[发明专利]一种基于高频信号的干式空心电抗器局部放电故障在线监测仪

说明书

本发明公开了一种基于高频信号的干式空心电抗器局部放电故障在线监测仪，包括故障信号检测单元、前置放大单元、峰值保持单元和数据采集处理单元；所述故障信号检测单元包括两故障信号监测端子，所述前置放大单元包括运算放大器A1和A2，所述峰值保持单元包括运算放大器A3和A4，运算放大器A1、A2的输出端与运算放大器A3的反向输入端和运算放大器A4的同向输入端相连，运算放大器A3的同向输入端和运算放大器A4的反向输入端接地；该运算放大器A3、A4的输出端与数据采集处理单元相连，同时，二极管D1经电容C1后接地。本发明能够直接检测电力电抗器匝间短路或匝间局部放电等故障，可以实时监测电抗器的运行时的健康状态。

技术领域

本发明涉及电抗器的局部放电故障监测领域，尤其涉及一种基于高频信号的干式空心电抗器局部放电故障在线监测仪。

背景技术

大型干式空心电抗器在无功补偿和限制短路电流以及抑制高次谐波等方面起着不可或缺的作用。而在现有技术中，由于电抗器长期工作在高电压环境，而且电流大，发热显著，因此电抗器经常出现局部放电故障，长期局部放电容易引发绕组匝间绝缘损坏甚至匝间短路、着火燃烧、绕组熔断等严重故障。因此，开展干式空心电抗器局部放电的在线检测工作，及时发现其绝缘隐患，可以有效避免恶性事故，增强电网的安全稳定性。

目前，对干式空心电抗器的故障检测方法有：温度检测法、烟雾检测法、绝缘检测法、电气量参数检测法、差动检测法等。

温度检测法通过温度传感器测量电抗器的温度，从而可以分析电抗器的故障位置，但是温度传感器有以下缺点：1.存在延时特性，需要故障后温度上升才能检测。2.需要很多传感器。3.温度还受到气候、光照、风速等因素的影响，不准确。

烟雾检测法主要是通过对发生故障的干式空心电抗器施加高频脉冲电压，使故障点产生烟雾，从而判断故障位置。但该方法存在以下缺点：1.只适用于已经退出运行的故障设备定位。2.受外界环境影响较大，产生的烟雾不易收集，从而导致的不准确，实时性低。

绝缘检测法主要通过施加脉冲电压检测匝间绝缘缺陷，但是该方法只能做离线检测。

电气量参数检测法主要包括电流测量法以及阻抗测量法，但由于电抗器未发生故障之前本身的电阻值以及电流值就很小，发生故障之时电气量参数变化也是微乎其微，导致对电气量参数进行检测的效果不是很理想，灵敏度低，可靠性差。

专利201110437995.4和201120546993.4，公开了一种差动式电力电抗器故障在线监测电路。但此检测电路需要对每根汇流母排安装一个电流互感器。电力电抗器额定工况下，母排电流极大，这无疑对检测的电流互感器具有极特殊的要求，如要具有良好的一致性和线性响应特性等。而电流互感器由于在制造和安装过程中不可能完全一样，其对故障信号的响应情况也不一样，影响对故障的准确检测性, 成本也较高。

因此，有必要开发一种经济、灵敏度高、可靠性高的检测电路器，可实时监测干式空心电抗器的运行状态，以提高电力系统的稳定性和可靠性。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种基于高频信号的干式空心电抗器局部放电故障在线监测仪，能够直接检测电力电抗器匝间短路或匝间局部放电等故障，成本低、响应可靠、迅速，可以实时监测电抗器的运行时的健康状态。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种基于高频信号的干式空心电抗器局部放电故障在线监测仪，其特征在于：包括故障信号检测单元、前置放大单元、峰值保持单元和数据采集处理单元；

所述故障信号检测单元包括两故障信号监测端子，两故障信号监测端子分别与一同轴电缆相连，在两同轴电缆上分别套设有一屏蔽环，该屏蔽环接地；