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局放检测定位方案

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局放检测定位方案

发布日期:2018-09-29 17:55 来源:http://www.chinaoumiao.com 点击:

局放检测定位方案


体系规模


  该体系由超声波探头、远端高速收集模块、本地模块和收集剖析软件构成。超声波探头选用压电陶瓷传感器,中心频率30kHz、60dB频带规模为20kHz~110kHz,活络度峰值>80dB,在掩盖GIS部分放电超声波信号规模的一起,也防止了低频噪声的搅扰[17]。


  超声波信号经远端高速收集模块进行高速收集,一起也会进行电光变换;远端模块与本地模块选用光纤传输技能进行数据传输,运用光脉冲触发确保每个远端模块同步收集,成功处理下场放信号收集进程中的同步问题和抗电磁搅扰问题;本地模块将数据进行光电变换后,由电信号变换为数字信号,通过用户数据报协议(UDP)传输到便携式计算机,后由检测软件对数据进行滤波、闪现、存储和剖析。体系组成。


远端高速收集模块


  远端高速收集模块为本地模块供给1组时刻同步的电流和电压采样值,由低功耗主控模块(CPLD),高精度模数变换(ADC)模块,同步脉冲解调模块,数据发送模块,光同步输进口等外设组成。其功用是从超声波传感器获取电压的模拟信号,当即就地进行模数变换和电光变换,变换后的光数字信号通过光纤传输到本地模块。


  远端高速收集模块通过外部输入的高速率收集脉冲,在时钟同步性情况下操控高速高精度ADC进行同步收集,大采样率为500kHz,彻底满意超声波信号对采样率的要求。通过测验,远端高速收集模块直流收集过失<0.03%,板间通道同步性<100ns,相邻板之间同步性<200ns,收集模块作业温度规模为−40℃~70℃,然后确保了体系数据收集的精度和高度牢靠性。远端高速收集模块作业原理图如图2所示,AD1~AD4为4个变换通道。


光纤传输技能


  超声波部分放电信号通过远端高速收集模块收集变换之后,能否高速牢靠地传输到本地模块,成为选择体系牢靠性的关键因素[18,19]。结合光纤数字化技能,本套体系中远端模块与本地模块两者之间的数据传输选用光纤传输。运用光脉冲同步触发和激光供电,成功处理了GIS部分放电检测中的同步问题和抗电磁搅扰问题。选用光脉冲触发确保每个远端高速收集模块同步收集,确保电压电流信号的同步性;将远端模块收集的弱电信号就地变换成光信号传输到本地模块。因为光纤的抗搅扰性较强,有用地确保了传输数据的稳定性、准确性,一起光纤超卓的绝缘功用使检测设备和高压设备之间结束超卓的阻隔,确保了测量人员的安全,防止过电压和结束安全防护。


  本地模块由两部分组成:一部分为信号回路,将通过光纤传输来的光数字信号变换为电数字信号,通过规则的规范规约数字输出。另一部分为激光供电回路,激光二极管宣告光能,通过光纤传输到远端高速收集模块,通过砷化镓光电能量变换器材(PPC)供电给远端变换器。本套体系可以支撑12路信号的高速同步收集,为前进部分放电检测功率奠定了根底。2.3.1 MPC8245中心操控途径


  本地模块作为GIS部分放电检测体系的数据源,它的数据输出选用以太网发送遵照通讯协议格式的数据包结束,因而网络功用是体系重要的功用目标之一。GIS部分放电超声波信号的能量规模首要会合在kHz数量级,所以对本地模块的处理器的处理速度提出了较高要求。本套体系选用了主频350MHz的速度增强型集成主处理器MPC8245,该处理器规模依据PowerPC架构,每秒可以处理665万条指令,总线频率高可达66MHz,这赋予体系很好的外设扩展才华和驱动软件兼容才华,一起确保了体系对GIS部分放电信号的有用运算处理。


2.3.2 FPGA时钟模块


  结合GIS部分放电信号的特征,FPGA结束了硬件的软件化,同步采样脉冲前端收集模块同步收集电流电压量,解码后的时标通过串行通讯口被处理器(CPU)读取。一起,FPGA可以判别1次/秒的信号有用性,并除掉在光纤插拔进程或许其他搅扰情况下发生的虚伪信号,然后确保了对GIS部分放电信号收集的准确性。


  2.3.3 高速收集通讯协议


  GIS部分放电超声波信号对数据传输速率的要求较高,在专属局域网中,运用UDP通讯协议具有传输速度快、体系开支小、通讯带宽有用运用率利益。因而,体系本地模块与PC主机之间的通讯选用UDP通讯协议,确保局放信号高速牢靠的传输到PC主机。本地模块与PC主机数据传输流程。


GIS部分放电局放检测软件体系


  运用虚拟仪器LabVIEW软件构建软件体系,选用依据自适应的快速Fourier变换(FFT)、相关函数和小波变换等算法处理收集数据。软件体系由局放信号收集和数据剖析两部分组成,局放信号检测包含超声波数据的收集、通讯,有用提取部分放电超声波信号特征量,波形无缺存储和放电信号存储;数据剖析包含对部分放电信号的时域、频域散布等特征进行剖析,制造放电次数—相位,放电次数—放电量,以及相位散布(PRPD)等剖析图谱[20]。软件程序流程图。


实测作用及剖析


  该体系依托规模师863计划项目课题,在西安、石家庄、保定等地现已结束了多个变电站的GIS设备部分放电超声波检测,发现了多处部分放电缺陷,为相关部分及时打扫缺陷供给了依据,也验证了本套体系的牢靠性。以华北电网某220kV变电站为例,对该站进行普测时在110kV侧3号母线TV仓发现局放信号水平明显反常,运用该体系对局放信号进行了收集、剖析,并对缺陷方位进行了定位。


  为了使超声波探头更好地接纳局放信号,选取了声阻抗较大的耦合剂涂改在探头和GIS腔体之间。一起选用磁性吸座将探头吸附在GIS腔体外表,防止了手持探头检测时,手的颤抖对局放信号发生搅扰。沿3号母线TV仓顶部移动超声波探头,体系检测到了超声波局放信号,当超声波探头移动到腔体顶部偏右方位时,超声波信号幅值,抵达58mV,是背景噪声幅值的5倍,时域图中出现了接连的簇状放电信号。持续移动探头方位,当探头移动到TV腔体中部和底部时,超声波信号幅值活络下降。为了进一步判定缺陷方位,将超声波探头移动到位于TV仓上方与其相连的母线仓,此刻超声波信号幅值为12mV,信号回归到噪声水平,局放信号消失。这是因为超声波信号在环氧树脂内的衰减很大,母线仓内没有部分放电发生,TV仓内的局放信号通过盆式绝缘子后简直衰减完毕。


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