
1)系统功能简介
大量的研究表明,电气设备在发生局部放电现象的时候会产生一系列的电、声、光、热、气体等物理化学现象,例如脉冲电流、电磁波辐射、超声波、光信号、热量以及气体成分的变化。
电力设备变压器局放监测系统,是针对变压器局部放电现象进行实时监测与分析的智能化系统。局部放电是指变压器绝缘结构中部分区域的电场强度超过击穿场强时发生的局部放电现象,虽短时间内不影响整体绝缘,但长期积累会导致绝缘性能下降,最终引发故障。该系统旨在提前察觉这类隐患,保障变压器安全稳定运行,降低非计划停电风险。
高频脉冲电流法放电电流脉冲信息含量丰富,可通过电流脉冲的统计特征和实测波形来判定放电的严重程度,进而运用现代分析手段了解绝缘劣化的状况及其发展趋势,对于突变信号反应也较灵敏,易于准确及时地发现故障,且易于定量,因此,脉冲电流法得到广泛应用。目前,国内不少单位研制的局部放电监测装置普遍采用这种方法来提取放电信号。该方法通过监测阻抗、接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流,获得视在放电量。它是研究最早、应用最广泛的一种监测方法,也是国际上唯一有标准(IEC60270)的局放监测方法,所测得的信息具有可比性。
2)系统组成
变压器局放在线监测系统主要由以下部分组成:
传感器
高频电流传感器(HFCT):可安装于变压器铁芯、夹件、箱体接地线等位置,利用罗氏线圈原理,实时感应特定频带的信号,耦合局部放电产生的高频脉冲电流信号。
信号采集装置
对传感器输出的模拟信号进行采集,具有高速采样能力,保证信号的准确性和完整性。并将模拟信号转换为数字信号,以便后续处理和传输。
信号处理单元
滤波器:包括硬件滤波器和数字滤波器,用于滤除信号中的噪声和干扰,保留局部放电信号的有效成分,提高信号的信噪比。
信号分析模块:对采集到的数字信号进行分析,提取放电信号的特征参数,如放电幅值、相位、频率、放电次数等
数据存储模块
用于存储采集到的局部放电数据和分析结果,以便后续查询、对比和分析,通常具有较大的存储容量,可实现长时间的数据存储。
通信模块
负责与信号采集装置和后台监控中心进行通信,实现数据的传输和指令的接收,支持多种通信方式,如RS485、以太网等
数据分析与诊断模块
运用各种算法和模型,对监测数据进行深入分析,判断变压器是否存在局部放电故障,确定放电的类型、位置和严重程度等。
可视化界面(管理平台)
以直观的图表、图形等形式展示监测数据和分析结果,方便运维人员查看和理解,可实时显示局部放电的波形、频谱、相位分布等信息。
3)系统主要设备及技术指标
变压器局放监测系统主要设备及技术指标如下:
局放采集装置 | ||
序号 | 项目 | 指标 |
1 | 通道数 | 3通道 |
2 | 传感器类型 | UHF传感器 |
3 | 采集模式 | 实时采集 |
4 | 功耗 | <5W |
5 | 通讯方式 | RS485、4G无线通讯 |
6 | 功耗 | <5W |
7 | 供电 | AC220 |
8 | 防护等级 | IP68 |
局放传感器 | ||
序号 | 项目 | 指标 |
1 | 传感器原理 | 特高频(UHF)天线 |
2 | 检测范围 | 300MHz~1500MHz |
3 | 等效高度 | ≥9mm |
4 | 安装类型 | 外置式 |
5 | 匹配阻抗 | 50Ω |
4)系统通信方式
该系统采集主机支持RS485/IEC61850通讯。
5)系统供电方式
系统采用AC220V电源供电,安装现场有工频交流电220V电压时,设备具有AC220供电接口,并且内部具有EMC防护设计,可以直接供电。
6)安装方式
局放采集装置安装方式:
(1)安装位置:屏柜或落地柜。
(2)安装方法:螺丝固定安装,根据现场环境托盘或托架进行支撑。
局放传感器安装方式:
采用捆绑式安装方法,通过扎带或铁丝将底座捆绑在干式变压器监测的部位上方。