局部放电测试技术

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1、局部放电测试技术学院（系）：电气工程学院班级：1113班学生姓名：高玲学号：21113043大连理工大学DalianUniversityofTechnology-6-一.问题的提出局部放电检测是检验电力设备绝缘性能的主要方法。过去要检验设备是否发生局部放电，大多采用停机放电试验的方法。这种方法不仅对设备性能有一定程度的破坏，而且会影响经济效益。更主要的是停机检测不可能经常进行，时间跨度比较大，不能保证及时发出局部放电警报，严重的情况下会使电力设备报废，给企业和国家造成巨大的损失。局部放电在线监测可以克服停机

2、检测对两次检测期间发生的局部放电无能为力的缺点，能在局部放电发展的初期做出及时的预报。从经济效益上看，在线检测避免了停机造成的损失，节省了放电试验的人力物力费用。但是，由于局部放电在线检测室在设备运行时进行的，不可避免的要引入各种干扰，从而使得信噪比极低。如何从强大的噪声中提起放电信号，是局部放电在线检测所面临的技术难题。国内外就此提出了许多方法，大多数都是基于傅里叶分析的模拟滤波方法。但是傅里叶分析不具有时频分辨能力，不能提取突变信号。这是傅里叶分析本身所固有的局限性，即便是采用时域加窗和自适应滤波方法，

3、也很难有效地检测处放电脉冲。近年来，数字信号处理理论的发展为各种强有力的信号处理手段提供了理论基础，而微处理器的发展又使得实时实现各种复杂算法成为可能。借助于这些信号处理手段，就可以根据放电信号的特征，把信号从干扰中提取出来。二.局部放电在线检测系统如图1所示，局部放电在线检测系统整个可以分成三大部分：图1局部放电在线监测系统框图-6-1）设备现场。该部分由系统前段的电流传感器和模拟信号处理部分（包括信号的前置放大和高通滤波）组成。获得的信号通过电缆送给工控机。这部分的工作环境最为恶劣，不适合工控机和服务器

4、的运行。2）控制室。控制室中的环境要好于设备现场，工控机就位于其中。工控机中的数据采集卡把由电缆传输过来的模拟信号转换成数字信号，转换结果交给工控机。工控机对数字信号作相应的处理，包括去噪声，提取信号特征等。最后，工控机将处理后的结果通过光缆传输给服务器。3）主机房。服务器位于主机房中，工控机与服务器之间的通讯是数字信号，抗干扰能力强，因此主机房可以远离设备现场和控制室。服务器主要的工作时对工控机传过来的数据进一步的处理，判断放电信号是否发生和放电信号的特征，并提交专家系统。服务器还负责对存放放电信号处理结

5、果的数据库进行维护和管理。三.信号处理1.电流传感器在线检测是在设备运行条件下进行的，因此检测元件不能接入被设备的回路中，而只能采取电磁耦合或电压耦合的方式。传感器的设计是在线监测系统中不可缺少的重要组成部分，其性能的好坏决定了整个在线监测系统的性能优劣。之所以选择中性线测量，是因为：①相对于地这一点，中性线处于低电位上，而且发电机中产生的电弧的射频电流都流过中性线；②CT可以夹在发电机组合中心线接地变压器之间的中性线上合适的不屏蔽的部分，不需要改变几组的接线方式，安装方便可靠。2.信号的放大和滤波由于通过

6、传感器检测到的放电脉冲信号非常微弱（10μV~10000μV），故在设计交流放大器时主要考虑的性能指标是信噪比，以免噪声信号淹没了需要检测的放电信号。各种干扰信号中，强度最大的无疑是50Hz的工频信号及其谐波分量。但因为放电信号是有效带宽可达200MHz的脉冲序列，所以可以对信号先进行高通滤波，比如把高通滤波的截止频率选为100kHz，在这段频带中，工频信号的谐波分量就已经很小了。这样，信号中的干扰就只剩下高频段的干扰信号。主要包括：1）通讯设备产生的调制波干扰。2）晶闸管整流设备产生的干扰，通过输电线串入

7、。3）大型电闸开合时产生的瞬间干扰。4）引线接触不良产生的毛刺干扰。3.信号量化经过放大和滤波的模拟信号通过电缆送电控制室，由工控机中的一张高速数据采集卡进行A/D量化。因为放电脉冲式宽频带的，只有采用很高的采样率，才能尽可能多的保留脉冲信号。而且干扰信号的总体趋势是频率越高幅度越低，所以提高采样频率也能再一定程度上提高信噪比。4.数字信号处理由于设备现场环境相当恶劣，在现场监测中会引入许多干扰，干扰幅值可能是局放信号的许多倍，且局放信号和干扰信号在频域上经常重叠，因此降噪技术是局放在线监测的关键。通常将多

8、种常用的抑制干扰的数字信号处理算法用于处理采集的信号，然后提取多种特征值以判别设备的局放情况。系统中的算法采用-6-模块化结构,各处理模块可以根据现场情况灵活配置和重组。系统数据处理的流程如图2所示。图2数字信号处理构架图①FIR滤波器用脉冲电流法对发电机进行局部放电在线监测时，因中性点一般都通过消弧线圈或高阻接地,故中性点电流中含有大量的工频信号及其高次谐波。图3局放信号频谱的低频部分，图中Vi为接收到的电压信