專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法
及其監(jiān)測(cè)方法
所屬領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電力設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)電機(jī)局
部放電在線監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
局部放電測(cè)量系統(tǒng)用于發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)已經(jīng)有40多 年的歷史。在過(guò)去的25年中，發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)一 步發(fā)展使之逐漸成為繼溫度監(jiān)測(cè)之后最廣泛最有效的絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè) 手段。至2001年為止，在北美地區(qū)，20MW以上的運(yùn)行的發(fā)電機(jī)/電 動(dòng)機(jī)已經(jīng)有超過(guò)50%的安裝了局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于絕緣診斷。 人們對(duì)于局部放電監(jiān)測(cè)如此關(guān)注，原因就在于局部放電會(huì)損壞定子繞 組絕緣。經(jīng)運(yùn)行部門(mén)多次組織專(zhuān)家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)査分析，定子絕緣故障 仍是發(fā)電機(jī)的主要故障之一，而定子繞組絕緣的損壞大多數(shù)是由于局 部放電造成的。
在發(fā)電機(jī)運(yùn)行條件下，進(jìn)行發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)，對(duì)于及早 發(fā)現(xiàn)絕緣劣化征兆、制定停機(jī)檢修計(jì)劃、防止重大事故發(fā)生等具有重 要意義。通過(guò)對(duì)大中型發(fā)電機(jī)組實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，提高狀態(tài)監(jiān)測(cè)水平， 結(jié)合定期預(yù)防試驗(yàn)、綜合診斷，積累狀態(tài)數(shù)據(jù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，逐步由"計(jì) 劃?rùn)z修"向"狀態(tài)檢修"過(guò)渡，可大大提高機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行水 平。實(shí)踐證明，實(shí)施在線監(jiān)測(cè)可降低發(fā)電機(jī)組的維修成本，提高運(yùn)行 可靠性及增加可利用時(shí)間，從而提高設(shè)備的運(yùn)行維修效益。發(fā)電機(jī)局部放電的發(fā)生，總伴隨著幾種物理、化學(xué)表現(xiàn)形式電脈沖，聲脈沖，光，熱、以及化學(xué)反應(yīng)生成新的生成物等等。局放的檢測(cè)方法就是根據(jù)這幾種表現(xiàn)形式分為以下幾種1、脈沖電流法2、射頻輻射耦合法3、聲與超聲檢測(cè)法4、氣體檢測(cè)法5、光測(cè)法等。不過(guò)實(shí)際應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電機(jī)在線監(jiān)測(cè)的測(cè)量系統(tǒng)多采用脈沖電流法和射頻輻射耦合法。傳感器的種類(lèi)和安裝要求則取決于發(fā)電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)和局部放電的性質(zhì)。近些年有幾所大學(xué)加大了對(duì)在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的研究力度，也開(kāi)發(fā)出了一些相應(yīng)的測(cè)量系統(tǒng)?？傮w上看，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中
1) 大都以電壓或電流耦合的方式在中性點(diǎn)引出線安裝傳感器。
2) 設(shè)計(jì)的測(cè)量帶寬一般比較低，最高達(dá)30MHz。
3) 抗干擾手段相對(duì)單一。
發(fā)電機(jī)單獨(dú)采用中性點(diǎn)并非理想的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，因?yàn)槎ㄗ永@組內(nèi)放電脈沖經(jīng)復(fù)雜的容/感網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行渣c(diǎn)時(shí)高頻分量已有嚴(yán)重的衰減，
而放電主要是發(fā)生在高壓端繞組處；另外，在中性點(diǎn)處由于三相放電信號(hào)混疊、其他高壓設(shè)備放電信號(hào)混疊等原因使得測(cè)量結(jié)果的靈敏度和可靠性大大降低。這是國(guó)內(nèi)局部放電在線監(jiān)測(cè)方面期待解決的一個(gè)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法，能夠監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)內(nèi)部絕緣狀況，具有抗干擾效果好，安全性高，方便易用的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為 一種發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置，包括有信號(hào)調(diào)理單元4，陶瓷電容傳感器l的輸出端、陶瓷電容傳感器2的輸出端和高頻傳感器3的輸出端均與信號(hào)調(diào)理單元4的信號(hào)輸入端相連，信號(hào)調(diào)理單元4的輸出端與采集卡5的信號(hào)輸入端相連接，采集卡5的信號(hào)輸出端通過(guò)光纖與工控機(jī)6的網(wǎng)卡相連接，工控機(jī)6再與Web服務(wù)器7相連。
所述的信號(hào)調(diào)理單元4工作原理是由工控機(jī)6中裝載的軟件發(fā)送控制命令，采集卡5接收到命令，改變I0狀態(tài)控制， 一只高頻多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)A選通陶瓷電容傳感器1、陶瓷電容傳感器2和高頻,傳感器3中的信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)范圍為5M 100MHz通帶濾波電路后，由另一只高頻多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)B選通放大、直通或衰減的工作方式，然后輸出到采集卡。其中高頻多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)A或B由高頻繼電器和數(shù)據(jù)輸出鎖存器74LS373組成。
所述的采集卡5具有三路8位的模擬輸入通道，16位I/O輸出，輸入通道三路同步，單端接地，12位A/D轉(zhuǎn)換精度，帶寬頻率為100k—lOOMHz，采樣速率為100MS/s，存儲(chǔ)深度為每通道16MB,輸入阻抗50 Q，觸發(fā)方式可選內(nèi)觸發(fā)、外觸發(fā)或沿觸發(fā)，外部接口為RJ45接口， 50-3同軸線接口，通信協(xié)議采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
所述的工控機(jī)6裝載有發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)軟件，采用圖形化的編程語(yǔ)言LabVIEW作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，與其他語(yǔ)言相比，LabVIEW是一種真正意義上的可視化圖形編程語(yǔ)言，而且具有開(kāi)發(fā)難度低、開(kāi)發(fā)周期短、形式比較靈活等特點(diǎn)。所述的工控機(jī)6裝載的軟件工作流程，軟件啟動(dòng)后初始化變量，判斷工作方式，選擇其中的一種方式工作，連續(xù)給下位機(jī)發(fā)送控制、采集命令，下位機(jī)接收命令成功，發(fā)送給采集卡，采集卡判斷工頻信號(hào)是否過(guò)零，是則觸發(fā)采集，否則繼續(xù)等待觸發(fā)信號(hào)，開(kāi)始采集，判斷是釆集到20ms的數(shù)據(jù)，是則進(jìn)行抗干擾處理，處理完畢向上位機(jī)傳送數(shù)據(jù)，上位機(jī)判斷是否繼續(xù)采集，采集完成由上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，gprs模塊會(huì)對(duì)不斷更新的局部放電數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)布。
所述的工控機(jī)6裝載的軟件分析功能;首先打開(kāi)譜圖分析模塊，按條件選擇要查詢(xún)歷史譜圖，軟件后臺(tái)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行條件索引，然后繪制出二維譜圖(Q—4)， N—4)， logN—q)、三維譜圖(N一Q—小)，譜圖包含放電幅值(Qm)，相位，次數(shù)，極性，放電總量(NQN)等參數(shù)；這些參數(shù)直接反映出局部放電信號(hào)的能量強(qiáng)度。根據(jù)譜圖的特征判斷局部放電類(lèi)型，譜圖特征只需要簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)就可掌握，不需要專(zhuān)業(yè)的人員判斷。打開(kāi)趨勢(shì)分析模塊，按條件選擇查看某段時(shí)間Qm、 NQN的分布趨勢(shì)變化，從變化可以看出絕緣狀況的好壞，趨勢(shì)呈上升表現(xiàn)為局部放電變強(qiáng)，絕緣狀況變壞。打開(kāi)數(shù)據(jù)報(bào)表模塊，按條件選擇査詢(xún)出局部放電的Qm、 NQN，放電時(shí)刻，然后輸入word或Excel報(bào)表，方便存貯，打印。打開(kāi)報(bào)警查詢(xún)模塊，按條件查詢(xún)報(bào)警記錄，記錄信息包括發(fā)電機(jī)的工況信息，報(bào)警值，報(bào)警記錄可以輸出word報(bào)表。
一種發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟-
第一步，在發(fā)電機(jī)的母線上設(shè)有陶瓷電容傳感器1和陶瓷電容傳感器2，陶瓷電容傳感器l安裝在發(fā)電機(jī)母線的出線端，陶瓷電容傳 感器2安裝在同一方向距離陶瓷電容傳感器1的L處，同時(shí)滿(mǎn)足公式
其中，Li是信號(hào)采集裝置到陶瓷電容傳感器l的距離，L2是信號(hào)采集 裝置到陶瓷電容傳感器2的距離，L是陶瓷電容傳感器1和陶瓷電容 傳感器2之間的距離，Va是信號(hào)在電纜中傳輸速度，V是信號(hào)在母 線中的傳播速度，己知V^0.8V。
對(duì)于外部來(lái)的干擾信號(hào)先到達(dá)陶瓷電容傳感器2經(jīng)過(guò)L2進(jìn)入監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)，另一路經(jīng)過(guò)L再經(jīng)過(guò)L2進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)陶瓷電容傳感 器1和陶瓷電容傳感器2的兩路信號(hào)到達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)延差為A"。
對(duì)于內(nèi)部放電信號(hào)先到達(dá)陶瓷電容傳感器1經(jīng)過(guò)Li進(jìn)入監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)，另一路經(jīng)過(guò)L再經(jīng)過(guò)L2進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，兩路信號(hào)會(huì)有明顯的時(shí) 延差為Ah，我們可以通過(guò)校準(zhǔn)調(diào)節(jié)Af的范圍來(lái)識(shí)別放電，當(dāng)信號(hào)滿(mǎn) 足A"> > Ah時(shí)系統(tǒng)識(shí)別為發(fā)電機(jī)局放信號(hào)，Af < A/?；駻f > 時(shí)系統(tǒng) 識(shí)別為干擾信號(hào),這時(shí)我們可以得到放電點(diǎn)的極性和相位；
第二步，中性點(diǎn)位置取信號(hào)在中性點(diǎn)位置安裝一只高頻傳感器 3，中性點(diǎn)位置采用高頻傳感器3耦合到信號(hào)，把耦合到的信號(hào)劃分 1000個(gè)小段，計(jì)算每小段的最大值，再將這1000個(gè)最大值求平均值， 將這個(gè)平均值就作為 組信號(hào)動(dòng)態(tài)閾值，然后將中性點(diǎn)信號(hào)的絕對(duì)值 與動(dòng)態(tài)閾值做比較，小于動(dòng)態(tài)閾值的值剔除掉，反之則保留，把保留 下來(lái)的一組值與第一步得到的值相同相位的極性進(jìn)行比較，若極性相 同則判斷為放電點(diǎn)，極性相反則判斷為干擾信號(hào)。本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明通過(guò)時(shí)延鑒別輔以中性點(diǎn)極性 鑒別，可以測(cè)量到來(lái)自于發(fā)電機(jī)內(nèi)部的局部放電信號(hào)，剔除掉來(lái)自發(fā) 電機(jī)外部的其他干擾信號(hào)，此方法是發(fā)電機(jī)在線監(jiān)測(cè)裝置的關(guān)鍵環(huán) 節(jié)，本方法可以提高局部放電的識(shí)別率60%以上。提高了系統(tǒng)的可靠 性，具有抗干效果好，安全性高，方便易用的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的發(fā)電機(jī)陶瓷電容傳感器安裝位置示意圖。
圖3為本發(fā)明的中性點(diǎn)高頻傳感器安裝位置示意圖。
圖4為本發(fā)明的系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本發(fā)明的軟件流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
參照?qǐng)D1， 一種發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置，包括有信號(hào)調(diào)理 單元4，近端陶瓷電容傳感器1的輸出端、遠(yuǎn)端陶瓷電容傳感器2的 輸出端和高頻傳感器3的輸出端均與信號(hào)調(diào)理單元4的信號(hào)輸入端相 連，信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)理電路的放大或衰減輸出，與采集卡5的信號(hào)輸入端 連接，采集卡5按照預(yù)設(shè)采樣參數(shù)采集輸出，采集卡5的信號(hào)輸出端 與工控機(jī)6的網(wǎng)卡相連，數(shù)據(jù)通過(guò)光纖進(jìn)入工控機(jī)6，然后由在線監(jiān) 測(cè)軟件進(jìn)行算法處理識(shí)別放電信號(hào)并存貯，為以后絕緣診斷提供依 據(jù)，工控機(jī)6再與Web服務(wù)器7相連，通過(guò)gprs或者Internet發(fā)送 到遠(yuǎn)程，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。參照?qǐng)D2，在發(fā)電機(jī)的母線上設(shè)有兩只陶瓷電容傳感器1和2， 陶瓷電容傳感器1安裝在發(fā)電機(jī)母線的出線端，陶瓷電容傳感器2安 裝在同一方向距離陶瓷電容傳感器1的L處，同時(shí)滿(mǎn)足公式
其中，Li是信號(hào)采集裝置到陶瓷電容傳感器1的距離，L是信號(hào) 采集裝置到陶瓷電容傳感器2的距離，L是陶瓷電容傳感器l、 2之 間的距離，Va是信號(hào)在電纜中傳輸速度，V是信號(hào)在母線中的傳播 速度，已知V^0.8V;
對(duì)于外部來(lái)的干擾信號(hào)先到達(dá)陶瓷電容傳感器2經(jīng)過(guò)L2進(jìn)入監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)，另一路經(jīng)過(guò)L再經(jīng)過(guò)L2進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)陶瓷電容傳感 器1和陶瓷電容傳感器2的兩路信號(hào)到達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)延差為A/。；
對(duì)于內(nèi)部放電信號(hào)先到達(dá)陶瓷電容傳感器1經(jīng)過(guò)L進(jìn)入監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)，另一路經(jīng)過(guò)L再經(jīng)過(guò)L2進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，兩路信號(hào)會(huì)有明顯的時(shí) 延差為Ah，我們可以通過(guò)校準(zhǔn)調(diào)節(jié)A/的范圍來(lái)識(shí)別放電，當(dāng)信號(hào)滿(mǎn) 足A"〉A(chǔ)PA^時(shí)系統(tǒng)識(shí)別為發(fā)電機(jī)局放信號(hào)，A^A/?；駻PAh時(shí)系統(tǒng) 識(shí)別為干擾信號(hào)，這時(shí)我們可以得到放電點(diǎn)的極性和相位。
參照?qǐng)D3，中性點(diǎn)高頻傳感器3是利用羅格斯夫線圈制作而成， 信號(hào)通過(guò)傳感器3由輸出端接到信號(hào)調(diào)理單元4，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理單元 4處理輸出，接入采集卡.5輸入端，采集卡5取到數(shù)據(jù)，通過(guò)光纖接 入工控機(jī)6。
系統(tǒng)采集到中性點(diǎn)的信號(hào)首先進(jìn)行軟件濾波，把在局部放電頻帶 以?xún)?nèi)的信號(hào)保留，把耦合到的信號(hào)劃分1000個(gè)小段，分別計(jì)算每小段的最大值，再對(duì)這1000個(gè)最大值組成的一組數(shù)求平均值，將這個(gè)
平均值就作為這組信號(hào)動(dòng)態(tài)閾值，小于動(dòng)態(tài)閾值都按照基帶干擾剔除 掉，其他的點(diǎn)保留，因?yàn)橄到y(tǒng)采集使用外觸發(fā)電路，觸發(fā)信號(hào)就是發(fā)
電機(jī)的PT信號(hào)，會(huì)保持三路信號(hào)的相位同步，若是機(jī)組內(nèi)部放電經(jīng) 過(guò)相同時(shí)刻它的相位會(huì)保持，利用這個(gè)特性，判斷出來(lái)的放電點(diǎn)和中 性點(diǎn)同相位的極性相同，就判別為放電，極性相反則判別為干擾；識(shí) 別出來(lái)的點(diǎn)就認(rèn)為是發(fā)電機(jī)局部放電點(diǎn)。
參照?qǐng)D4，本發(fā)明的系統(tǒng)軟件主要功能包括數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù) 處理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)發(fā)布五個(gè)部分。首先系統(tǒng)初次采集 數(shù)據(jù)之前要進(jìn)行方波校正，得到發(fā)電機(jī)每相的校正系數(shù)，實(shí)時(shí)獲取工 況信息，判斷是否采集，下位機(jī)接收到采集指令，采集數(shù)據(jù)，對(duì)信號(hào) 進(jìn)行相位開(kāi)窗、數(shù)字濾波、動(dòng)態(tài)閾值、時(shí)延鑒別， 一系列算法處理， 處理后把數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)通過(guò)計(jì)算生成Qm、 NQN數(shù)據(jù)并且 存儲(chǔ)，Qra為1秒鐘內(nèi)出現(xiàn)過(guò)10次的放電幅度，NQN為絕緣劣化的總量， 存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以通過(guò)客戶(hù)端或gprs對(duì)外發(fā)布，對(duì)于歷史數(shù)據(jù)可形成 多個(gè)譜圖二維圖(Q—4>， N—小，logN—q)、三維(N—Q—4> )放 電譜圖、工頻周期放電圖，Qm、 NQN趨勢(shì)圖，報(bào)警査詢(xún)。
參照?qǐng)D5，軟件啟動(dòng)后初始化變量，判斷工作方式，選擇其中的 一種方式工作手動(dòng)方式或自動(dòng)方式，連續(xù)給下位機(jī)發(fā)送控制、采集 命令，下位機(jī)接收控制、采集命令成功，發(fā)送給采集卡，采集卡判斷 工頻信號(hào)是否過(guò)零，是則觸發(fā)采集，否則繼續(xù)等待觸發(fā)信號(hào)；開(kāi)始采 集后，判斷是否采集到20ms的數(shù)據(jù)，是則進(jìn)行抗干擾處理，處理完畢向上位機(jī)傳送數(shù)據(jù)，上位機(jī)判斷是否繼續(xù)采集，采集完成由上位機(jī)進(jìn) 行數(shù)據(jù)計(jì)算，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)， 一次測(cè)量結(jié)束。 實(shí)施例一
一種發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟-
第一步，在發(fā)電機(jī)的母線上設(shè)有陶瓷電容傳感器1和陶瓷電容傳
感器2，陶瓷電容傳感器l安裝在發(fā)電機(jī)母線的出線端，陶瓷電容傳 感器2安裝在同一方向距離陶瓷電容傳感器1的15m處，同時(shí)滿(mǎn)足公 式
一丄i Z
其中，信號(hào)采集裝置到陶瓷電容傳感器1的距離是L為35 m， 信號(hào)采集裝置到陶瓷電容傳感器2的距離是U為50m，陶瓷電容傳感 器1、陶瓷電容傳感器2之間的距離是L為15m， Va是信號(hào)在電纜中 傳輸速度，V是信號(hào)在母線中的傳播速度，已知Va=0.8V， V=2X 108m/s
對(duì)于外部來(lái)的干擾信號(hào)先到達(dá)陶瓷電容傳感器2，經(jīng)過(guò)312ns通 過(guò)L2進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，另一路經(jīng)過(guò)75ns通過(guò)L再經(jīng)過(guò)219ns通過(guò)L 進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，干擾信號(hào)經(jīng)過(guò)陶瓷電容傳感器1和陶瓷電容傳感器2 兩路信號(hào)到達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)間差18ns,認(rèn)為信號(hào)幾乎同時(shí)到達(dá)系統(tǒng)。
對(duì)于內(nèi)部放電信號(hào)先到達(dá)陶瓷電容傳感器1，經(jīng)過(guò)219ns通過(guò)L, 進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，另一路經(jīng)過(guò)75ns通過(guò)L再經(jīng)過(guò)312ns通過(guò)L2進(jìn)入監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)，兩路信號(hào)會(huì)有明顯的時(shí)延168ns,這時(shí)得到時(shí)延范圍為(18， 168)，當(dāng)信號(hào)滿(mǎn)足18>^>168時(shí)，系統(tǒng)識(shí)別為發(fā)電機(jī)局放信號(hào)；Af<18 或AP168時(shí)系統(tǒng)識(shí)別為干擾信號(hào),這是我們可以得到放電點(diǎn)的極性和相位；
第二步，中性點(diǎn)位置取信號(hào)在中性點(diǎn)位置安裝一只高頻傳感器 3，中性點(diǎn)位置采用高頻傳感器3耦合到信號(hào)，把耦合到的信號(hào)劃分 1000個(gè)小段，分別計(jì)算每小段的最大值，再對(duì)這1000個(gè)最大值組成 的一組值求平均值，將這個(gè)平均值就作為這組信號(hào)動(dòng)態(tài)閾值，然后將 中性點(diǎn)信號(hào)的絕對(duì)值與動(dòng)態(tài)閾值做比較，小于動(dòng)態(tài)閾值的值剔除掉， 反之則保留；把保留下來(lái)的點(diǎn)與此前得到的點(diǎn)相同相位的極性比較， 若極性相同則判斷為放電點(diǎn)，極性相反則判斷為干擾信號(hào)，這時(shí)認(rèn)為 識(shí)別出了局部放電信號(hào)。
實(shí)施例二
一種發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟 第一步，在發(fā)電機(jī)的母線上設(shè)有陶瓷電容傳感器1和陶瓷電容傳 感器2，陶瓷電容傳感器l安裝在發(fā)電機(jī)母線的出線端，陶瓷電容傳 感器2安裝在同一方向距離陶瓷電容傳感器1的8m處，同時(shí)滿(mǎn)足公 式
其中，信號(hào)采集裝置到陶瓷電容傳感器1的距離是Li為25m,信 號(hào)采集裝置到陶瓷電容傳感器2的距離是L為33m，陶瓷電容傳感器 1、陶瓷電容傳感器2之間的距離是L為8m， Va是信號(hào)在電纜中傳 輸速度，V是信號(hào)在母線中的傳播速度，已知Va=0.8V， V=2X108m/S;
對(duì)于外部來(lái)的干擾信號(hào)先到達(dá)陶瓷電容傳感器2，經(jīng)過(guò)206ns通 過(guò)L2進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，另一路經(jīng)過(guò)40ns通過(guò)L再經(jīng)過(guò)156ns通過(guò)UL, 進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，另一路經(jīng)過(guò)40ns通過(guò)L再經(jīng)過(guò)206ns通過(guò)L2進(jìn)入監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)，兩路信號(hào)會(huì)有明顯的時(shí)延90ns，這時(shí)得到時(shí)延范圍為(10， 90);當(dāng)信號(hào)滿(mǎn)足10>A,>90時(shí)，系統(tǒng)識(shí)別為發(fā)電機(jī)局放信號(hào)；&<10 或AP90時(shí)，系統(tǒng)識(shí)別為干擾信號(hào)，這時(shí)我們可以得到放電點(diǎn)的極性和 相位；第二步，中性點(diǎn)位置取信號(hào)在中性點(diǎn)位置安裝一只高頻傳感器 3，中性點(diǎn)位置采用高頻傳感器3耦合到信號(hào)，把耦合到的信號(hào)劃分 1000個(gè)小段，分別計(jì)算每小段的最大值，再對(duì)這1000個(gè)最大值組成 的一組值求平均值，將這個(gè)平均值就作為這組信號(hào)動(dòng)態(tài)閾值，然后將 中性點(diǎn)信號(hào)的絕對(duì)值與動(dòng)態(tài)閾值做比較，小于動(dòng)態(tài)閾值的值剔除掉， 反之則保留，把保留下來(lái)的一若干個(gè)點(diǎn)與此前得到的點(diǎn)相同相位的極 性比較，若極性相同則判斷為放電點(diǎn)，極性相反則判斷為干擾信號(hào)； 這時(shí)認(rèn)為識(shí)別出了局部放電信號(hào)。
權(quán)利要求
1、一種發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括有信號(hào)調(diào)理單元(4)，陶瓷電容傳感器(1)的輸出端、陶瓷電容傳感器(2)的輸出端和高頻傳感器(3)的輸出端與信號(hào)調(diào)理單元(4)的信號(hào)輸入端相連，信號(hào)調(diào)理單元(4)的輸出端與采集卡(5)的信號(hào)輸入端相連接，采集卡(5)的信號(hào)輸出端通過(guò)光纖輸出與與工控機(jī)(6)的網(wǎng)卡相連接，工控機(jī)(6)再與Web服務(wù)器(7)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置， 其特征在于，所述的采集卡(5)具有三路8位的模擬輸入通道，16 位I/0輸出，輸入通道三路同步，單端接地方式，12位A/D轉(zhuǎn)換精 度，帶寬頻率為100k--100MHz，采樣速率為100MS/s，存儲(chǔ)深度為每 通道16MB,輸入阻抗50Q，觸發(fā)方式可選內(nèi)觸發(fā)、外觸發(fā)或沿 觸發(fā)，外部接口為RJ45接口 ， 50-3同軸線接口 ，通信協(xié)議采用TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
3、 一種發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括以下 步驟第一步，在發(fā)電機(jī)的母線上設(shè)有陶瓷電容傳感器(1)和陶瓷電 容傳感器(2)，陶瓷電容傳感器(1)安裝在發(fā)電機(jī)母線的出線端， 陶瓷電容傳感器(2)安裝在同一方向距離陶瓷電容傳感器(1)的L 處，同時(shí)滿(mǎn)足公式其中，L是信號(hào)采集裝置到陶瓷電容傳感器(1)的距離，L是信號(hào)采集裝置到陶瓷電容傳感器(2)的距離，陶瓷電容傳感器(1)、陶 瓷電容傳感器(2)之間的距離是L， Va是信號(hào)在電纜中傳輸速度， V是信號(hào)在母線中的傳播速度；對(duì)于外部來(lái)的干擾信號(hào)先到達(dá)陶瓷電容傳感器(2)經(jīng)過(guò)L2進(jìn)入 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，另一路經(jīng)過(guò)L再經(jīng)過(guò)L2進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)陶瓷電容傳 感器(1)和陶瓷電容傳感器(2)的兩路信號(hào)到達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)延差為對(duì)于內(nèi)部放電信號(hào)先到達(dá)陶瓷電容傳感器(1)經(jīng)過(guò)L,進(jìn)入監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)，另一路經(jīng)過(guò)L再經(jīng)過(guò)L2進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，兩路信號(hào)會(huì)有明顯的 時(shí)延差為A"我們可以通過(guò)校準(zhǔn)調(diào)節(jié)A/的范圍來(lái)識(shí)別放電，當(dāng)信號(hào) 滿(mǎn)足A" > Af > 時(shí)系統(tǒng)識(shí)別為發(fā)電機(jī)局放信號(hào)，Af < A,。或A/ > Ah時(shí)系 統(tǒng)識(shí)別為干擾信號(hào)，這時(shí)得到放電點(diǎn)的極性和相位；第二步，中性點(diǎn)位置取信號(hào)在中性點(diǎn)位置安裝一只高頻傳感器 (3)，中性點(diǎn)位置采用高頻傳感器(3)耦合到信號(hào)，把耦合到的信 號(hào)劃分1000個(gè)小段，計(jì)算每小段的最大值，再將這1000個(gè)最大值求 平均值，將這個(gè)平均值就作為這組信號(hào)動(dòng)態(tài)閾值，然后將中性點(diǎn)信號(hào) 的絕對(duì)值與動(dòng)態(tài)閾值做比較，小于動(dòng)態(tài)閾值的值剔除掉，反之則保留， 把保留下來(lái)的一若千個(gè)點(diǎn)與第一步得到的點(diǎn)相同相位的極性比較，若 極性相同則判斷為放電點(diǎn)，極性相反則判斷為干擾信號(hào)。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)方法， 其特征在于，包括以下步驟第一步，在發(fā)電機(jī)的母線上設(shè)有陶瓷電容傳感器(1)和陶瓷電容傳感器(2)，陶瓷電容傳感器(1)安裝在發(fā)電機(jī)母線的出線端， 陶瓷電容傳感器(2)安裝在同一方向距離陶瓷電容傳感器(1)的 15m處，同時(shí)滿(mǎn)足公式其中，信號(hào)采集裝置到陶瓷電容傳感器(1)的距離是L為35 m， 信號(hào)采集裝置到陶瓷電容傳感器(2)的距離是L2為50m，陶瓷電容 傳感器(1)、陶瓷電容傳感器(2)之間的距離是L為15m, Va是信 號(hào)在電纜中傳輸速度，V是信號(hào)在母線中的傳播速度，已知Va=0.8V， V:2X10Vs;對(duì)于外部來(lái)的干擾信號(hào)先到達(dá)陶瓷電容傳感器(2)經(jīng)過(guò)312ns 通過(guò)L2進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，另一路經(jīng)過(guò)75ns通過(guò)L再經(jīng)過(guò)219ns通過(guò)L 進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，干擾信號(hào)經(jīng)過(guò)陶瓷電容傳感器(1)和陶瓷電容傳感 器(2)兩路信號(hào)到達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)間差18ns，認(rèn)為信號(hào)幾乎同時(shí)到達(dá) 系統(tǒng)；對(duì)于內(nèi)部放電信號(hào)先到達(dá)陶瓷電容傳感器(1)經(jīng)過(guò)219ns通過(guò) Li進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，另一路經(jīng)過(guò)75ns通過(guò)L再經(jīng)過(guò)312ns通過(guò)L2進(jìn)入 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，兩路信號(hào)會(huì)有明顯的時(shí)延168ns，這時(shí)得到時(shí)延范圍為(18， 168)當(dāng)信號(hào)滿(mǎn)足18>A,>168時(shí)系統(tǒng)識(shí)別為發(fā)電機(jī)局放信號(hào)，&<18 或&>168時(shí)系統(tǒng)識(shí)別為干擾信號(hào),這時(shí)得到放電點(diǎn)的極性和相位；第二步，中性點(diǎn)位置取信號(hào)，在中性點(diǎn)位置安裝一只高頻傳感器 (3)，中性點(diǎn)位置采用高頻傳感器(3)耦合到信號(hào)，把耦合到的信 號(hào)劃分1000個(gè)小段，計(jì)算每小段的最大值，再將這1000個(gè)最大值求平均值，將這個(gè)平均值就作為這組信號(hào)動(dòng)態(tài)閾值，然后將中性點(diǎn)信號(hào) 的絕對(duì)值與動(dòng)態(tài)閾值做比較，小于動(dòng)態(tài)閾值的值剔除掉，反之則保留， 把保留下來(lái)的一若干個(gè)點(diǎn)與此前得到的點(diǎn)相同相位的極性比較，若極 性相同則判斷為放電點(diǎn)，極性相反則判斷為干擾信號(hào)，這時(shí)認(rèn)為識(shí)別 出了局部放電信號(hào)。
5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)方法， 其特征在于， 一種發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟-第一步，在發(fā)電機(jī)的母線上設(shè)有陶瓷電容傳感器(1)和陶瓷電 容傳感器(2)，陶瓷電容傳感器(1)安裝在發(fā)電機(jī)母線的出線端， 陶瓷電容傳感器(2)安裝在同一方向距離陶瓷電容傳感器(1)的 8m處，同時(shí)滿(mǎn)足公式i一E "F其中，信號(hào)采集裝置到陶瓷電容傳感器(1)的距離是L為25m， 信號(hào)采集裝置到陶瓷電容傳感器(2)的距離是L2為33m，陶瓷電容 傳感器(1)、陶瓷電容傳感器(2)之間的距離是L為8m， Va是信 號(hào)在電纜中傳輸速度，V是信號(hào)在母線中的傳播速度，已知Va=0.8V， V=2X108m/s;對(duì)于外部來(lái)的干擾信號(hào)先到達(dá)陶瓷電容傳感器(2)經(jīng)過(guò)206ns 通過(guò)L2進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，另一路經(jīng)過(guò)40ns通過(guò)L再經(jīng)過(guò)156ns通過(guò)L 進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，干擾信號(hào)經(jīng)過(guò)陶瓷電容傳感器(1)和陶瓷電容傳感 器(2)兩路信號(hào)到達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)間差10ns,認(rèn)為信號(hào)幾乎同時(shí)到達(dá) 系統(tǒng)；對(duì)于內(nèi)部放電信號(hào)先到達(dá)陶瓷電容傳感器(1)經(jīng)過(guò)156ns通過(guò)Li進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，另一路經(jīng)過(guò)40ns通過(guò)L再經(jīng)過(guò)206ns通過(guò)L進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，兩路信號(hào)會(huì)有明顯的時(shí)延90ns，這時(shí)得到時(shí)延范圍為(IO，90)當(dāng)信號(hào)滿(mǎn)足10>A/>90時(shí)系統(tǒng)識(shí)別為發(fā)電機(jī)局放信號(hào)，A/<10或AP90時(shí)系統(tǒng)識(shí)別為干擾信號(hào),這時(shí)得到放電點(diǎn)的極性和相位；第二步，中性點(diǎn)位置取信號(hào)，在中性點(diǎn)位置安裝一只高頻傳感器(3)，中性點(diǎn)位置采用高頻傳感器(3)耦合到信號(hào)，把耦合到的信號(hào)劃分1000個(gè)小段，計(jì)算每小段的最大值，再將這iooo個(gè)最大值求平均值，將這個(gè)平均值就作為這組信號(hào)動(dòng)態(tài)閾值，然后將中性點(diǎn)信號(hào)的絕對(duì)值與動(dòng)態(tài)閾值做比較，小于動(dòng)態(tài)閾值的值剔除掉，反之則保留，把保留下來(lái)的一若干個(gè)點(diǎn)與此前得到的點(diǎn)相同相位的極性比較，若極性相同則判斷為放電點(diǎn)，極性相反則判斷為干擾信號(hào)，這時(shí)認(rèn)為識(shí)別出了局部放電信號(hào)。
全文摘要
一種發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置，包括有與信號(hào)調(diào)理單元4相連的陶瓷電容傳感器1、陶瓷電容傳感器2和高頻傳感器3，信號(hào)調(diào)理單元4與采集卡5相連接，采集卡5通過(guò)光纖輸出與與工控機(jī)6的網(wǎng)卡相連接，工控機(jī)6再與Web服務(wù)器7相連，其監(jiān)測(cè)方法是在中性點(diǎn)位置取信號(hào)，高頻傳感器3把耦合到的信號(hào)劃分為1000個(gè)小段，計(jì)算每小段的最大值并計(jì)算平均值，將平均值作為信號(hào)動(dòng)態(tài)閾值，然后與中性點(diǎn)信號(hào)的絕對(duì)值比較，小于動(dòng)態(tài)閾值的剔除掉，反之保留，再比較，若極性相同則判斷為放電點(diǎn)，極性相反則判斷為干擾信號(hào)，具有抗干效果好，安全性高，方便易用的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R31/34GK101655538SQ20091002410
公開(kāi)日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者任戰(zhàn)國(guó), 席保鋒, 陽(yáng) 徐, 冉 易, 楊文虎, 梁紅軍, 王長(zhǎng)安 申請(qǐng)人:西安博源電氣有限公司;西安交通大學(xué)