一种变压器局部放电仿真测试系统技术方案

本实用新型专利技术涉及局部放电检测技术领域，具体涉及一种变压器局部放电仿真测试系统，具体包括检测传感器、信号处理单元、A/D转换单元、中央处理器CPU、分压电路单元、外同步电压输入单元、电压检测单元、同步信号形成电路单元、嵌入式工业计算机、电源单元。本实用新型专利技术提供了一种变压器局部放电仿真测试系统，具有多通道同步检测的优点，可选配阻抗匹配单元，高频宽带互感器，超声探测器，天线放大器等多种检测传感器，各通道通过选择合适的检测传感器可同时从被测设备的多个测点获取信号。

A transformer partial discharge simulation test system

The utility model relates to the technical field of partial discharge detection, in particular to a transformer partial discharge simulation test system, which includes a detection sensor, a signal processing unit, a A/D conversion unit, a central processor CPU, a voltage divider unit, an external synchronous voltage input unit, a voltage detection unit, and a synchronous signal forming electricity. Road unit, embedded industrial computer and power supply unit. The utility model provides a transformer partial discharge simulation test system, which has the advantages of multi channel synchronous detection, optional matching impedance matching unit, high frequency wideband transformer, ultrasonic detector, antenna amplifier and many other detection sensors. Each channel can be measured from the device at the same time by selecting the appropriate detection sensor. Multiple points get the signal.

【技术实现步骤摘要】
一种变压器局部放电仿真测试系统
本技术涉及局部放电检测
，具体涉及一种变压器局部放电仿真测试系统。
技术介绍
局部放电是反映电力变压器设备绝缘性能的重要特征参数之一，它是电力变压器设备绝缘劣化的征兆和表现形式，又是设备绝缘进一步劣化的原因。此外，绝缘性故障是影响电力变压器安全稳定运行的重要原因,因此，检测电力变压器设备局部放电的特征，能够有助于及早发现其内部早期的绝缘缺陷，并通过及时的故障诊断与状态评价，以采取具体处理措施，避免其恶性发展。目前可以通过电力变压器局部放电模拟试验系统模拟变压器内部真实的局部放电，实现记录、考核、研究各类局部放电监测装置和检测仪器针对局部放电的检测频率、灵敏度、线性度、脉冲计数、动态范围、诊断识别等特征参量的技术手段，提高监测设备品控质量、健康水平和使用效率，鉴于此，有必要研制一种变压器局部放电仿真测试系统。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种变压器局部放电仿真测试系统，具体技术方案如下：一种变压器局部放电仿真测试系统包括检测传感器、信号处理单元、A/D转换单元、中央处理器CPU、分压电路单元、外同步电压输入单元、电压检测单元、同步信号形成电路单元、嵌入式工业计算机、电源单元；所述信号处理单元包括隔离保护模块、高通滤波模块、倍率衰减模块、隔离放大器、一级滤波模块、二级滤波模块、放大器、信号驱动器；所述隔离保护模块包括隔离变压器、气体放电管，用于隔离检测回路上的高压放电信号；所述高通滤波模块用于滤除检测频带外的干扰信号，通带范围为10kHz~1MHz；所述倍率衰减模块用于对信号进行衰减使其满足后端电路的电压输入范围，衰减范围为0~60dB；所述隔离放大器包括隔离升压变压器，用于对信号进行放大使其满足A/D转换单元的电采集压范围内；所述一级滤波模块包括高通滤波器，用于滤除干扰信号并使信号的频带满足局部放电测量标准，通带范围为20kHz~1MHz；所述二级滤波模块包括低通滤波器，用于滤除干扰信号并使信号的频带满足局部放电测量标准，通带范围为10kHz~400kHz；所述放大器包括运算放大器，用于对信号进行放大使其满足A/D转换单元的采集电压范围内；所述信号驱动器包括运算放大器，用于增加输出信号的带负载能力；所述隔离保护模块、高通滤波模块、倍率衰减模块、隔离放大器、一级滤波模块、二级滤波模块、放大器、信号驱动器依次连接；所述检测传感器与信号处理单元连接，信号处理单元分别与中央处理器CPU、A/D转换单元连接，A/D转换单元与嵌入式工业计算机连接；分压电路单元与外同步电压输入单元连接，外同步电压输入单元与电压检测单元连接，电压检测单元与中央处理器CPU连接，中央处理器CPU与嵌入式工业计算机连接，同步信号形成电路单元分别与中央处理器CPU单元、A/D转换单元连接；所述检测传感器用于检测局部放电信号并将检测到的局部放电信号传输至信号处理单元，所述信号处理单元用于对局部放电信号进行放大、滤波处理，并将处理后的局部放电信号输入至A/D转换单元，所述A/D转换单元用于对信号处理单元处理后的局部放电信号转换为数字信号并将数字信号输入至嵌入式工业计算机，所述嵌入式工业计算机用于对数字信号进行处理并实现波形显示、波形分析、数字显示和生成检测报告；所述中央处理器CPU单元用于控制信号处理单元的增益、频带选择，测量电压检测单元检测的试验电压信号，并检测同步脉冲形成电路形成的同步信号和选择同步信号；所述外同步电压输入单元、中央处理器CPU、电源单元、同步信号形成电路单元分别与单刀双掷继电器连接；所述分压电路单元用于将试验电压信号分为两路试验电压信号，一路试验电压信号经过外同步电压输入单元输送至电压检测单元检测试验电压信号，另一路试验电压信号作为外同步信号，所述电源单元作为内同步信号；所述中央处理器CPU通过控制单刀双掷继电器选择外同步信号或者内同步信号输入至同步信号形成电路单元为确定局部放电信号的相位提供相位基准。进一步，所述A/D转换单元采用芯片AD8031，分辨率为12位。进一步，中央处理器CPU采用intelAtomD425处理器，主频1.8GHz。进一步，所述中央处理器CPU包括增益控制模块、频带选择模块、电压测量模块、内外同步选择模块、同步检测模块；所述增益控制模块与信号处理单元连接，用于控制信号处理单元的增益倍数；频带选择模块与信号处理单元连接，用于选择信号处理单元的频带；电压测量模块与电压检测单元连接，用于监测试验电压信号；内外同步选择模块用于切换同步输入信号，选择外同步信号或者内同步信号；同步检测模块与同步脉冲形成电路单元连接，用于检测同步脉冲形成电路单元产生的局部放电同步信号。进一步，所述同步脉冲形成电路单元包括输入隔离保护模块、带通滤波模块、限幅模块、过零检测模块、同步脉冲形成模块、驱动器；所述输入隔离保护模块包括隔离变压器、气体放电管，用于隔离检测回路上的高压脉冲信号；所述带通滤波模块包括有源滤波器，用于去除同步信号频率范围之外的干扰信号，所述同步信号频率范围为50~400Hz；所述限幅模块包括TVS瞬态抑制二极管，用于吸收高压信号，确保通过的信号在A/D转换单元的采集电压范围内；所述过零检测模块包括电压比较器，用于实现过零检测，并将正弦波信号转换为方波信号；所述同步脉冲形成模块包括NE555定时器，用于将过零检测模块输出的方波信号进行整形，形成同步脉冲信号；所述驱动器包括运算放大器，用于增加输出信号的带负载能力；所述输入隔离保护模块、带通滤波模块、限幅模块、过零检测模块、同步脉冲形成模块、驱动器依次连接。进一步，所述嵌入式工业计算机的CPU的主频为1.6GHz及以上，包括嵌入式一体化键盘、液晶显示屏、鼠标接口、键盘接口、CRT接口、USB接口、打印机接口、硬盘。进一步，所述中央处理器CPU包括RS232接口，所述中央处理器CPU通过RS232接口与嵌入式工业计算机连接。进一步，电源单元输出的电压为220V，频率为50Hz。进一步，所述试验电压信号的幅值为0~200V，频率为50~400Hz。本技术提供了一种变压器局部放电仿真测试系统，具有多通道同步检测的优点，可选配阻抗匹配单元，高频宽带互感器，超声探测器，天线放大器等多种检测传感器，各通道通过选择合适的检测传感器可同时从被测设备的多个测点获取信号。本技术可方便地完成多种放电模型的同时测量或单个放电模型的多个位置同时测量，在检测局部放电量的同时能够分析放电性质，识别放电类型，并确定产生局部放电的空间位置。通过本技术在模拟变压器局部放电试验系统上的应用、测试和研究，能够积累大型变压器局部放电带电检测的数据和经验，使大型变压器局部放电部位的带电评估诊断成为可能。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的信号处理单元的隔离保护模块的结构示意图；图3为本技术的信号处理单元的高通滤波模块的结构示意图；图4为本技术的信号处理单元的倍率衰减模块的结构示意图；图5为本技术的信号处理单元的隔离放大器的结构示意图；图6为本技术的信号处理单元的一级滤波模块的结构示意图；图7为本技术的信号处理单元的二级滤波模块的结构示意图；图8为本技术的信号处理单元的放大器的结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器局部放电仿真测试系统，其特征在于：包括检测传感器、信号处理单元、A/D转换单元、中央处理器CPU、分压电路单元、外同步电压输入单元、电压检测单元、同步信号形成电路单元、嵌入式工业计算机、电源单元；所述信号处理单元包括隔离保护模块、高通滤波模块、倍率衰减模块、隔离放大器、一级滤波模块、二级滤波模块、放大器、信号驱动器；所述隔离保护模块包括隔离变压器、气体放电管，用于隔离检测回路上的高压放电信号；所述高通滤波模块用于滤除检测频带外的干扰信号，通带范围为10kHz~1MHz；所述倍率衰减模块用于对信号进行衰减使其满足后端电路的电压输入范围，衰减范围为0~60dB；所述隔离放大器包括隔离升压变压器，用于对信号进行放大使其满足A/D转换单元的电采集压范围内；所述一级滤波模块包括高通滤波器，用于滤除干扰信号并使信号的频带满足局部放电测量标准，通带范围为20kHz~1MHz；所述二级滤波模块包括低通滤波器，用于滤除干扰信号并使信号的频带满足局部放电测量标准，通带范围为10kHz~400kHz；所述放大器包括运算放大器，用于对信号进行放大使其满足A/D转换单元的采集电压范围内；所述信号驱动器包括运算放大器，用于增加输出信号的带负载能力；所述隔离保护模块、高通滤波模块、倍率衰减模块、隔离放大器、一级滤波模块、二级滤波模块、放大器、信号驱动器依次连接；所述检测传感器与信号处理单元连接，信号处理单元分别与中央处理器CPU、A/D转换单元连接，A/D转换单元与嵌入式工业计算机连接；分压电路单元与外同步电压输入单元连接，外同步电压输入单元与电压检测单元连接，电压检测单元与中央处理器CPU连接，中央处理器CPU与嵌入式工业计算机连接，同步信号形成电路单元分别与中央处理器CPU单元、A/D转换单元连接；所述检测传感器用于检测局部放电信号并将检测到的局部放电信号传输至信号处理单元，所述信号处理单元用于对局部放电信号进行放大、滤波处理，并将处理后的局部放电信号输入至A/D转换单元，所述A/D转换单元用于对信号处理单元处理后的局部放电信号转换为数字信号并将数字信号输入至嵌入式工业计算机，所述嵌入式工业计算机用于对数字信号进行处理并实现波形显示、波形分析、数字显示和生成检测报告；所述中央处理器CPU单元用于控制信号处理单元的增益、频带选择，测量电压检测单元检测的试验电压信号，并检测同步脉冲形成电路形成的同步信号和选择同步信号；所述外同步电压输入单元、中央处理器CPU、电源单元、同步信号形成电路单元分别与单刀双掷继电器连接；所述分压电路单元用于将试验电压信号分为两路试验电压信号，一路试验电压信号经过外同步电压输入单元输送至电压检测单元检测试验电压信号，另一路试验电压信号作为外同步信号，所述电源单元作为内同步信号；所述中央处理器CPU通过控制单刀双掷继电器选择外同步信号或者内同步信号输入至同步信号形成电路单元为确定局部放电信号的相位提供相位基准。...

【技术特征摘要】
1.一种变压器局部放电仿真测试系统，其特征在于：包括检测传感器、信号处理单元、A/D转换单元、中央处理器CPU、分压电路单元、外同步电压输入单元、电压检测单元、同步信号形成电路单元、嵌入式工业计算机、电源单元；所述信号处理单元包括隔离保护模块、高通滤波模块、倍率衰减模块、隔离放大器、一级滤波模块、二级滤波模块、放大器、信号驱动器；所述隔离保护模块包括隔离变压器、气体放电管，用于隔离检测回路上的高压放电信号；所述高通滤波模块用于滤除检测频带外的干扰信号，通带范围为10kHz~1MHz；所述倍率衰减模块用于对信号进行衰减使其满足后端电路的电压输入范围，衰减范围为0~60dB；所述隔离放大器包括隔离升压变压器，用于对信号进行放大使其满足A/D转换单元的电采集压范围内；所述一级滤波模块包括高通滤波器，用于滤除干扰信号并使信号的频带满足局部放电测量标准，通带范围为20kHz~1MHz；所述二级滤波模块包括低通滤波器，用于滤除干扰信号并使信号的频带满足局部放电测量标准，通带范围为10kHz~400kHz；所述放大器包括运算放大器，用于对信号进行放大使其满足A/D转换单元的采集电压范围内；所述信号驱动器包括运算放大器，用于增加输出信号的带负载能力；所述隔离保护模块、高通滤波模块、倍率衰减模块、隔离放大器、一级滤波模块、二级滤波模块、放大器、信号驱动器依次连接；所述检测传感器与信号处理单元连接，信号处理单元分别与中央处理器CPU、A/D转换单元连接，A/D转换单元与嵌入式工业计算机连接；分压电路单元与外同步电压输入单元连接，外同步电压输入单元与电压检测单元连接，电压检测单元与中央处理器CPU连接，中央处理器CPU与嵌入式工业计算机连接，同步信号形成电路单元分别与中央处理器CPU单元、A/D转换单元连接；所述检测传感器用于检测局部放电信号并将检测到的局部放电信号传输至信号处理单元，所述信号处理单元用于对局部放电信号进行放大、滤波处理，并将处理后的局部放电信号输入至A/D转换单元，所述A/D转换单元用于对信号处理单元处理后的局部放电信号转换为数字信号并将数字信号输入至嵌入式工业计算机，所述嵌入式工业计算机用于对数字信号进行处理并实现波形显示、波形分析、数字显示和生成检测报告；所述中央处理器CPU单元用于控制信号处理单元的增益、频带选择，测量电压检测单元检测的试验电压信号，并检测同步脉冲形成电路形成的同步信号和选择同步信号；所述外同步电压输入单元、中央处理器CPU、电源单元、同步信号形成电路单元分别与单刀双掷继电器连接；所述分压电路单元用于将试验电压信号分为两路试验电压信号，一路试验电压信号经过外同步电压输入单元输送至电压检测单元检测试验电压信号，另一路试验电压信号作为外同步信号，所述电源单元作为内同步信号；所述中央处...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲金雨，张炜，苏星华，余长厅，郭金明，黄锋，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：广西,45