放电监测系统 | |
| CN201489671U (zh) | 多通道车辆检测电路 | |
| CN103809083A (zh) | 一种双cpu结构的电缆局部放电监测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240507 Address after: 100031 No. 86 West Chang'an Avenue, Beijing, Xicheng District Patentee after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Country or region after: China Patentee after: Electric Power Research Institute of State Grid Shaanxi Electric Power Co.,Ltd. Patentee after: XI'AN JIAOTONG University Address before: 100031 No. 86 West Chang'an Avenue, Beijing, Xicheng District Patentee before: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Country or region before: China Patentee before: STATE GRID SHAANXI ELECTRIC POWER Research Institute Patentee before: XI'AN JIAOTONG University |