CN203811751U - 一种基于对比拟合分析的电力设备局部放电实验系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于对比拟合分析的电力设备局部放电实验系统，它包括实验电源，其特征在于还以包括：输入端与所述电源连接的实验系统供电回路；脉冲放电量检测回路；作为放电高压源的实验变压器模型；特高频信号检测回路和对比及存储模块。该系统从电气测量的角度，基于大量典型局部放电模拟实验提取不同类型的特高频电磁波放电参数，并与脉冲放电量特征参数对比和拟合，计算出对应脉冲放电量强度。同时，通过探索不同放电类型发展阶段的图谱特征，分析视在放电量和实际放电量之间的对应关系，从而为利用局部放电特高频电磁波检测技术进行放电严重程度的诊断和评估提供可靠依据。同时也对局部放电的机理研究和检测提供了实验平台。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设备局部放电检测中的放电严重程度的诊断和评估，尤其是电力设备局部放电实验系统。
背景技术
局部放电实验是高电压技术研究中的重要内容。目前的局部放电实验模型大多采用针对板模型或气隙模型来进行，这些方法一方面由于需在模型上施加很高的电压，是具有一定危险性的实验线路的放电；另一方面因实验模型不能提供真实的放电波形，给研究局部放电过程带来一定困难。
同时，现有的实验系统在实际应用中还存在一些问题，主要包括：1、当前检测技术厂家众多，没有统一标准；2、各生产厂家的后台软件对放电量的判定不同，对放电类型的定义也不具有普适性。由此导致检测数据不一致，数据对比分析困难。
虽然行业内主要通过局部放电检测来评估电力设备绝缘状态，但仅凭局部放电幅值大小很难判断其放电的严重程度。传统局部放电实验系统不能够检测局部放电的实际放电量，这直接影响到状态检修策略的制定。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于对比拟合分析的电力设备局部放电实验系统，以局部放电的脉冲放电量与特高频电磁波信号对比为依据，采用实际的低电压供电回路，建立一种新的局部放电实验系统，可在低压情况下，产生局部放电时诸如电脉冲、特高频电磁波等的大部分现象，更重要的是还可以模拟介质中局部放电的内部实际电信号，通过和检测阻抗上所获得的电信号进行对比分析，将对局部放电的机理以及局部放电的测量与标定提供很大的帮助。
为达上述目的，本实用新型的技术方案为：
一种基于对比拟合分析的电力设备局部放电实验系统，它包括实验电源，其特征在于还包括：
输入端与所述电源连接，包括调依序连接的压变压器、隔离变压器和升压变压器的实验系统供电回路；
脉冲放电量检测回路,它包括依序连接的耦合电容分压器、阻抗测试仪和局部放电脉冲电流测试仪，其中，耦合电容分压器通过升压变压器的输出端进行耦合电容采样；
作为放电高压源的实验变压器模型，实验变压器模型的输入端通过高压电缆与所述的升压变压器的输出端连接，将变换后的电压接入实验变压器模型；
特高频信号检测回路，它包括依序连接的特高频电磁波检测传感器和局部放电特高频电磁波检测分析系统，其中，特高频电磁波检测传感器提取实验变压器模型产生的特高频特征信号；
对比及存储模块，它对特高频信号检测回路和脉冲放电量检测回路采集的特高频特征信号与脉冲放电量特征信号的进行对比拟合分析，并将对比拟合分析结果存储。
以上结构的电力设备局部放电实验系统，从电气测量的角度，基于大量典型局部放电模拟实验提取不同类型的特高频电磁波放电参数，对局部放电实验变压器模型进行研究，并与脉冲放电量特征参数对比和拟合，计算出对应脉冲放电量强度。同时，通过探索不同放电类型发展阶段的图谱特征，分析视在放电量和实际放电量之间的对应关系，从而为利用局部放电特高频电磁波检测技术进行放电严重程度的诊断和评估提供可靠依据。不仅解决在实验中测量实际放电的问题，为深入研究局部放电现象提供了实验基础，同时也对局部放电的机理研究和检测提供了实验平台。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理框图；
在图中，实验电源1，调压变压器2，隔离变压器3，升压变压器4，耦合电容分压器5，阻抗测试仪6，局部放电脉冲电流测试仪7，实验变压器模型8，特高频电磁波检测传感器9，局部放电特高频电磁波检测分析系统10，对比及存储模块11。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作进一步说明。
图1所示，是本实用新型的结构原理框图，从图中可知其工作原理为：
1）实验系统供电回路包括实验电源1、调压变压器2、隔离变压器3、升压变压器4。其中，实验电源1提供模拟局部放电现象的电源，采用三相380V的单相连接方式供电；
2）调压变压器2可在一定电压范围内连续调节控制实验电源1的输出电压，并提供输出电压至隔离变压器3；
3）隔离变压器3属于安全电源，用于隔离实验回路与供电回路，起到保护作用；
4）升压变压器4用来把380V交变电压变换为同频率的另一较高数值交变电压的变压器，并通过高压电缆将变换后电压接入实验变压器模型8，作为模型的放电高压源；
5）脉冲放电量检测回路包括耦合电容分压器5、阻抗测试仪6、局部放电脉冲电流测试仪7。其中，耦合电容分压器5通过升压变压器5的输出端进行耦合电容采样；
6）阻抗测试仪6通过脉冲放电量进行耦合电容采样后，由阻抗测试仪6匹配检测脉冲放电量所等同的阻抗，并引入局部放电脉冲电流测试仪7中，以实时读取当前的脉冲放电量参数；
7）局部放电脉冲电流测试仪7实时读取当前的脉冲放电量特征信号，灵敏度为2mS；
8）实验变压器模型8可根据升压变压器4提供的电源，模拟沿面、针板、自由颗粒和悬浮电极等四种放电现象；其中，模拟沿面是指电场中固体或液体与气体或液体等不同介质分界面。沿面放电的原理是高低压电极都分布在绝缘油和绝缘板界面上，在电压较高时在绝缘界面上产生局部放电，严重时产生肉眼可见的爬电现象。例如，可采用圆筒电极来模拟变压器模型产生局部放电信号，其圆筒电极为两个互相同轴的圆筒组成，内圆筒直径：100mm；外圆筒直径：200mm。通过在内圆筒，即内电极的外表面放置金属针尖、颗粒等，并加电流产生局部放电；在外圆筒（外电极）的内表面放置金属针尖、颗粒等，并加电流产生局部放电；
9）特高频信号检测回路包括特高频电磁波检测传感器9、局部放电特高频电磁波检测分析系统10。其中，特高频电磁波检测传感器9提取实验变压器模型8产生的特高频特征信号；
10）局部放电特高频电磁波检测分析系统10对特高频电磁波检测传感器9提取的特高频特征信号进行分析，并判断局部放电类型与程度；
11）对比及存储模块11对特高频信号检测回路和脉冲放电量检测回路采集的特高频特征信号与脉冲放电量特征信号的进行对比拟合分析，并将对比拟合分析结果存储，供技术人员实际应用。
所述特高频电磁波检测传感器9的检测频率为0.3GHz至3GHz。
所述的调压变压器2、隔离变压器3、升压变压器4、耦合电容分压器5、阻抗测试仪6、局部放电脉冲电流测试仪7、实验变压器模型8、特高频电磁波检测传感器9、局部放电特高频电磁波检测分析系统10和对比及存储模块11均为现有技术或产品，或为本领域的技术人员根据现有技术和需要能容易做出。
实施例
1）将特高频电磁波检测传感器9安装于实验变压器模型8体外；
2）实验系统供电回路可提供实验变压器模型8的放电高压源，以模拟产生各种程度的局部放电；
3）脉冲放电量检测回路可实时采集实验系统当前的脉冲放电量参数；
4）特高频信号检测回路对实验变压器模型8所产生的局部放电特高频电磁波信号进行检测分析；
5）对比及存储模块对特高频信号检测回路及脉冲放电量检测回路采集的局部放电特征信号进行分析诊断、对比及存储；
6）技术人员使用专用计算机调取对比及存储模块核实确认设备局部放电信号，通过探索不同放电类型发展阶段的图谱特征，分析视在放电量和实际放电量之间的对应关系，从而为利用局部放电特高频电磁波检测技术进行放电严重程度的诊断和评估提供可靠依据。
本实用新型在实际应用中具有以下优点：
1）数据准确：系统可同时采集脉冲放电量特征信号与特高频特征信号；实现数据对比分析；同时，利用两种特征信号测试回路组成的实验系统解决了在实验中测量视在放电量的标定问题，对局部放电的机理研究和检测提供了实验基础；
2）安装简单：特高频电磁波检测传感器可安装于实验变压器模型体外，不改变设备原有结构及运行方式；
3）安全稳定：隔离变压器实现电压回路与高压回路隔离，保证供电安全及人身安全；
4）配置灵活：通过一台精度0.5V的调压变压器进行电压控制，将输出电压通过隔离变压器保护后接入1:625的实验变压器模型，作为模型的放电高压源。理论上该高压回路可达到200千伏以上的最大电压，可满足模拟不同程度的局部放电需要；
5）一体化配置：通过供电回路、实验变压器模型传感器、检测分析系统、对比及存储模块等实现局部放电信号检测、分析诊断、数据对比及存储的全过程控制。
Claims (7)
1.一种基于对比拟合分析的电力设备局部放电实验系统，它包括实验电源，其特征在于还包括：
输入端与所述实验电源（1）连接，包括依序连接的调压变压器（2）、隔离变压器（3）和升压变压器（4）的实验系统供电回路；
脉冲放电量检测回路,它包括依序连接的耦合电容分压器（5）、阻抗测试仪（6）和局部放电脉冲电流测试仪（7），其中，耦合电容分压器（5）通过升压变压器（4）的输出端进行耦合电容采样；
作为放电高压源的实验变压器模型（8），实验变压器模型（8）的输入端通过高压电缆与所述的升压变压器（4）的输出端连接，将变换后的电压接入实验变压器模型（8）；
特高频信号检测回路，它包括依序连接的特高频电磁波检测传感器（9）和局部放电特高频电磁波检测分析系统（10），其中，特高频电磁波检测传感器（9）提取实验变压器模型（8）产生的特高频特征信号；
对比及存储模块（11），它对特高频信号检测回路和脉冲放电量检测回路采集的特高频特征信号与脉冲放电量特征信号的进行对比拟合分析，并将对比拟合分析结果存储。
2.根据权利要求1所述的电力设备局部放电实验系统，其特征在于：
所述的实验电源（1）提供模拟局部放电现象的电源，采用三相380V的单相连接方式供电。
3.根据权利要求1所述的电力设备局部放电实验系统，其特征在于：
所述的调压变压器（2）可在一定电压范围内连续调节控制实验电源（1）的输出电压，并提供输出电压至隔离变压器（3）。
4.根据权利要求1所述的电力设备局部放电实验系统，其特征在于：
所述的升压变压器（4）用来把380V交变电压变换为同频率的另一较高数值交变电压的变压器，并通过高压电缆将变换后电压接入实验变压器模型（8），作为模型的放电高压源。
5.根据权利要求1所述的电力设备局部放电实验系统，其特征在于：
所述的耦合电容分压器（5）通过升压变压器（5）的输出端进行耦合电容采样。
6.根据权利要求1所述的电力设备局部放电实验系统，其特征在于：
所述的局部放电脉冲电流测试仪（7）实时读取当前的脉冲放电量特征信号，灵敏度为2mS。
7.根据权利要求1所述的电力设备局部放电实验系统，其特征在于：
所述的特高频电磁波检测传感器（9）提取实验变压器模型（8）产生的特高频特征信号。
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