CN202421417U - 一种基于声电同步进行变压器局放精确定位的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于声电同步进行变压器局放精确定位的装置，包括：高频信号单元、超声信号单元，所述的高频信号单元和超声信号单元分别连接数据采集单元，所述的数据采集单元连接后台诊断单元。优点是：利用局放过程中产生的声发射信号来对其进行判断和定位可以对变压器进行在役实时和连续监测；可以免受电磁干扰的影响，因此可用于电磁干扰非常严重的场合；采用双多边曲面计算方法，利用声波在变压器油等介质中的传播特性，根据超声信号在变压器内部的传输特性，快速精确计算出信号到达各个传感器的时间差，对局部放电源进行定位。

Description

一种基于声电同步进行变压器局放精确定位的装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于声电同步进行变压器局放精确定位的装置。

背景技术

局部放电是导致变压器等电力设备绝缘劣化的主要原因，由于高压电力变压器是电力系统的重要设备，其质量直接影响着电网的安全运行，随着电压等级的提高，要求变压器的绝缘结构更加紧凑，因而局部放电量已成为变压器绝缘老化的重要特征，很多故障都可以从局部放电量中得到反映，如局部放电量放电量和放电模式的变化等。通过局放信号的检测和分析，能够判断变压器内部是否存在绝缘缺陷。

现有技术中的传统局部放电检测方法是基于IEC60270标准的，这种检测方法的缺点是：不能对局部放电源进行定位，只能用于实验室研究并不适合现场测试。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种基于声电同步进行变压器局放精确定位的装置，其能够确定局放缺陷的位置，评估判断缺陷类型。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种基于声电同步进行变压器局放精确定位的装置，包括：高频信号单元、超声信号单元，所述的高频信号单元和超声信号单元分别连接数据采集单元，所述的数据采集单元连接后台诊断单元。

所述的高频信号单元包括高频传感器，所述的高频传感器连接高频放大器。

所述的高频传感器的数目为至少一个。

所述的超声信号单元包括超声传感器，所述的超声传感器连接超声放大器。

所述的超声传感器的数目为至少四个。

所述的超声传感器为压电陶瓷型声发射传感器。

所述的数据采集单元包括：信号分配接口模块，所述的信号分配接口模块连接高频放大器与超声放大器；A/D转换模块，所述的A/D转换模块与所述的信号分配接口模块连接；DSP信号处理模块，所述的DSP信号处理模块与A/D转换模块连接。

所述的信号分配接口模块具有以太网/光纤接口。

所述的信号分配接口模块连接有滤波器。

所述的后台诊断单元为内植控制分析程序的工控机。

本实用新型相对于现有技术具有以下突出的实质性特点和显著的进步：

第一，利用局放过程中产生的声发射信号来对其进行判断和定位可以对变压器进行在役实时和连续监测；可以免受电磁干扰的影响，因此可用于电磁干扰非常严重的场合；利用声波在变压器油等介质中的传播特性可以对局部放电源进行定位。

第二，采用双多边曲面计算方法，根据超声信号在变压器内部的传输特性，快速精确计算出信号到达各个传感器的时间差，进行放电位置定位。

第三，有效地实施变压器缺陷的定位，及时发现所有变压器的内部隐患，评估变压器缺陷的危险性，避免变压器事故以及变压器的快速修复能够实现修试检修人员对变压器进行逐个缺陷查找，发现问题，及时消缺。

附图说明

图1为本实用新型的基于声电同步进行变压器局放精确定位的装置的结构示意图；

图2为图1所示装置的超高频信号单元的结构示意图；

图3为图1所示装置的超声信号单元的结构示意图；

图4为图1所示装置的数据采集单元的结构示意图；

图5为图1所示装置的实施例结构示意图；

图6为数据采集单元的另一实施例的结构示意图；

图7为本实用新型的装置的又一实施例结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的基于声电同步进行变压器局放精确定位的装置，包括：高频信号单元21、超声信号单元31，所述的高频信号单元21和超声信号单元31分别连接数据采集单元51，所述的数据采集单元51连接后台诊断单元81。

图2为图1所示装置的高频信号单元的结构示意图，如图所示，所述的高频信号单元21包括高频传感器22，所述的高频传感器22连接高频放大器23。具体实施：所述的高频传感器22采用一个高频CT来探测和定位。

图3为图1所示装置的超声信号单元的结构示意图，如图所示，所述的超声信号单元31包括超声传感器32，所述的超声传感器32连接超声放大器33，具体实施：所述的超声传感器32采用至少四个以X型进行安装在相应的位置，所述的超声传感器32为压电陶瓷型声发射传感器。

图4为图1所示装置的数据采集单元的结构示意图，所述的数据采集单元51包括：信号分配接口模块511，所述的信号分配接口模块511连接高频放大器23与超声放大器33；A/D转换模块512，所述的A/D转换模块512与所述的信号分配接口模块511连接DSP信号处理模块513，所述的DSP信号处理模块513与A/D转换模块512连接。

图5为图1所示装置的实施例结构示意图，如图所示，高频传感器22连接高频放大器23，超声传感器32连接超声放大器33，信号分配接口模块511连接高频放大器23与超声放大器33；A/D转换模块512，所述的A/D转换模块512与所述的信号分配接口模块511连接；DSP信号处理模块513，所述的DSP信号处理模块513与A/D转换模块512连接，DSP信号处理模块513连接后台诊断单元81。

图6示意了本实用新型的数据采集单元的另一具体实施例的结构，如图所示，所述的信号分配接口模块511具有以太网/光纤接口515。

图7为本实用新型的基于声电同步进行变压器局放精确定位的装置的又一实施例结构示意图，如图所示，如图所示，高频传感器22连接高频放大器23，超声传感器32连接超声放大器33，信号分配接口模块511连接高频放大器23与超声放大器33；所述的信号分配接口模块511连接有滤波器59，滤波器59连接A/D转换模块512，所述的A/D转换模块512与所述的信号分配接口模块511连接；DSP信号处理模块513，所述的DSP信号处理模块513与A/D转换模块512连接，DSP信号处理模块513连接后台诊断单元81。

本实用新型探测和定位局放采用的是双曲面定位法，其原理是：由于各传感器至局部放电源的距离不同，各路超声信号间即存在相对时间差，以这些时间差组成双曲面方程，解出双曲面方程即可得到局部放电源的位置坐标。

设传感器Si(xi，yi，zi)与参考基准传感器S1(x1，y1，z1)的相对实测时差为τi-1(i＝1，2，3，…，m；m≥4)，则相应声波信号的传播时间差为t_i-t1＝τi-1，传播距离差为：

v(t_i-t₁)＝vτ_i-1＝常数    (1)

局放源P(x，y，z)到传感器Si的声传播时间：

$t_i=\frac{\sqrt{{(x-x_i)}^2+{(y-y_i)}^2+{(z-z_i)}^2}}{v}---\left(2\right)$

式(1)称为双曲面方程，满足该方程的点就是双曲面上的点。若测出m-1个相对时差τi-1，同时已知声速v及各传感器坐标时，则可由式(1)、式(2)联立求出局放源的位置。

在实际测量时，可具体采用：4个超声传感器以X型安放在主机的灵动臂上，可依变压器壳体的形状自动调节，1个同步通道，以过滤外部随机干扰，1个传统电PD测量通道(HFCT)可探测局放的存在，与超声传感器结合可消除干扰，提高测量精度，自动定位出局放源位置。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于声电同步进行变压器局放精确定位的装置，其特征在于，包括：高频信号单元、超声信号单元，所述的高频信号单元和超声信号单元分别连接数据采集单元，所述的数据采集单元连接后台诊断单元。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的高频信号单元包括高频传感器，所述的高频传感器连接高频放大器。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的高频传感器的数目为至少一个。

4.如权利要求1至3中任何一项所述的装置，其特征在于：所述的超声信号单元包括超声传感器，所述的超声传感器连接超声放大器。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述的超声传感器的数目为至少四个。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的超声传感器为压电陶瓷型声发射传感器。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的数据采集单元包括：

信号分配接口模块，所述的信号分配接口模块连接高频放大器与超声放大器；

A/D转换模块，所述的A/D转换模块与所述的信号分配接口模块连接；

DSP信号处理模块，所述的DSP信号处理模块与A/D转换模块连接。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：所述的信号分配接口模块具有以太网/光纤接口。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：所述的信号分配接口模块连接有滤波器。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于：所述的后台诊断单元为内植控制分析程序的工控机。

Images