電力變壓器的運(yùn)行可靠性主要取決于其絕緣的可靠性,，而現(xiàn)有的檢修及絕緣預(yù)防性試驗(yàn)制度存在以下不足：a.試驗(yàn)條件和運(yùn)行條件有差別,，離線試驗(yàn)不能*反映設(shè)備在運(yùn)行條件下的絕緣狀況。b.絕緣故障本身有一個(gè)發(fā)生,、發(fā)展的過程,，并與運(yùn)行條件有關(guān)，不易在定期的預(yù)防性試驗(yàn)中準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn),。

GZPD-01T型變壓器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)

一,、意義

電力變壓器的運(yùn)行可靠性主要取決于其絕緣的可靠性，而現(xiàn)有的檢修及絕緣預(yù)防性試驗(yàn)制度存在以下不足：a.試驗(yàn)條件和運(yùn)行條件有差別,，離線試驗(yàn)不能*反映設(shè)備在運(yùn)行條件下的絕緣狀況,。b.絕緣故障本身有一個(gè)發(fā)生、發(fā)展的過程,，并與運(yùn)行條件有關(guān),，不易在定期的預(yù)防性試驗(yàn)中準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)。近年來國內(nèi)故障統(tǒng)計(jì)表明,，突發(fā)性故障在超高壓變壓器事故中占有相當(dāng)大的比重,。c.定期大小維修和絕緣預(yù)防性試驗(yàn)均需停電離線進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)間長,，工作量大,，并造成大量的電量損失和可能的設(shè)備損害。所以,，在帶電測量的基礎(chǔ)上,，提出了運(yùn)行條件下對變壓器進(jìn)行在線監(jiān)測。

隨著電力體制改革,，企業(yè)面對市場,，需要提高自身的的競爭能力，電力設(shè)備的狀態(tài)檢修工作已越來越受到重視,。近年,，中國電力企業(yè)聯(lián)合會組織召開了多次狀態(tài)檢修與在線監(jiān)測的專題會議，與會專家*認(rèn)為應(yīng)大力發(fā)展在線監(jiān)測技術(shù),，優(yōu)化檢修策略,。

本項(xiàng)目選擇對主變絕緣狀況反映比較及時(shí)準(zhǔn)確的局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測,，對運(yùn)行變壓器的當(dāng)前狀態(tài)及發(fā)展趨勢進(jìn)行分析判斷，對設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)提供決策參考,，對設(shè)備存在的故障或潛在故障的判斷提供依據(jù),。這對于及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器故障，避免運(yùn)行事故是非常必要的,，從而為電力企業(yè)提高大型電力變壓器安全運(yùn)行水平和事故預(yù)知能力,，有效降低事故率，優(yōu)化檢修策略,，提高維護(hù)檢修的技術(shù)水平,，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

GZPD-01T型變壓器局部放電監(jiān)測系統(tǒng)采用脈沖電流法檢測變壓器局部放電產(chǎn)生的脈沖電流信號（基于IEC60270標(biāo)準(zhǔn)）,，可實(shí)現(xiàn)對變壓器局部放電的在線監(jiān)測,。該系統(tǒng)充分利用了高頻脈沖電流傳感器技術(shù)，并結(jié)合了我公司在絕緣狀態(tài)監(jiān)測方面的技術(shù)成果,，使系統(tǒng)在傳感技術(shù),、在線抗干擾、在線高速數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)等方面具有自己的獨(dú)到之處和性,。

GZPD-01T型變壓器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)

這種基于狀態(tài)在線監(jiān)測的電力設(shè)備狀態(tài)檢修,，與傳統(tǒng)的基于預(yù)防性試驗(yàn)的檢修方式相比較，具有以下優(yōu)勢：

1,、為設(shè)備提供不間斷的基于實(shí)時(shí)工況的檢測,；

2、預(yù)診斷告警,，防止故障性災(zāi)難的發(fā)生,，降低或避免損失；

3,、設(shè)備和系統(tǒng)使用壽命增加,，可用率提高；

4,、降低維護(hù)成本,，降低故障率，減少設(shè)備停運(yùn)時(shí)間,；

5,、可以在設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)下進(jìn)行，無論采用在線或離線的局放監(jiān)測都無需將設(shè)備停機(jī),，只要在設(shè)備承受工作電壓的情況下即可進(jìn)行監(jiān)測,，提高了設(shè)備可用率和用戶供電可靠性；

6、可以及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷,，一般而言,，發(fā)生故障前早期存在局部放電現(xiàn)象的可能性很大，如內(nèi)部缺陷,、懸浮顆粒等,，及早發(fā)現(xiàn)局放并進(jìn)行維護(hù)處理，避免大規(guī)模停機(jī)故障發(fā)生,；

7、具有一定的抗干擾能力,，能夠提供較好的試驗(yàn)數(shù)據(jù),。

二、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

電力變壓器的狀態(tài)監(jiān)測,、分析,、診斷一直是電力部門期待解決的問題。隨著傳感技術(shù),、信號檢測處理技術(shù)及診斷技術(shù)的發(fā)展,，為建立變壓器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)提供了技術(shù)基礎(chǔ)，變壓器運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累為絕緣診斷提供了依據(jù),，但能否有效提取局部放電信號一直是在線監(jiān)測的難點(diǎn),，抗干擾技術(shù)的研究與應(yīng)用仍是該領(lǐng)域的關(guān)鍵。

國內(nèi)某大學(xué)和某高壓研究所也在研究局部放電在線監(jiān)測相關(guān)技術(shù),。國外的一些大公司,，采用這項(xiàng)技術(shù)的相對較多，如德國LEMEK公司,、美國德欣機(jī)電公司,，澳大利亞紅相公司等，產(chǎn)品也已經(jīng)初步開始在國內(nèi)試用,，但是局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)只是這些公司系列化產(chǎn)品中的一種,，針對性、專業(yè)性不是很強(qiáng),。

杭州國洲電力科技有限公司是致力于開發(fā)該產(chǎn)品的專業(yè)公司,，技術(shù)力量雄厚，在局部放電在線監(jiān)測的抗干擾技術(shù)上有較大突破,，其局部放電產(chǎn)品的性能*,，指標(biāo)國內(nèi)同類產(chǎn)品，達(dá)到或超越國外產(chǎn)品,。

該系統(tǒng)充分利用了現(xiàn)代傳感器技術(shù),、數(shù)字信號處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)具有很高的技術(shù)含量，代表了未來電力系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行向科學(xué)化,、現(xiàn)代化發(fā)展的趨向,。

與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，該系統(tǒng)在傳感器,、在線抗干擾,、在線數(shù)據(jù)分析技術(shù)等方面具有自己的獨(dú)到之處和技術(shù)上的性。   

       國內(nèi)外同類產(chǎn)品傳感器取樣方式比較表

單位	出線端		套管末屏	接地線
	套管	CT		中性點(diǎn)	鐵芯接地	外殼接地
AVO（美國）			√
加拿大魁北克省水電局				√		√
LEMKE （德國）			√			√
清華大學(xué)			√	√
本產(chǎn)品				√	√	√

 國內(nèi)外同類產(chǎn)品抗干擾措施及功能比較表

單位	抗干擾措施
	差動 平衡	極性 鑒別	周期性脈沖過濾	異常周期數(shù)統(tǒng)計(jì)	閾值	統(tǒng)計(jì) 譜圖	趨勢圖
AVO（美國）					√	√	√
加拿大魁北克省水電局	√				√	√
LEMKE （德國）					√	√
清華大學(xué)					√	√	√
本產(chǎn)品			√	√	√	√	√

三,、功能特點(diǎn)

1,、顯示工頻周期放電圖、二維及三維放電譜圖,；利用數(shù)據(jù)庫,，可記錄、存儲相關(guān)參數(shù),，并提供放電趨勢分析,、歷史查詢、預(yù)警報(bào)警及打印報(bào)表等功能,。

2,、可定時(shí)自動監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)整個(gè)監(jiān)測過程自動化,；也可人工實(shí)時(shí)啟動及關(guān)閉監(jiān)測系統(tǒng),。

3、可采通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問,，既可連廠站內(nèi)局域網(wǎng),，也可通過各種方式接入廣域網(wǎng)。

4,、抗干擾*,。綜合應(yīng)用同步采集、脈沖對比,、周期性信號濾除,、相位開窗、動態(tài)閾值等多項(xiàng)抗干擾方法,，有效消除或抑制干擾,，保證采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

5,、根據(jù)虛擬儀器原理,，靠軟件實(shí)現(xiàn)各種功能。其功能強(qiáng)大,，靈活性強(qiáng),，便于擴(kuò)展多參數(shù)監(jiān)測和多臺設(shè)備巡回監(jiān)測,，且便于維護(hù)和升級。

6,、傳感器采用穿心式可開合式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，方便安全，可實(shí)現(xiàn)在設(shè)備運(yùn)行條件下進(jìn)行安裝,，避免停電給用戶帶來的困擾,。

7、GZPD-01T型型固定式局放監(jiān)測系統(tǒng)可同時(shí)監(jiān)測同一變電站的多臺主變,，適合安裝在發(fā)電廠,、變電站的中控室或繼保室中，系統(tǒng)的控制單元,、工作站安放在19”標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機(jī)柜中,。安裝在主變鐵芯接地線、中性點(diǎn)接地線,、殼體接地線上的脈沖電流傳感器將耦合到的信號經(jīng)同軸電纜傳輸至局放采集器，采集器通過工業(yè)總線將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī),，上位機(jī)系統(tǒng)定時(shí)對信號進(jìn)行采集處理并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫,。根據(jù)需要，系統(tǒng)亦可將數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠(yuǎn)端上位機(jī)中,。

 四,、技術(shù)參數(shù)

高頻脈沖電流傳感器工作頻帶	50kHz～30MHz
zui小可檢測放電量	20pC
放電脈沖的分辨率	10µs
相位分辨率	0.18°
系統(tǒng)適用范圍	高壓變壓器，發(fā)電機(jī),，高壓電纜等
現(xiàn)場溫度范圍	-25℃～70℃
工作電源	180V～240V交流電源
組網(wǎng)方式	485MODBUS-RTU
單條總線容量	200臺局放采集裝置
采集時(shí)間間隔	20秒-24小時(shí)可設(shè)置

五,、系統(tǒng)原理及組成

1、系統(tǒng)原理   

系統(tǒng)通過安裝在主變鐵芯接地線和中性點(diǎn)接地線的傳感器檢測變壓器內(nèi)部放電信號,，通過安裝在殼體接地線上的脈沖電流傳感器檢測外部干擾信號,。傳感器采集到的高頻脈沖信號經(jīng)同軸電纜傳輸至變壓器傍邊的數(shù)據(jù)采集裝置，分析后的數(shù)據(jù)經(jīng)485總線傳輸至主控室,。

局放信號識別原理：當(dāng)變壓器內(nèi)部有放電發(fā)生時(shí),，內(nèi)部放電信號會通過電容效應(yīng)耦合到變壓器鐵芯上，進(jìn)而通過鐵芯接地線傳導(dǎo)到變壓器外殼,；而當(dāng)外界電暈等干擾信號發(fā)生時(shí),，外界信號會經(jīng)套管電容或繞組電容傳導(dǎo)到變壓器外殼通過外殼接地線流入大地；因此通過對比鐵芯接地線和箱體接地線上的信號大小,，即可判斷出哪些信號是變壓器內(nèi)部放電,，哪些是外界干擾信號。

2,、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

變壓器局放監(jiān)測系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),，共分三層：傳感器層、數(shù)據(jù)采集層、監(jiān)測預(yù)警及分析診斷層,。

傳感器和數(shù)據(jù)采集監(jiān)測分布安裝在被監(jiān)測設(shè)備上,，實(shí)時(shí)采集電氣設(shè)備的局放脈沖信號，并通過總線傳輸?shù)介g隔層的監(jiān)測設(shè)備中用于分析,。

3,、高頻脈沖電流互感器

HFCT系列高頻脈沖電流互感器是我公司為測量局部放電信號設(shè)計(jì)的非入侵式傳感器，內(nèi)徑有50mm,，67mm,，100mm等多種型號。該傳感器采用穿心式可開合式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，方便安全,。為了捕獲線路終端的局部放電量，HFCT互感器可以安裝在電纜輸入套管/浪涌電容器的接地線上,，或開關(guān)設(shè)備中電流互感器的二次繞組上,，或變壓器的中性線上,或電纜等設(shè)備的或屏蔽層接地線上。

主要技術(shù)指標(biāo)：

1）響應(yīng)速度很快：建立時(shí)間為ns量級,；

2）靈敏度高：可測量zui小局放脈沖電流的幅度為±0.5mA,；

3）線性度好，輸出失真?。壕址琶}沖電流幅度為±0.5mA-±1000mA無失真,；

4）使用方便，可開合非入侵式設(shè)計(jì),；

5)主頻波段為 2-30MHz,；

6)溫度范圍：－55ºC～＋85ºC，無惡性化學(xué)氣體,。

4,、數(shù)據(jù)采集裝置

  采用嵌入式能處理器，在保證高速采樣的同時(shí),，大幅降低了系統(tǒng)功耗,。各臺數(shù)據(jù)采集裝置通過485總線和MODBUS-RTU協(xié)議組網(wǎng)，遠(yuǎn)程通訊,。具有我公司的同步采樣技術(shù)的使用,，使得多達(dá)256臺設(shè)備可以在同一時(shí)刻進(jìn)行局放信號采集，橫向比較各個(gè)設(shè)備的健康狀況成為可能,。

 5,、分析和診斷軟件

分析和診斷軟件對監(jiān)測裝置傳輸來得數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析，分析內(nèi)容主要包括：

1）局放信號的幅值,、放電量,、頻度的趨勢分析,。對被監(jiān)測設(shè)備的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，分析可以針對一段時(shí)間的曲線也可以是針對某一具體時(shí)間柱狀圖,。所有曲線均可以打印,。

2） 局放信號幅值、放電量,、頻度的zui大值和平均值的趨勢分析,。平均值和zui大值趨勢分析可以按照小時(shí)、日,、月等不同的時(shí)間間隔進(jìn)行,。

3） 局放信號的脈沖幅值、頻度和相位的二維顯示,。

4） 局放趨勢變化和報(bào)警原因的輔助診斷,。

5） 報(bào)警記錄查詢。

6） 生成選定時(shí)間范圍內(nèi)的分析和診斷報(bào)告,。

分析軟件除上述功能外,，還可以在線查看和修改監(jiān)測裝置報(bào)警值，采集時(shí)間間隔等,。

六,、現(xiàn)場安裝

1、安裝說明

1）系統(tǒng)可采用一體化工控機(jī)作上位機(jī),，該一體化工控機(jī)可按用戶要求靈活安裝；或采用標(biāo)準(zhǔn)電力機(jī)柜,，將上位機(jī)安裝于機(jī)柜內(nèi),。

2）采集單元就近安裝在變壓器身上或變壓器旁邊，上位機(jī)通過485總線連接各變壓器旁邊的數(shù)據(jù)采集單元,；

3）高頻脈沖電流傳感器采用開合式設(shè)計(jì),，卡扣在變壓器的鐵芯接地線及外殼接地線上，再與變壓器旁邊的數(shù)據(jù)采集模塊相連,；