[发明专利]变压器局部放电线上检测的数据采集装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明属于微机继电保护领域，尤其涉及电压等级在35kV及其以上的电网变压器的检测装置及检测方法，具体为一种基于GPRS的变压器局部放电线上检测的数据采集装置及检测方法。

背景技术

随着社会经济的发展，人类对电力的依赖程度越来越高，相应的对供电的可靠性也提出了更高的要求，变压器是电力系统的重要设备之一，若发生故障而导致停电不仅带来巨大的直接经济损失，其间接损失更是无法估计。据统计电力变压器所发生的事故中，大多是由于绝缘出现老化和损坏而造成的。例如，有研究者对若干台35kV及以上的变压器所发生的93次事故作过统计分析，其中因绝缘引起的事故占80％以上。所以从某种意义上来说变压器运行的可靠性主要取决于其绝缘的可靠性。变压器内部的绝缘主要为油纸绝缘，绝缘的故障常起源于变压器内部的局部放电，这种局部放电通常由两方面的原因造成，一方面是在变压器制造和安装过程中潜伏下的；另一方面是在运行过程中产生和发展起来的，如雷电冲击或操作冲击引发内部绝缘弱点产生局部放电，在运行电压下不断发展最终导致故障。

正因如此，为了及早发现变压器内部的绝缘隐患，电力运行部门已经把局部放电的测量作为变压器的预防性的试验项目，实践证明，这种定期停电，在离线情况下对电力变压器进行包括局部放电测试在内的综合诊断，会起到一定的消除隐患的作用，但也存在一些明显的不足之处，主要表现在以下几个方面：

(1)停运检修让电力部门付出巨大的人力、物力，不仅给电能用户带来不便，还存在“维修过剩”的问题；

(2)两次预防性试验之间的间隔时间较长，对于突发性的绝缘故障难以发现，存在“维修不足”的问题；

(3)试验条件和运行条件有差别，有些离线试验不能完全反映设备在运行条件下的绝缘状况；

(4)大修和停电试验时人为造成新的设备故障现象也是有发生。

事实上，国内外的科技工作者和有关部门对这种定期维修和预防性试验的不足之处也早有认识，纷纷致力于电力设备的在线检测和状态维修，通过各种检测手段来正确的诊断被试设备目前的状况，又根据其本身特点及变化趋势等来确定设备能否继续运行，因此在线检测能有效地减少维修和试验的盲目性。通过对局部放电过程中局部放电特征参量的分析和异常征兆的提前发现，能够较准确地评定绝缘的老化程度，从而有的放矢地在变压器出现故障前兆时进行维护或更换，不仅有效的提高了供电的可靠性，还降低了电力系统的运行费用，因此对变压器的局部放电实施在线检测是十分必要的。

发明内容

本发明要解决的问题是：现有电力变压器局部放电检测需要一种方便的在线检测装置，能够对变压器的局部放电情况及时进行检测诊断。

本发明的技术方案是：变压器局部放电线上检测的数据采集装置，包括变压器局部放电信号放大模块和高速数据采集模块，变压器局部放电信号放大模块的输出连接高速数据采集模块的输入；变压器局部放电信号放大模块由电流传感器、第一级放大器、第二级放大器、滤波器、第三级放大器依次连接组成；高速数据采集模块包括至少一路采样电路、采样速率控制电路、采样长度控制电路，其中采样电路包括A/D转换器、DSP芯片、数据存储器RAM和地址发生器，A/D转换器的输出在地址发生器的控制下输入数据存储器，数据存储器RAM的输出连接DSP芯片，A/D转换器、DSP芯片、地址发生器与数据存储器的连接之间分别设有总线隔离器。

本发明发采样电路的A/D转换器与地址发生器间设有延时电路，保证地址发生器的地址信号只在数据存储器RAM写信号的高电平期间改变。变压器局部放电信号放大模块的第一级放大器为固定增益放大器，放大倍数固定为10倍；第二级放大器为程控放大器，放大倍数为10倍，由程控是否将该放大器接入电路中；第三级为多檔可调的程控放大器；滤波器为程控滤波器，程控带宽范围为：10k-500kHz、10k-1MHz、10k-2.5MHz，分别由5阶贝塞尔低通滤波器和3阶贝塞尔高通滤波器组成；高速数据采集模块的数据存储器的容量为512K×16，由两片容量为512K×8的普通RAM构成。

本发明还设有远程通讯模块，远程通讯模块为GPRS模块，与高速数据采集模块的DSP芯片连接。

变压器局部放电线上检测的检测方法，包括以下步骤：

A.变压器局部放电信号放大：用高频电流传感器检测压器接地引线中的放电脉冲，通过放大滤波电路完成信号的放大以及抑制高频干扰和抗频域混迭，其中滤波电路滤掉信号中三次以上的谐波分量，放大滤波后的信号用于高速数据采集；