[发明专利]一种直流局部放电源检测与识别装置

说明书

技术领域

本发明属于高压设备局部放电监测技术领域。具体是一种直流局部放电源检测装置与识别装置。

背景技术

电力变压器是电力系统中重要的电气设备之一，它一旦发生事故，则所需的修复时间较长，造成的影响也比较严重。随着我国电力工业的迅速发展，电网规模不断扩大，电力变压器的单机容量和安装容量随之不断增加，电压等级也在不断提高。一般而言，容量越大，电压等级越高，变压器故障造成的损失就越大。近年来，电力变压器虽然由于材料的改进、设计方法和制造技术的提高，运行可靠率有所提高，但仍会发生料想不到的事故。

直流局部放电的检测是电力变压器油纸绝缘状态监测的重要手段，目前研发的直流下局部放电检测装置系统较少，国内仅西南交通大学吴广宁教授课题组基于脉冲电流法研制了传统的窄带直流局部放电检测仪（带宽小于2MHz），中国工程物理研究院同样对脉冲电容器开发了类似的直流局部放电放电检测分析仪。其工作原理均为假设只有一个局部放电源存在以及硬件滤波器对随机干扰脉冲源能够进行理想抑制。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽带宽的直流局部放电源检测、噪声分离、局部放电模式分类与识别的直流局部放电源检测装置与识别装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

1.一种直流局部放电源检测与识别装置，主要由第一通道、第二通道、带通滤波器、高速采集卡、工控机与外壳构成；第一通道和第二通道分别设置在外壳外的左侧上方和左侧下方；带通滤波器、高速采集卡和工控机设置在外壳内。

1)装置各部件的结构：

1.1)所述带通滤波器是带宽为10kHz～40MHz，输入阻抗为50Ω的带通滤波器，它由输入接口J31、第一运算放大器U31、第一电阻R31、第二电阻R32、第三电阻R33、第四电阻R34、第五电阻R35、第六电阻R36、第一电容C31、第二电容C32、第二运算放大器U32以及信号输出接口J32构成；其中：输入接口J31与第一运算放大器U31的正向输入端连接；第一电阻R31的下端接地、上端与第二电阻R32的左端并连后连接到第一运算放大器U31的负向输入端；第二电阻R32的右端与第三电阻R33左端并连后连接到第一运算放大器U31的输出端；第三电阻R33的右端连接到第四电阻R34的左端；第四电阻R34的右端连接到第二运算放大器U32的正向输入端；第一电容C31的下端与地连接、上端与运算放大器U32的反相输入端连接；第五电阻R35的下端接地、上端与第六电阻R36的左端并连后与第二运算放大器U32的反相输入端连接；第二运算放大器U32的输出端分别与第六电阻R36的右端和第二电容C32的右端相连后、与输出接口J32连接。

1.2)所述高速采集卡的采样率为100MS/s，分辨率为10位，通道数为三通道，模拟带宽为100MHz、存储深度为32MS，输入量程为±25mV～±25V；它由第一输入BNC接头、第二输入BNC接头、第三输入BNC接头、采集板卡控制中心和USB接口构成；所述高速采集卡的第一输入BNC接头与带通滤波器的输出接口J32连接，第二输入BNC接头与第二通道连接，第三输入BNC接头悬空；USB接口与工控机的USB接口连接，实现采集数据的实时传递。

1.3)所述工控机为双核1.6GHz，内存为4GB的工控机，其设有USB接口。工控机通过USB接口与高速采集卡的USB接口连接。

2)装置各部件的连接关系：

所述第一通道与带通滤波器的输入接口J31连接；所述带通滤波器的输出接口J32与高速采集卡的第一BNC接头连接；所述高速采集卡的第二BNC接头与第二通道连接；所述高速采集卡的USB接口与工控机通过USB连接线连接。

上述带通滤波器电路所用电阻均为精度0.1％，温度系数小于10×10^-6/℃的高精度低温漂电阻；电容采用COG电容器，在温度从-55℃到+125℃时容量变化为±30ppm/℃；第一电阻R31=2kΩ、第二电阻R32=10kΩ、第三电阻R33=39kΩ、第四电阻R34=39kΩ、第五电阻R35=20kΩ、第六电阻R36=20kΩ、第一电容C31=0.01uF、第二电容C32=0.01uF。所述带通滤波器13的放大倍数由第五电阻R35、第六电阻R36、第一电阻R31与第二电阻R32决定。

上述外壳采用环氧树脂绝缘材料，可耐受不低于现场检测的施加高压。

本发明具有以下优点：

1.带通滤波器的带宽很宽，达40MHz。可保证局部放电脉冲信号的高频分量被准确采集；