一种变压器特高频局部放电检测系统技术方案

本发明专利技术型提出了一种变压器特高频局部放电检测系统，包括特高频传感器，用于接收变压器内部发生局部放电时衍射出来的特高频电磁波信号；信号预处理模块，用于对特高频传感器接收的脉冲信号的依次进行带通滤波、放大以及检波处理；电压跟随器，用于信号预处理模块与信号采集模块能够阻抗匹配；差分放大器，用于将单端信号变成差分信号；程控放大器用于根据现场局放信号强度的大小；信号采集模块，用于对经过电压跟随器、差分放大器以及高速数据进行实时采集并存储；数据处理模块，用于读取信号采集模块的缓存数据，判断是否发生局部放电。该系统能够对电网中的电力变压器的局部放电状况进行全方位的监测，一定程度上降低变压器绝缘事故的发生率。

A transformer UHF PD detection system

【技术实现步骤摘要】
一种变压器特高频局部放电检测系统
本专利技术涉及电力设备检测的
，特别是一种变压器特高频局部放电检测系统。
技术介绍
电力变压器是电力系统中极其重要的设备之一，它在电网中的重要程度也是十分突出的。如何确保电力变压器安全稳定的运行，对整个电力系统的安全可靠也是至关重要的。然而，绝缘的可靠性在很大程度上决定了变压器能否安全可靠的运行。局部放电是变压器绝缘性能最重要的表现形式之一，同时数据表明局部放电也是导致变压器重大事故的一个非常重要的因素。由于电网中一些大型的电力变压器，其计划停电检修的时间相对来说十分的少。因此，能够有效地实时在线检测变压器局部放电，实时的监测变压器的运行情况，是提前发现变压器的内部缺陷，预防重大甚至特大安全事故的重要方法与手段。目前国内外变压器局部放电在线检测方法有很多种，其中应用比较广泛的主要包括脉冲电流法、超声波检测法、油色谱检测法等，但是传统的局部放电检测方法测量频率低，易受外界干扰，以及为后期的局部放电的定位带来难题等问题。特高频局部放电检测技术通过特高频传感器接收变压器内部发生局放时所产生的特高频电磁波，它具有测量频率高、检测频带高、抗干扰性强、灵敏度高等优点，可以较为全面的研究变压器绝缘系统中局放的特征。目前，由于特高频信号具有超高的频率，对于变压器特高频局部放电现场数据的采集设备仍然利用高速示波器或频谱仪分析。这样就会产生采集设备成本高，维护比较困难，很难普及与推广等问题的出现，现提出一种变压器特高频局部放电检测系统。
技术实现思路
本专利技术的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种变压器特高频局部放电检测系统，能够对电网中的电力变压器的局部放电状况进行全方位的监测，一定程度上降低变压器绝缘事故的发生率，提高工作效率。为实现上述目的，本专利技术提出了一种变压器特高频局部放电检测系统，包括特高频传感器、信号预处理模块、电压跟随器、差分放大器、程控放大器、信号采集模块和数据处理模块；所述特高频传感器用于接收变压器内部发生局部放电时衍射出来的特高频电磁波信号；所述信号预处理模块与特高频传感器相连，用于对特高频传感器接收的脉冲信号的依次进行带通滤波、放大以及检波处理；所述电压跟随器与信号预处理模块的输出端相连，用于信号预处理模块与信号采集模块能够阻抗匹配，遏制信号的衰减；所述差分放大器与电压跟随器的输出端相连，用于将单端信号变成差分信号，使信号的抗干扰性增强；所述程控放大器与差分放大器的输出端相连，用于根据现场局放信号强度的大小，设置可调增益；所述信号采集模块与程控放大器的输出端相连，用于对经过电压跟随器、差分放大器以及程控放大器处理后的高速数据进行实时采集并存储；所述数据处理模块与信号采集模块的输出端相连，用于读取信号采集模块的缓存数据，判断是否发生局部放电。作为优选，所述信号预处理模块包括带通滤波器、放大器以及检波器，所述带通滤波器的输出端与放大器相连接，所述放大器的输出端与检波器相连接，所述带通滤波器采用通频带为500-1500MHZ的带通滤波器。作为优选，所述信号采集模块采用双通道实时采样方式，所述信号采集模块包括AD转换器和FPGA模块，所述AD转换器用于将采集到的模拟信号转换成数字信号，并将数据存放到FPGA模块内部的SDRAM中，所述AD转换器选用高速模数转换器AD9288，所述FPGA模块用于控制AD转换器的采样速率以及数据的存储。作为优选，所述数据处理模块为STM32H750模块，用于对FPGA模块中存储的局放的幅值与相位数据进行判断是否发生局部放电。作为优选，所述特高频传感器采用阿基米德平面螺旋天线作为在线测量传感器。作为优选，所述电压跟随器选用AD8065，具有失调电流小、速度快的等优点，很好的抑制了信号的衰减。作为优选，所述差分放大器选用AD8137；具有低噪声、低失真和宽动态范围，非常适用于要求低功耗和低成本的系统。差分放大器把原来的单端信号变成了差分信号，使信号的抗干扰性增强。作为优选，所述程控放大器选用AD8330，其是一款DC至150MHz宽带宽可变增益放大器，适合要求完全差分信号通路、低噪声、精确定义增益和适度低失真的应用。为未来现场根据局放信号的强度的大小，调节信号的放大倍数提供了便利。本专利技术的有益效果：本专利技术的检测系统由特高频传感器、信号预处理模块、电压跟随器、差分放大器、程控放大器、信号采集模块和数据处理模块等组成，该检测系统能够实现对特高频局部放电的现场带电检测，而且能够通过专家系统对变压器现场局部放电情况进行远程监测，在一定程度上降低了变压器绝缘事故的发生率，避免了大量的现场工作，提高了运维检修人员工作效率，大大节约了成本。本专利技术的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。【附图说明】图1是本专利技术一种变压器特高频局部放电检测系统的截面结构示意图；图2是阿基米德平面螺旋天线的示意图；图3是带通滤波电路的电路图；图4是信号放大电路的电路图；图5是为检波电路的电路图；图6是电压跟随器电路的电路图；图7是本差分放大器电路的电路图；图8是程控放大器电路的电路图。【具体实施方式】参阅图1本专利技术一种变压器特高频局部放电检测系统，包括特高频传感器1、信号预处理模块2、电压跟随器3、差分放大器4、程控放大器5、信号采集模块6和数据处理模块7；所述特高频传感器1用于接收变压器内部发生局部放电时衍射出来的大量的特高频电磁波信号；所述信号预处理模块2与特高频传感器1相连，用于对特高频传感器1接收的脉冲信号的依次进行带通滤波、放大以及检波处理；所述电压跟随器3与信号预处理模块2的输出端相连，用于信号预处理模块2与信号采集模块6能够阻抗匹配，可以有效的遏制信号的衰减；所述差分放大器4与电压跟随器3的输出端相连，用于将单端信号变成差分信号，使信号的抗干扰性增强；所述程控放大器5与差分放大器4的输出端相连，用于根据现场局放信号强度的大小，设置可调增益；所述信号采集模块6与程控放大器5的输出端相连，用于对经过电压跟随器3、差分放大器4以及程控放大器5处理后的高速数据进行实时采集并存储；所述数据处理模块7与信号采集模块6的输出端相连，用于读取信号采集模块6的缓存数据，判断是否发生局部放电。进一步地，所述信号预处理模块2包括带通滤波器21、放大器22以及检波器23，所述带通滤波器21的输出端与放大器22相连接，所述放大器22的输出端与检波器23相连接。具体的，为了避免现场中的各种电磁干扰，带通滤波器21采用九阶的巴特沃斯滤波器组成，通频带为500-1500MHZ。参阅如图3所示电路图，图示的带通滤波网络中的电感以及电容元器件都需要利用集中参数的元件来进行实行，在设计时依据市场上可以购买的元器件的参数值来调整和优化滤波网络。由于采集到局放信号是mV级的电压信号，因此需要对微弱的电压信号进行放大处理，如图4所示电路图，采用2SC3358三极管，能够满足对于宽频带、低噪声、高增益、体积小等特点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变压器特高频局部放电检测系统，其特征在于：包括特高频传感器(1)、信号预处理模块(2)、电压跟随器(3)、差分放大器(4)、程控放大器(5)、信号采集模块(6)和数据处理模块(7)；/n所述特高频传感器(1)用于接收变压器内部发生局部放电时衍射出来的特高频电磁波信号；/n所述信号预处理模块(2)与特高频传感器(1)相连，用于对特高频传感器(1)接收的脉冲信号的依次进行带通滤波、放大以及检波处理；/n所述电压跟随器(3)与信号预处理模块(2)的输出端相连，用于信号预处理模块(2)与信号采集模块(6)能够阻抗匹配，遏制信号的衰减；/n所述差分放大器(4)与电压跟随器(3)的输出端相连，用于将单端信号变成差分信号，使信号的抗干扰性增强；/n所述程控放大器(5)与差分放大器(4)的输出端相连，用于根据现场局放信号强度的大小，设置可调增益；/n所述信号采集模块(6)与程控放大器(5)的输出端相连，用于对经过电压跟随器(3)、差分放大器(4)以及程控放大器(5)处理后的高速数据进行实时采集并存储；/n所述数据处理模块(7)与信号采集模块(6)的输出端相连，用于读取信号采集模块(6)的缓存数据，判断是否发生局部放电。/n...

【技术特征摘要】
1.一种变压器特高频局部放电检测系统，其特征在于：包括特高频传感器(1)、信号预处理模块(2)、电压跟随器(3)、差分放大器(4)、程控放大器(5)、信号采集模块(6)和数据处理模块(7)；
所述特高频传感器(1)用于接收变压器内部发生局部放电时衍射出来的特高频电磁波信号；
所述信号预处理模块(2)与特高频传感器(1)相连，用于对特高频传感器(1)接收的脉冲信号的依次进行带通滤波、放大以及检波处理；
所述电压跟随器(3)与信号预处理模块(2)的输出端相连，用于信号预处理模块(2)与信号采集模块(6)能够阻抗匹配，遏制信号的衰减；
所述差分放大器(4)与电压跟随器(3)的输出端相连，用于将单端信号变成差分信号，使信号的抗干扰性增强；
所述程控放大器(5)与差分放大器(4)的输出端相连，用于根据现场局放信号强度的大小，设置可调增益；
所述信号采集模块(6)与程控放大器(5)的输出端相连，用于对经过电压跟随器(3)、差分放大器(4)以及程控放大器(5)处理后的高速数据进行实时采集并存储；
所述数据处理模块(7)与信号采集模块(6)的输出端相连，用于读取信号采集模块(6)的缓存数据，判断是否发生局部放电。


2.如权利要求1所述的一种变压器特高频局部放电检测系统，其特征在于：所述信号预处理模块(2)包括带通滤波器(21)、放大器(22)以及检波器(23)，所述带通滤波器(21)的输出端与放大器(22)相连接，所述放大器(22)的输出端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾胜坚，江友华，黄荣昌，涂少博，
申请(专利权)人：顾胜坚，
类型：发明
国别省市：浙江;33