变压器局部放电在线监测系统调理电路的系统模

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1、变压器局部放电在线监测系统调理电路的系统模随着现代工业的发展和城市化水平的提高，电力系统的可靠性越来越得到人们的重视，大型变压器往往处于枢纽地位，它一旦发生故障，有可能发生大面积停电事故，将会给工业生产和运作造成严重的不良后果。为了保证电气设备的安全可靠运行，一方面我们要采用良好的绝缘材料，改进制造工艺来提高设备的绝缘强度和质量，更重要的一面，就是我们要对运行中电气设备的绝缘状况进行检测，随时掌握设备的运行情况，进而有效地防止事故的发生。近年来，根据大量损坏的高压电气设备及老化试验证明，变压器局部放电是造成绝缘损坏的主要原因之一。变压器局部放电检测能够反映高压设备的绝缘情况，及时发现设备内部

2、绝缘的潜在缺陷，判断高压设备内部绝缘损坏的程度，从而避免高压设备发生突发性绝缘故障。这对保证电力系统安全运行具有十分重要的意义。长期的实验证明，局部放电信号往往十分微弱(mV级)，并且具有较大的分散性，同时在信号采集时干扰较多。为了保证测试的准确性和有效性，必须对传感器采集到的信号进行干扰抑制处理和有效放大。因此，针对测试的需要设计一种高性能的调理电路具有十分重要的意义。二、变压器局部放电在线监测技术研究现状国内外围绕变压器局部放电在线监测技术已经展开了大量的研究工作，使该项技术有了很大的发展，取得了很好的效果。其技术已经从窄带系统逐渐过渡到宽带系统及至超宽带系统。按局部放电过程中会产生电脉

3、冲、电磁辐射、超声波、气体生成物等现象，相应地出现了脉冲电流法、射频检测法、超高频法、超声波法、气相色谱法等多种检测方法。其中脉冲电流法和超声波检测法应用最为广泛，脉冲电流法是通过检测阻抗接入到测量回路中来检测。超声波法是通过检测变压器局部放电产生的超声波信号来测量局部放电信号的大小和位置。另外，近年来特高频检测法的应用也越来越收到重视。超高频局部放电检测通过传感变压器内部局部放电所产生的超高频(3003000MHz)电信号，实现局部放电信号的检测和定位，并实现抗干扰。超高频局放检测技术近年来得到了较快地发展，在一些电力设备(如高压配电装置、电机、电缆、变压器)的检测中已经得到应用。三、变压

4、器局部放电在线监测系统调理电路的设计变压器局部放电在线监测系统调理电路主要由传感器、滤波电路、放大电路、50Hz同步信号、CPU等组成。本系统原理框图如图1所示。1.传感器传感器采用罗高夫(RogoV级)，为了便于后续的可变增益放大和增大A/D采样的有效性，所以增加了前级放大电路。设计电路图如图4所示。由于传感器采集到的信号干扰较多，而局部放电信号往往十分微弱(mV级)，并且具有较大的分散性，所有在进入A/D采样前必须放大并能程控调节，才能对局部放电信号有效的放大。另外局部放电信号是一种上升沿很陡、持续时间很短、带宽很宽的脉冲信号。为了确保采集到放电信号的主要能量，在本设计中我们使用了两个O

5、PA680宽带放大器和两个可变增益宽带放大器VCA822来实现对不同幅度信号的测量需要，以使测试的数据更加准确，误差更小。4.高速A/D转换器A/D转换器是连接模拟和数字世界的一个重要接口，它将现实世界的模拟信号变换成数字位流以进行处理、传输及其他操作。高速的A/D转换器可快速的将转换后的数据送入CPU系统从而实现较精确的数控也能提高数据分析处理的速度。5.50Hz同步信号局部放电一般发生在50Hz电力信号的45度和270度位置，所以在进行局部放电测量结果分析和显示的时候，需要以50Hz信号为参考或同步，50Hz同步信号的输入要求纯净，尽可能的去除电力线的谐波干扰。6.CPUCPU输出的是实

6、现较精确的数字控制信号，去控制监测显示电路，实现远程监测。四、变压器局部放电在线监测系统调理电路的测试与分析1.系统测试的仪器TektronixTDS1002双信道数字示波器;SG173SB3直流稳压稳流电源;Agilent33120A信号发生器;FLUKE17B型4位数字万用表。2.系统测试的方法在调试时采用模块分离，然后级联的方法对系统进行调试，先对各模拟电路分别调试，当每个模拟电路都达到设计标准后，再对整个系统进行调试，输入测试信号，检查是否能输出正常放大的信号。调节各部分放大电路、滤波电路，使输出信号达到设计的调理电路的要求。3.系统测试结果分析测试系统时选择的输入信号为0.100V

7、pp，100KHz从信号发生器输入调理电路。输入信号波形图如图5所示。设计后的放大器可实现1倍、5倍、10倍、20倍、50倍、100倍、500倍、1000倍8个级别的放大，可按需要选择放大级别。在本次测试时低通椭圆滤波器选择的通带为600KHz，选择1倍和10倍作为验证测试。测试波形如图6所示。从测试结果知道，可以达到可控增益放大的要求，放大倍数基本能达到预期要求。五、小结局部放电信号在线监测的经济性、高效率