基于虚拟仪器技术发电机局部放电在线监测系统

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第29卷第11期水利电力机械V01．29No．1l2007年11月WATERC0NSERVANCY&ELECmICPOWERMACHINERYNov．2007基于虚拟仪器技术的发电机局部放电在线监测系统On—linedetectingsystemforpartialsischargeingeneratorbasedonvirtualinstrument喇元，臧真波(1．广东电网公司电力科学研究院，广东广州510600；2，西安交通大学电气绝缘实验室，陕西西安710049)摘要：介绍了一种基于虚拟仪器技术的发电机局部放电在线监测系统。利用虚拟

2、仪器软件的控制功能及数据处理功能，实现对外围硬件电路和数据采集的控制，再对采集到的信号进行数字滤波、动态闽值和脉冲时延鉴别等抗干扰处理，较好地抑制现场干扰。结合现场对数据进行了统计分析，作出了能够反映放电特征的二维、三维谱图和反映放电水平发展的趋势图。关键词：发电机；局部放电；在线监测；虚拟仪器；抗干扰中图分类号：TM32文献标识码：B文章编号：1006—6446(2007)1】一0075—04延鉴别的方法来实现。0引言(3)SSC监测法。由加拿大IRIS于20世纪90年随着电力系统向高压、超高压方向发展，对电网代提出，在发电机定子每槽的槽楔下埋制一定子槽系统中的大型高压、超高压水轮发电

3、机的局部放电耦合器，利用它探测放电信号，并引出至外部的分析在线监测和绝缘诊断的技术显得尤为重要。PD水仪器。平和PD水平增长速率能够反映发电机内部绝缘性其中，中性点耦合的方法因抗干扰效果不佳，三能正在发生的变化，在线监测发电机内部的局部放相放电信号难以分离，且放电信号到达中性点处时电，及时观察其发展情况，有助于对发电机的绝缘状衰减过大而不被广泛采用；SSC监测法因为代价太况进行判断，有效地预报设备故障。高，安装复杂(主要用于汽轮机)，无法广泛使用；PDA监测法因实现容易，抗干扰效果理想，是目前国内外1测量方法的确定使用的主要方法。目前，用于发电机局部放电在线监测的方法主该系统采用的是双传

4、感器在发电机高压出线端要有以下几种：耦合放电信号，利用放电信号和外来干扰信号在传(1)中性点耦合的方法。早期的监测方法是在播时具有不同的时延来抑制干扰，提取放电信号。定子绕组的中性点处引出信号(后期的RF监测法只基于虚拟仪器Labview软件编程，利用时延鉴别、数是该方法的改进，采用不接触式高频电流互感器在字滤波、动态阈值等方法来进行抗干扰处理，效果较中性点处耦合放电信号)，通过程序处理(主要是频明显。该系统的结构框图如图1所示。谱分析)来抑制干扰。2系统硬件实现(2)PDA监测法。由加拿大OntiaoHydro公司在20世纪70年代提出，主要用于水轮机的在线监测，硬件电路主要实现信号的

5、实时采集，获取有效利用绕组内放电信号和外来干扰信号在绕组中传播的局部放电信息，使整个系统稳定、可靠地工作。系时具有不同的特点来抑制干扰，提取放电信号。一统硬件包括传感器、PDM信号调理单元及采集分析般采用差动放大电路来实现，后期主要使用软件时单元等几部分。收稿日期：2007—07—18作者简介：喇元(1980一)，男，青海西宁人，广东电网公司电力科学研究院助理工程师，工学硕士，从事发电机等高压设备方面的研究工作。维普资讯http://www.cqvip.com·76·水利电力机械2007年11月3软件抗干扰处理3．1抗干扰原理及流程图脉冲时延鉴别和幅值比较的抗干扰方法是一管羹霪霪种逐个脉

6、冲识别的方法。抗干扰程序的流程图如图3所刁。经数字滤波滤除周期性干扰，动态阈值滤除背景噪音之后，抗干扰程序首先找到近端(靠近发电机)有脉冲信号U远端有对应的脉冲2，若U】>KU2认为是来自发电机的放电信号。而有图1发电机局部放电在线监测系统结构图时较小，经传输衰减后，2已测不到了(淹没2．1传感器单元在基带中)，这也满足U>KU2，也认为是放电信采用定向耦合的方式在水轮发电机的三相高压号，保留了这类信号后，再判断其他是否满足U>引线处直接固定安装高压陶瓷电容传感器来耦合放KU以及近端信号到达时间￡远小于远端到达的电信号。甚高频系统响应频率达50MHz。传感器的时间￡2，即￡2一￡1>At

7、，如是，则认为是放电信号。现场安装如图2所示。程序的关键在于如何正确的找到2路脉冲，并求其时延和幅值差。图2传感器安装示意图2．2信号调理单元为了满足测量的要求，设计的信号调理电路主要包括高频转换开关、滤波电路、放大电路及衰减电图3抗干扰程序流程图路等。3．2相关算法计算时延局部放电信号首先通过一个高通滤波器，滤除在实际的测量中，波的传播途径对单脉冲的响了低频下的信号，再进入可程控选择放大倍数为应往往是口响应，再加上发电机的绕组结构