CN111751676B - 能区分变压器和套管局部放电信号的检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气设备检测技术领域，公开了一种能区分变压器和套管局部放电信号的检测系统及方法，所述检测系统包括激励源、套管、高压电容、套管末屏接地线、第一电流传感器、高压电容接地线、第二电流传感器、区分装置以及变压器；其中，所述高压电容与所述套管并联连接，所述高压电容与所述套管具有相等大小的电容量；所述第一电流传感器用于获取第一电流信号；所述第二电流传感器用于获取第二电流信号；所述区分装置用于根据所述第一电流信号、所述第二电流信号的幅值差，区分局部放电信号是来自所述变压器或者所述套管。本发明提供的一种能区分变压器和套管局部放电信号的检测系统及方法，能够准确区分局部放电信号的来源。

Description

能区分变压器和套管局部放电信号的检测系统及方法

技术领域

本发明涉及电气设备检测技术领域，特别是涉及一种能区分变压器和套管局部放电信号的系统及方法。

背景技术

电力变压器是电网中的重要设备之一，其安全运行关系着整个电网的安全。变压器在运行及试验过程中会承受工频、冲击等各种电应力的作用，这些电应力作用到绝缘上有可能导致绝缘故障。表征绝缘故障目前最为灵敏的特征量是局部放电，根据局部放电的大小、性质能够判断设备目前的绝缘状态，为其状态检修提供依据。

在变压器的运行和试验中，局部放电信号的来源有两种，一种来自于变压器本体，主要是匝绝缘及主绝缘；另一种来自于套管，实际检测中往往难以区分这两种信号的来源，即使发现有局部放电，也难以判断信号到底来自变压器还是套管，这就导致了难以准确迅速的查找故障点。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是：提供一种能区分变压器和套管局部放电信号的检测系统及方法，能够准确区分局部放电信号的来源，为后续故障处理提供准确指导。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供一种能区分变压器和套管局部放电信号的检测系统，所述检测系统包括激励源、套管、高压电容、套管末屏接地线、第一电流传感器、高压电容接地线、第二电流传感器、区分装置以及变压器；其中，

所述激励源用于提供电压；

所述套管用于将所述激励源提供的电压引入所述变压器的内部；

所述高压电容与所述套管并联连接，所述高压电容与所述套管具有相等大小的电容量；

所述第一电流传感器套接在所述套管末屏接地线上，所述第一电流传感器用于获取第一电流信号；

所述第二电流传感器套接在所述高压电容接地线上，所述第二电流传感器用于获取第二电流信号；

所述区分装置的第一输入端与所述第一电流传感器的输出端连接，所述区分装置的第二输入端与所述第二电流传感器的输出端连接，所述区分装置用于根据所述第一电流信号、所述第二电流信号的幅值差，区分局部放电信号是来自所述变压器或者所述套管。

作为一个优选方案，所述检测系统还包括高速示波器，所述高速示波器的第一输入端与所述第一电流传感器的输出端连接，所述高速示波器的第二输入端与所述第二电流传感器的输出端连接，所述高速示波器用于显示所述第一电流信号和所述第二电流信号。

作为一个优选方案，所述高速示波器的带宽为500MHz。

作为一个优选方案，所述高速示波器的采样率为2.5GHz。

作为一个优选方案，所述第一电流传感器和所述第二电流传感器均为高频脉冲电流传感器。

作为上述方案的改进，所述第一电流传感器的频带为16kHz～30MHz，所述第二电流传感器的频带为16kHz～30MHz。

作为一个优选方案，所述激励源的电压波形包括工频波形、冲击波形、直流波形。

为了解决上述技术问题，第二方面，本发明实施例提供一种能区分变压器和套管局部放电信号的检测方法，应用于如第一方面任一项所述的检测系统中，所述检测方法包括：

通过第一电流传感器获取第一电流信号；

通过第二电流传感器获取第二电流信号；

通过区分装置获取所述第一电流信号与所述第二电流信号的幅值差；

当所述幅值差大于预设阈值时，判定局部放电信号来自套管；

当所述幅值差不大于预设阈值时，判定局部放电信号来自变压器。

与现有技术相比，本发明实施例提供的一种能区分变压器和套管局部放电信号的系统及方法，其有益效果在于：将一个和套管电容量大小相等的高压电容与套管并联，并在套管末屏接地引线上和高压电容接地引线上连接区分装置，比较两路信号的幅值大小，当两路信号幅值差别大于预设阈值时，判定局部放电信号来自于变压器，当两路信号幅值差大于预设阈值时，判定局部放电信号来自于套管；能够准确区分局部放电信号的来源，从而对设备进行更具有针对性的后续检测处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术特征，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种能区分变压器和套管局部放电信号的检测系统的一个优选实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的一种能区分变压器和套管局部放电信号的检测系统的等效电路图；

图3是本发明提供的一种能区分变压器和套管局部放电信号的检测方法的一个优选实施例的流程示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的、效果有更加清楚的理解，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但是不用来限制本发明的保护范围。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都应属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本文中的编号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有顺序或者技术含义，不能理解为规定或者暗示所描述的对象的重要性。

图1所示为本发明提供的一种能区分变压器和套管局部放电信号的检测系统的一个优选实施例的结构示意图。

如图1所示，所述系统激励源1、套管2、高压电容3、套管末屏接地线4、第一电流传感器5、高压电容接地线6、第二电流传感器7、区分装置8以及变压器9；其中，

所述激励源1用于提供电压，所述激励源的输出端与所述套管1的输入端连接；

所述套管2套接在所述变压器9上，所述套管2用于将所述激励源1提供的电压引入所述变压器9的内部；

所述高压电容3与所述套管2并联连接，所述高压电容3与所述套管2具有相等大小的电容量；

所述第一电流传感器5套接在所述套管末屏接地线4上，所述第一电流传感器5用于获取第一电流信号；

所述第二电流传感器7套接在所述高压电容接地线6上，所述第二电流传感器7用于获取第二电流信号；

所述区分装置8的第一输入端与所述第一电流传感器5的输出端连接，所述区分装置8的第二输入端与所述第二电流传感器7的输出端连接，所述区分装置8用于根据所述第一电流信号、所述第二电流信号的幅值差，区分局部放电信号是来自所述变压器9或者所述套管2。

其中，所述区分装置8可以是具有数据处理功能的中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，也可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程逻辑门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

为了更清楚地说明本发明的工作原理，图2给出了本发明提供的检测系统的等效电路图，图中，C1为变压器电容，C2为套管电容，C3为高压电容电容。由于变压器9的电容量和套管2的电容量不相等，所以C1和C2不会相等；而高压电容3与套管2具有相等大小的电容量，所以C2＝C3。

当变压器9中发生局部放电时，C1所产生的脉冲电流信号通过C2和C3，再与C1形成回路，由于C2＝C3，故C2和C3回路检测到的信号幅值大小相同；当套管2发生局部放电时，C2所产生的脉冲电流信号通过C1和C3形成回路，由于C1的分流作用，导致流过C2回路的脉冲电流信号幅值大于流过C3回路的脉冲电流。

因此，本发明实施例根据C2回路和C3回路检测到信号的幅值差异来判断局部放电信号是来自变压器9或者套管2。

可以理解地，当所述第一电流信号和所述第二电流信号为0时，则说明此时不存在局部放电信号。

具体实施时，区分装置8能够接收所述第一电流信号和所述第二电流信号，并计算获取两者的幅值差，并根据所述幅值差判断局部放电信号来自变压器9或者套管2，能够准确区分局部放电信号的来源，从而对设备进行更具有针对性的后续检测处理。

在一个优选实施中，所述系统还包括高速示波器，所述高速示波器的第一输入端与所述第一电流传感器5的输出端连接，所述高速示波器的第二输入端与所述第二电流传感器7的输出端连接，所述高速示波器用于显示所述第一电流信号和所述第二电流信号。

在一个优选实施例中，所述高速示波器的带宽为500MHz。

在一个优选实施例中，所述高速示波器的采样率为2.5GHz。

高速示波器能够将所述第一电流信号和所述第二电流信号具体化显示在界面中，检测人员可以根据显示的结果计算两者的幅值差，对区分装置8的检测结果进行验证，提高检测结果的准确性。

在一个优选实施例中，所述第一电流传感器5和所述第二电流传感器7均为高频脉冲电流传感器。

高频脉冲电流传感器可以直接套接在被测量对象上来测量，安装方便，且具有极佳的瞬间反应能力、线性度好、精度高，能够准确获取所述第一电流信号和所述第二电流信号，进而保证检测结果的准确性。

在一个优选实施例中，所述第一电流传感器5的频带为16kHz～30MHz，所述第二电流传感器7的频带为16kHz～30MHz。

在一个优选实施例中，所述激励源1的电压波形包括工频波形、冲击波形、直流波形。

激励源1涵盖工频、冲击、直流等各类电压波形，能够对不同电压输入时的局部放电信息进行检测。

综上所述，本发明实施例提供的一种能区分变压器和套管局部放电信号的检测系统，通过所述第一电流信号与所述第二电流信号的幅值差判断局部放电信号来自变压器9或者套管2，能够准确区分局部放电信号的来源，从而对设备进行更具有针对性的后续检测处理；通过高速示波器显示所述第一电流信号和所述第二电流信号，能够提高检测结果的准确性。

图3所示为本发明提供的一种能区分变压器和套管局部放电信号的检测方法的一个优选实施例的流程示意图，所述方法应用于上述任一项所述的检测系统中。

如图3所示，所述方法包括：

通过第一电流传感器获取第一电流信号；

通过第二电流传感器获取第二电流信号；

通过区分装置获取所述第一电流信号与所述第二电流信号的幅值差；

当所述幅值差大于预设阈值时，判定局部放电信号来自套管；

当所述幅值差不大于预设阈值时，判定局部放电信号来自变压器。

需要说明的是，设备实际运行中，当局部放电信号来自变压器时，所述第一电流信号与所述第二电流信号的幅值差最小时也不会等于0，而是约等于所述第一电流信号幅值的5％。

因此，在一个优选实施例中，所述预设阈值为所述第一电流信号幅值的5％。

具体实施时，当有局部放电时，所述第一电流传感器和所述第二电流传感器会检测到电流信号，区分装置根据两路电流信号计算获取两者的幅值差，当所述幅值差大于所述第一电流信号幅值的5％，则判定局部放电信号来自套管；当所述幅值差不大于所述第一电流信号幅值的5％，则判定局部放电信号来自变压器。

本发明实施例提供的一种能区分变压器和套管局部放电信号的检测方法，能够准确区分局部放电信号的来源，从而对设备进行更具有针对性的后续检测处理。

以上所述，仅是本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，应当指出，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干等效的明显变形和/或同等替换，这些明显变形和/或同等替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种能区分变压器和套管局部放电信号的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括激励源、套管、高压电容、套管末屏接地线、第一电流传感器、高压电容接地线、第二电流传感器、区分装置以及变压器；其中，

所述激励源用于提供电压；

所述套管用于将所述激励源提供的电压引入所述变压器的内部；

所述高压电容与所述套管并联连接，所述高压电容与所述套管具有相等大小的电容量；

所述第一电流传感器套接在所述套管末屏接地线上，所述第一电流传感器用于获取第一电流信号；

所述第二电流传感器套接在所述高压电容接地线上，所述第二电流传感器用于获取第二电流信号；

所述区分装置的第一输入端与所述第一电流传感器的输出端连接，所述区分装置的第二输入端与所述第二电流传感器的输出端连接，所述区分装置用于根据所述第一电流信号、所述第二电流信号的幅值差，区分局部放电信号是来自所述变压器或者所述套管。

2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括高速示波器，所述高速示波器的第一输入端与所述第一电流传感器的输出端连接，所述高速示波器的第二输入端与所述第二电流传感器的输出端连接，所述高速示波器用于显示所述第一电流信号和所述第二电流信号；

所述高速示波器的带宽为500MHz；

所述高速示波器的采样率为2.5GHz。

3.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述第一电流传感器和所述第二电流传感器均为高频脉冲电流传感器。

4.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于，所述第一电流传感器的频带为16kHz~30MHz，所述第二电流传感器的频带为16kHz~30MHz。

5.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述激励源的电压波形包括工频波形、冲击波形、直流波形。

6.一种能区分变压器和套管局部放电信号的检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5任一项所述的检测系统中，所述检测方法包括：

通过第一电流传感器获取第一电流信号；

通过第二电流传感器获取第二电流信号；

通过区分装置获取所述第一电流信号与所述第二电流信号的幅值差；

当所述幅值差大于预设阈值时，判定局部放电信号来自套管；

当所述幅值差不大于预设阈值时，判定局部放电信号来自变压器。