基于高频法的多物理场耦合油纸绝缘局部放电检测系统技术方案

技术编号:19401132 阅读:59 留言:0更新日期:2018-11-10 06:22
本实用新型专利技术公开一种基于高频法的多物理场耦合油纸绝缘局部放电检测系统,主要由多物理场耦合油纸绝缘局部放电模块、高频信号分析模块、信号传输模块、主机显示模块四个部分构成;所述多物理场耦合油纸绝缘局部放电模块包含直流电源、谐波电源、电压调节单元和模拟局部放电装置;所述直流电源和所述谐波电源的输出端连接所述电压调节单元的输入端,所述电压调节单元的输出端连接所述模拟局部放电装置的输入端;所述模拟局部放电装置的输出端连接所述高频信号分析模块的输入端;所述信号传输模块的输出端连接所述主机显示模块的输入端。本实用新型专利技术能够实现准确的信号捕捉,通过将采集结果通过无线传输至数据分析单元,保证操作安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
基于高频法的多物理场耦合油纸绝缘局部放电检测系统
本技术属于油纸绝缘局部放电检测领域,具体涉及一种基于高频法的多物理场耦合油纸绝缘局部放电检测系统,针对在多物理场下换流变压器阀侧套管用油纸绝缘的局部放电检测。
技术介绍
局部放电的破坏作用主要是热、带电荷粒子的撞击、放电发展过程中产生的化学活性生成物及冲击波与辐射作用。由于上述因素的作用使表面损坏,从而改变材料结构。由于材料组成不同局部放电会造成不同的破坏作用,局部放电的破坏作用主要是离子轰击,而对聚乙烯则主要是引起裂解。局部放电的破坏作用和电场强度、电压频率等因素也有关,放电次数和放电频率成正比,高频率,除了导致介质发热,同时会缩短绝缘的电老化寿命。增加了绝缘承受的电场强度,使放电次数增加,一样会使老化进程加速。局部放电会降低绝缘性能,在局部放电的长期严重作用之下,有时能够导致绝缘击穿。近年来随着高压直流输电工程(HighVoltageDirectCurrent,HVDC)发展,直流电压,脉冲电压和谐波电压作用下油纸绝缘局部放电现象分析成为研究热点。但是现阶段,国内外对多物理场电压下局部放电的试验与诊断技术的研究仍然处于起步阶段。高频局部放电检测法是用于电力设备局部放电缺陷检测与定位的常用测量方法之一。其检测频率范围通常为3-30MHz,具有抗干扰能力强,检测灵敏度高等优点,可用广泛应用于高压电力设备局部放电类缺陷的检测、定位和故障类型识别。Zigbee串口模块是基于Zigbee2007/PRO协议栈的2.4GZigbee无线串口透明传输通信模块。模块基于TI高性能低功耗的2.4G射频收发芯片CC2530及大功率低噪声射频前端芯片CC2591,实现极易使用、全透明、高稳定、超低功耗、超远距离、超大规模Zigbee无线传感网络的组网。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种基于高频法的多物理场耦合油纸绝缘局部放电检测系统,利用高频电流传感器(HFCT)的局部放电检测技术,并在多物理场下油纸绝缘局部放电缺陷进行诊断和识别。本技术是通过结合高频电流传感器与直流叠加谐波电压装置,能够对运行的油纸绝缘局部放电进行高灵敏度的检测,并进行信号采集和信号分析,随后将结果传送至主机,进而从局部放电方面描述油纸绝缘劣化的局部放电检测系统本技术为解决所提出的技术问题,采用的技术方案是:基于高频法的多物理场耦合油纸绝缘局部放电检测系统,主要由多物理场耦合油纸绝缘局部放电模块、高频信号分析模块、信号传输模块、主机显示模块四个部分构成;所述多物理场耦合油纸绝缘局部放电模块包含直流电源、谐波电源、电压调节单元和模拟局部放电装置;所述直流电源和所述谐波电源的输出端连接所述电压调节单元的输入端,所述电压调节单元的输出端连接所述模拟局部放电装置的输入端;所述模拟局部放电装置由一个恒温预热平台和设置于所述恒温预热平台上的两个指压型电极构成:其中一个指压型电极与所述电压调节单元的输出端相连,另一个指压型电极与大地相连;所述模拟局部放电装置的输出端连接所述高频信号分析模块的输入端;所述高频信号分析模块用以获取油纸绝缘所产生的高频局部放电信号,包括依次串接的高频电流传感器、放大电路、滤波电路和检波电路,所述检波电路输出端连接至信号传输模块的输入端;所述信号传输模块用于采集局部放电数据并进行无线传输,采用微处理器芯片(MicroprogrammedControlUnit,MCU)作为主处理器,并通过串口通信,搭载Zigbee发送模块完成对数据的无线传输;所述Zigbee发送模块的输出端连接射频(RadioFrequency,RF)天线,通过无线连接至主机的Zigbee接收模块的串口;所述信号传输模块的输出端连接所述主机显示模块的输入端;所述主机显示模块用于获取从信号传输模块传过来的数据,并进行局部放电相位谱图(PhaseResolvedPartialDischarge,PRPD)和脉冲序列相位谱图(PhaseResolvedPulseSequence,PRPS)的描点,将结果显示在人机界面上,并可进行数据存储和读取。所述直流电源优选静电纺丝高压源。所述谐波电源由一台单进单出变频电源和一台试验变压器构成,所述变频电源输出端通过三相电源线与所述试验变压器的输入端相连。所述高频电流传感器通过高频同轴线接BNC头。所述高频电流传感器采用罗格夫斯基线圈的外置型天线。所述电压调节单元由两个高压薄膜电容和两个高压电阻构成。所述恒温预热平台内置微处理器(MCU)程控温度并配置独立感温探头。所述主机显示模块采用高性能ARM芯片作为微处理器(MCU)。有益效果1、本技术实现同时施加直流电压和谐波电压,能够准确模拟换流变压器阀侧套管的复杂工况,并且正负直流电源切换快捷,保证实验安全。谐波电压发生器的输出电压和频率均可调节,保证功能完善。2、技术采用罗格夫斯基线圈的输出功率低,线性度好,能够更加准确捕捉到局部放电信号,能够有效去除部分干扰信号。3、主机分析功能强大,具有数据对比库和分析模式,能够查阅存储历史数据,并能够自行定义图片编号和日期,从PRPD和PRPS两种谱图协同分析局部放电特征,并进行模式识别。4、本技术具备多种图形参数设置功能,可进行可视化降噪功能,可设定阈值和采样间隔以及电源频率等。5、本技术实现完全数字化显示,界面更加直观,简洁明了,人机交互友好。6、与现有检测技术和检测装置相比,本技术能够准确模拟换流变压器阀侧套管用油纸绝缘在实际工况下所产生的局部放电信号,检测准确,便于工作人员操作设置和诊断,采用基于高频法的检测系统更具优势,能够实现准确的信号捕捉,通过将采集结果通过无线传输至数据分析单元,保证操作安全可靠。附图说明图1是本技术的电压调节单元电路接线图;图2是本技术的系统结构装置图及系统框架图;图3是本技术的高频信息分析模块框图;图4是本技术高频电流传感器(HFCT)外观;图5是本技术的主机界面。具体实施方式下面结合附图和具体实施例,进一步说明本技术的基于高频法的多物理场耦合油纸绝缘局部放电检测系统是如何实现的。本技术通过高频电流传感器和多物理场耦合局部放电装置的结合,对油纸绝缘局部放电进行检测,从PRPD和PRPS谱图两个方面描述油纸绝缘在多物理场耦合作用下的局部放电特征,研究换流变压器阀侧套管内绝缘的介电性能。本技术的目的能够通过以下措施来达到:提供一种基于高频法的多物理场耦合油纸绝缘局部放电检测系统,即一种基于高频电流传感器和多物理场耦合局部放电装置实现油纸绝缘的局部放电动态和高灵敏度检测。如图2所示,基于高频电流传感器的多物理场耦合油纸绝缘局部放电检测系统,用于研究换流变复杂工况下油纸绝缘的局部放电特征研究。本技术主要由多物理场耦合油纸绝缘局部放电模块、高频信号分析模块、信号传输模块、主机显示模块四个部分构成:其中,多物理场耦合油纸绝缘局部放电模块包含直流电源、谐波电源、电压调节单元和模拟局部放电装置;本实施例中所述直流电源由一台正极性东文静电纺丝高压电源和一台负极性东文静电纺丝高压电源构成,型号为DW-P503-1ACDF,内部采用模块化电路设计,输出稳压精度高,输出电压连续可调,本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.基于高频法的多物理场耦合油纸绝缘局部放电检测系统,其特征在于,主要由多物理场耦合油纸绝缘局部放电模块、高频信号分析模块、信号传输模块、主机显示模块四个部分构成;所述多物理场耦合油纸绝缘局部放电模块包含直流电源、谐波电源、电压调节单元和模拟局部放电装置;所述直流电源和所述谐波电源的输出端连接所述电压调节单元的输入端,所述电压调节单元的输出端连接所述模拟局部放电装置的输入端;所述模拟局部放电装置由一个恒温预热平台和设置于所述恒温预热平台上的两个指压型电极构成:其中一个指压型电极与所述电压调节单元的输出端相连,另一个指压型电极与大地相连;所述模拟局部放电装置的输出端连接所述高频信号分析模块的输入端;所述高频信号分析模块用以获取油纸绝缘所产生的高频局部放电信号,包括依次串接的高频电流传感器、放大电路、滤波电路、检波电路以及电压反馈放大电路和稳压电路,所述电压反馈放大电路和稳压电路的输出端连接至信号传输模块的输入端;所述信号传输模块用于采集局部放电数据并进行无线传输,采用微处理器芯片作为主处理器,并通过串口通信,搭载Zigbee发送模块完成对数据的无线传输;所述Zigbee发送模块的输出端连接射频天线,通过无线连接至主机的Zigbee接收模块的串口;所述信号传输模块的输出端连接所述主机显示模块的输入端;所述主机显示模块用于获取从信号传输模块传过来的数据,并进行局部放电相位谱图和脉冲序列相位谱图的描点,将结果显示在人机界面上,并可进行数据存储和读取。...

【技术特征摘要】
1.基于高频法的多物理场耦合油纸绝缘局部放电检测系统,其特征在于,主要由多物理场耦合油纸绝缘局部放电模块、高频信号分析模块、信号传输模块、主机显示模块四个部分构成;所述多物理场耦合油纸绝缘局部放电模块包含直流电源、谐波电源、电压调节单元和模拟局部放电装置;所述直流电源和所述谐波电源的输出端连接所述电压调节单元的输入端,所述电压调节单元的输出端连接所述模拟局部放电装置的输入端;所述模拟局部放电装置由一个恒温预热平台和设置于所述恒温预热平台上的两个指压型电极构成:其中一个指压型电极与所述电压调节单元的输出端相连,另一个指压型电极与大地相连;所述模拟局部放电装置的输出端连接所述高频信号分析模块的输入端;所述高频信号分析模块用以获取油纸绝缘所产生的高频局部放电信号,包括依次串接的高频电流传感器、放大电路、滤波电路、检波电路以及电压反馈放大电路和稳压电路,所述电压反馈放大电路和稳压电路的输出端连接至信号传输模块的输入端;所述信号传输模块用于采集局部放电数据并进行无线传输,采用微处理器芯片作为主处理器,并通过串口通信,搭载Zigbee发送模块完成对数据的无线传输;所述Zigbee发送模块的输出端连接射频天线,通过无线连接至主机的Zigbee接收模块的串口;所述信号传输模块的输出端连接所述主机显示模块的输入端;所述主机显示模块用于...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜伯书宁江涛朱闻博
申请(专利权)人:天津学子电力设备科技有限公司
类型:新型
国别省市:天津,12

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