CN2736782Y - 变压器局部放电超高频（uhf）在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变压器局部放电超高频(UHF)在线监测装置。该装置由超高频传感器、高频同轴馈线、信号硬件调理单元、高频同轴电缆、A/D采集卡和工控机组成；超高频传感器连同人(手)孔法兰端盖一体安装在变压器油箱壁的人(手)孔上，位于变压器的内部；本实用新型克服了通过变压器事故放油阀或油箱顶部泄漏阀进行传感器安装时由于安装位置尺寸限制和有效检测范围小而牺牲传感器性能的缺点，通过信号硬件调理单元进行信号调理，能够更有效地在整个检测频带内提取放电信号，提高检测的灵敏度。

Description

变压器局部放电超高频(UHF)在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种电力变压器在线监测装置，特别涉及一种变压器局部放电超高频(UHF)在线监测装置。

技术背景

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，而电力变压器是电力系统的枢纽设备，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，绝缘故障是影响变压器正常运行的主要原因，而局部放电是造成绝缘故障的重要原因。因此，对局部放电的有效检测，尤其是不间断的在线监测，对于电力设备的安全稳定运行具有重要意义。由于运行现场干扰严重，广泛应用的脉冲电流法通常只能被用于变压器出厂时的型式试验或离线检测，无法有效地应用于在线监测。超声波检测是目前应用较广泛的变压器局部放电在线监测方法，但由于变压器复杂的内部结构和变压器的外壳对局部放电超声波信号的严重衰减，使得超声波检测的灵敏度很低，有时无法在现场有效地检测到信号。气相色谱仪通过分析各种气体的组成和浓度可确定故障类型和故障程度，其缺点在于油气分离是一个长期的监测过程，不能反映突发性故障。超高频检测技术由于频段较高，可以有效地避开常规局部放电测量中的电晕、开关操作等多种电气干扰；由于采用的检测频带很宽，所以该方法的检测灵敏度很高，所以超高频(UHF)检测的特点使其在局部放电检测领域具有其他方法无法比拟的优点。

超高频传感器的安装有内置和外置两种方式。外置传感器由于油箱的屏蔽作用，不能发挥超高频检测技术灵敏度高的特点。将传感器安装在变压器内部则可以充分保证传感器的检测灵敏度，并利用变压器油箱有效屏蔽外部干扰信号。目前实用的安装方法是通过变压器事故放油阀将传感器置入变压器油箱底部，或通过油箱顶部的泄漏阀进行安装。由于放油阀内径一般小于12厘米，要在变压器底部放油阀处安装UHF传感器，就得由于安装尺寸的限制必须缩小天线而牺牲天线的性能；此外，由于安装部位较靠近油箱底部或顶部，所以传感器有效接收范围小。如果要在变压器油箱上开孔，不但现场施工是个极其困难的问题，开孔后由于电场的畸变会出现象局部过热等一系列问题，这需要大量的电磁场计算为基础，用户和变压器生产单位目前都不会接受。目前已有的超高频在线监测系统是通过混频技术对原始局放信号的进行调理的，由于混频技术是一种窄带提取信号的方法，所以在很大程度上牺牲了检测的灵敏度。

实用新型内容

为了改进现有技术的不足，本实用新型提供了一种变压器局部放电在线监测装置，该装置通过人(手)孔方式安装传感器，既可以使UHF传感器不用安装于放油阀，为了缩小传感器尺寸而牺牲天线的性能，又不用改变变压器油箱结构；该装置采用峰值检波技术在宽频带内有效地提取信号，从而大大提高了检测的灵敏度并有效地进行局放信号的监测，使人们能随时了解变压器运行过程中的局部放电状况，预防变压器绝缘故障发生。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：变压器局部放电超高频(UHF)在线监测装置由超高频传感器、高频同轴馈线、信号硬件调理单元、高频同轴电缆、A/D采集卡和工控机组成。超高频传感器通过变压器本身的人(手)孔位置进行预安装，固定在法兰端盖内侧并一体化安装在变压器油箱上，并通过高频同轴馈线引出到人(手)孔法兰端盖外部，利用N型连接端子接至信号硬件调理单元。硬件调理单元由带通滤波器、带宽为300M～1500MHz、增益为35～45dB的放大器、检波脉冲宽度为100μs～400μs的峰值检波器和功分器组成。传感器接收到的超高频信号经过信号硬件调理单元的调理输出检波信号。信号硬件调理单元通过高频电缆与现场工控机相连，工控机内部安装数据采集卡，可以实现对信号硬件调理单元输出的检波信号进行A/D转换。现场工控机对数字信号进行处理，提取出局部放电信号的幅值、相位、放电次数等重要参量并以数据文件形式保存。通过对变压器的局部放电信号进行连续监测，实时显示单个工频周期的放电情况；由于手机信号是本监测装置的主要干扰，因而在将信号进行保存或进行统计计算之前先对信号进行干扰识别，若其中含有手机信号，则工频周期内的信号置零；当采集100个工频周期的信号后，进行一次统计计算，统计结果进行保存；每天零点对前一天的统计结果进行计算得出当日的放电发展趋势，结果进行保存。

本实用新型实现了在不改变变压器油箱结构及UHF传感器尺寸的情况下，通过变压器人(手)孔将UHF传感器安装于变压器内部，克服了通过变压器事故放油阀或油箱顶部泄漏阀进行传感器安装时由于安装位置尺寸限制和有效检测范围小而牺牲传感器性能的缺点。通过峰值检波技术进行信号调理，能够更有效地在整个检测频带内提取放电信号，提高检测的灵敏度。

附图说明

图1本实用新型结构连接示意图

图2信号硬件调理原理示意图

具体实施方法

如图1和图2所示，基于人(手)孔传感器安装方式的变压器局部放电超高频(UHF)在线监测装置的传感器1通过变压器本身的人(手)孔位置进行预安装，将传感器1固定在法兰端盖3内侧并一体化安装在变压器油箱2上。传感器1通过RG402U高频电缆4引出到人(手)孔法兰端盖3外部，利用N型连接端子接至信号硬件调理单元5。硬件调理单元5的结构如图2所示，由带通滤波器、带宽为300M～1500MHz、增益为40dB的放大器、检波脉冲宽度为100μs的峰值检波器和功分器组成。硬件调理单元5经高频同轴电缆6与现场工控机8内部的A/D采集卡7连接，A/D采集卡7采用的是PCI9812。

Claims (2)

1、一种变压器局部放电超高频(UHF)在线监测装置，其特征是：它是由超高频传感器、高频同轴馈线、信号硬件调理单元、高频同轴电缆、A/D采集卡和工控机组成；所述超高频传感器通过变压器本身的人(手)孔位置固定在法兰端盖内侧并一体化安装在变压器油箱上，且通过高频同轴馈线引出到人(手)孔法兰端盖外部，利用N型连接端子接至信号硬件调理单元；所述信号硬件调理单元通过高频电缆与现场工控机相连，该工控机内部安装有对信号硬件调理单元输出的检波信号进行A/D转换的数据采集卡。

2、根据权利要求1所述的一种变压器局部放电超高频(UHF)在线监测装置，其特征是：所述信号硬件调理单元依序由带通滤波器、带宽为300M～1500MHz、增益为35～45dB的放大器、功分器和检波脉冲宽度为100μs～400μs的峰值检波器联接组成。

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