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高压开关柜在线局放检定装置

发布时间: 点击量:250
高压开关柜在线局放检定装置
 

LYPCD-4000高压开关柜在线局放检定装置概述

系统介绍

可配合使用特高频传感器、TEV传感器、声电组合传感器、超声传感器和宽频带电流互感器(HFCT)在线检测变压器、高压开关柜、GIS、电缆接头等高压设备的局部放电情况。携带方便、测量快速,抗干扰能力强,便于现场使用。

其配置软件具有实时波形图、zui大峰值显示、定位等功能,软件也可以详查分析某个相位波形,窗口随意放大和缩小,也可以对该段数据进行频谱分析,分析放电波形的频谱含量,使放电波形之间更具可比性,全面统计分析试验数据,减少试验中非稳定性因素对试验结果的影响。

本仪器采用自动或手动记录保存试验数据和瞬态放电波形,提供后期数据分析参考。

LYPCD-4000高压开关柜在线局放检定装置技术参数

技术特性

 

通道数

2/4个电信号接口,1个外同步接口

采样率

zui大200MSa/s

采样精度

12bit

量程范围

100dB

量程切换

0-9共10档

频带范围

1Hz-60MHz

本量程非线性误差

5%

检测灵敏度

≥5pC(实验室条件下);≥10pC(现场条件下)

图谱显示方式

二维PPRS显示、三维PRPD显示、正弦显示、统计、频谱(AE)5种显示

电源模式

内置锂电池/AC 220V

显示

 

显示屏

6.5寸 TFT真彩色触摸液晶显示屏

分辨率

640×480

存储

 

物理存储

4GB

硬盘

32G固态硬盘 用于存储试验记录及试验数据

接口

 

RS232*1

用于与PC机同步传输接口

USB*2

可外接鼠标键盘,以及外接移动存储设备

电源模式

电池供电(16.8V锂电池)+外置电源(220V AC)

电信号接口

2/4路BNC接口,用于信号输入

E-Trig接口

外同步接口

网口*1

用于连接网络

接地钮

外部接地用

通用说明

 

CPU

主频1.6GHz

系统

WIN7

使用环境温度

-20℃至60℃

存储环境温度

-20℃至85℃

尺寸

280*190*80 mm

重量

3.5kg

配置清单

主机

用于信号采集、波形显示、数据处理、存储

超声波传感器

用于测量局部放电产生的超声波信号

检测频带

20~200kHz

灵敏度

≤10 pC

增益

100dB

超高频传感器(UHF)

用于测量GIS中局部放电产生的超高频信号

检测频率

300~1500MHz

HFCT(高频电流互感器)

用于测量设备接地线中通过的局部放电信号

检测波段

500kHz~30MHz

检测灵敏度

-100dB/10pC

TEV传感器

用于测量开关柜等高压设备局部放电、定位

信号采集

电容式

检测频率

3~100MHz

测量范围

-20~60dB/mV

声电组合探测器

用于测量电缆接头局部放电

超声波传感器

用于测量电缆接头局部放电产生的超声波信号

中心频率

40kHz

灵敏度

≤10 pC

电信号传感器

用于测量电缆接头局部放电产生的电磁波信号

检测频带

20k~1MHz

灵敏度

≤10 pC

引用标准

高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求 DL/T 593

3.6kV~~40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备 DL/T 404

3.6kV~~40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备 GB 3906

局部放电测量GB/T 7354

电力设备局部放电现场测量导则 DL/T 417

高电压试验技术 *部分:一般试验要求 GB/T 16927.1

高电压试验技术 第二部分:测量系统 GB/T 16927.2

高电压试验技术 第3 部分: 现场试验的定义及要求 GB/T 16927.3

各种高压设备测量

变压器测量

 1、超声波法检测原理

当变压器内部产生放电信号时,除产生放电脉冲电流沿容性回路传输外,同时还会激发出机械波(超声波)信号通过变压器油向四周辐射传播。虽然电力变压器的结构较为复杂,但是变压器的整个器身内充满了变压器油,而绕组、绝缘材料、支撑、夹件、引线等部件均浸在油中,由于变压器油为超声波的良好传播媒介,这为在箱壁外侧检测局放产生的超声信号提供了有力条件。所以,在变压器的箱壁外侧安放超声波传感器可以接收到内部较大的放电信号。

2、 脉冲电流法检测原理(HFCT)

由电力变压器的结构所决定,其绕组除匝间电容外还与铁心之间存在几百甚至几千皮法的分布电容,同时绕组与油箱间也存在上百皮法的分布电容。当变压器的绕组等主绝缘回路中发生局部放电时,其产生的高频信号覆盖了从几十千赫兹到几十兆赫兹,甚至到千兆赫兹,由于几百皮法电容对于几百千赫兹以上的高频信号相当于通路,所以放电信号就会向所有与放电点有容性关系的回路中传播,其中一条回路必然包括铁心接地回路。所以在铁心接地线上安装高频电流互感器可有效接收变压器内放电信号。

开关柜测量

1、开关柜超声波法检测原理

局部放电现象存在多样性特征,发生放电时,不仅辐射出电磁波信号,也会出现声波发射现象,局部放电部分能量会以声波的形式向周围传播。利用超声波传感器即可测试这些声脉冲,从而也可反映局部放电的状况。通过测试局部放电信号中声波特征的方法称为超声波法。开关柜内部放电过程中会产生声波。放电产生的声波的频谱很宽,可以从几十赫兹到几十兆赫兹,其中频率低于20 kHz 的信号能够被人耳听到,而高于这一频率的超声波信号必须用超声波传感器才能接收到。

2、 地电波法检测原理(开关柜专用)

当开关柜的对地绝缘部分发生局部放电时,高压带电导体对接地金属壳之间就有少量电容性放电电量,这种电容性放电电量的特点是电量很小(几兆分之一库伦),持续时间很短(几纳秒)。由于放电点在开关柜内部,电磁波产生的电压脉冲在金属外壳内表面传播,被金属外壳所屏蔽。如果屏蔽层是连续的,则无法在外部检测到放电信号。实际上,屏蔽层通常在金属箱体的接缝处、气体开关的绝缘衬垫、垫圈的连接处、电缆绝缘终端等部位因破损而导致不连续。当电压脉冲通过这些不连续处时,将通过这些通道传播出去,然后沿着金属壳外表传到大地,同时在开关柜的金属箱体上产生一个暂态对地电压(一般在几十毫伏到几伏,而且时间只能维持几纳秒),可以在运行中的开关柜金属外箱壳上放置电容耦合式传感器来检测这个信号。

暂态对地电压法检测部位主要是母排(连接处、穿墙套管,支撑绝缘件等)、断路器,CT、PT、电缆接头等部件所对应到开关柜柜壁的位置,这些部件大部分位于开关柜前面板中部及下部,后面板上部、中部及下部、侧面板的上部、中部及下部。开关柜暂态对地电压法检测部位可参考图 5进行测试。

电缆及附件测量

1、声电组合探测器检测原理

电缆发生局部放电时产生超声波和电磁波,并以故障点为中心向四周辐射,其中电磁波传播速度远大于超声波,在距离故障点一定距离测量时,电磁波信号与超声波信号有时间差,根据时间差计算放电位置,组合探测器利用这一原理,同时测量电磁波信号和超声波信号,根据信号时间差计算当前故障点所处位置。

2、脉冲电流法检测原理(HFCT) 

在电缆中,导线和金属屏蔽之间由绝缘材料隔开形成分布电容,该电容只有几百皮法,对高频信号为良导体。因此,高频的局放信号由分布电容对接地引线构成回路传输,在电缆接头屏蔽接地线上安装宽频带电流互感器(HFCT)可检测到放电脉冲信号,并能够确定局部放电的量值。

GIS测量

1、UHF检测原理

UHF检测法的下限频率在300MHz以上,上限频率在1000MHz或以上,因而可把电晕放电引起的干扰排除掉,其抗干扰性能是zui优越的。UHF测量将UHF传感器(超高频传感器)凹面部分紧贴在GIS盆式绝缘子上,有的GIS盆式绝缘子有屏蔽层,但是开有测量窗口,将UHF传感器对准测量窗口,就能取出GIS内部放电信号。

GIS巡检部位一般取GIS内部容易放电位置,例如断路器、高压套管下侧等,母线可以间隔一段距离检测一个点。

2、超声波检测原理

超声波法就是在GIS外部安放传感器,传感器的灵敏范围为20KHz-100KHz。用该方法可以检测、识别和定位GIS中的故障,而不需要预先在GIS上安装内部耦合器和传感器。提高频率可降低环境噪声的影响,这种方法的灵敏度对于绝大多数常见故障是比较高的。对于移动中的颗粒,这个方法比传统的局放测量法和UHF、VHF更优越。对检测来自位于绝缘子上的颗粒引起的放电时,这个方法还存在一些问题,由于在环氧树脂绝缘中超声波信号衰减很大,所以这种方法不能测量环氧树脂绝缘中的缺陷(例如气泡)。

使用超声波测量法测量GIS局部放电时,需将超声波传感器探头部分涂抹超声耦合剂,然后将超声波传感器贴到GIS金属外壳上,在测量期间不能震动传感器,以免造成测量数据的不准确。

仪器操作

面板介绍

开机:将“电源开关”按下,电源指示灯(蓝色)长亮,仪器启动,进入WINDOWS界面,在桌面有SCJF-2H.EXE快捷方式,双击,根据操作指示进入测量界面。

关机:退出测量界面,关闭WINDOWS系统,然后按下“电源开关”,电源指示灯熄灭,完成关机。注:一定要关掉电源开关,否则会造成电池能量耗尽,影响下次使用。

充电:使用专用充电器,将充电插头插入充电口,一次需7个小时。注:当电池耗尽时,需充电20分钟可开机使用。

软件操作说明

用户可以根据自己的需求,利用系统软件,为每次试验建立试验档案,填写检测说明信息,保存检测数据,以便将检测数据与检测信息对应起来。

当软件*次启动时,系统会出现“试验设置”对话框,提醒用户填写试验信息,同时可以对试验列表进行查看和删除某个试验,当单击试验列表中某个试验时,试验信息区将显示对应试验信息。

如果你点击取消按钮,不建立自己的试验档案,系统软件也可以快速建立默认数据库quik_test.db3,保证完成试验数据的存储。

软件会在硬盘D:TESTV2.Xtest中建立存储目录以保存数据,例如:

试验名称为:     TEST1

则 检测数据存储路径为:D:TESTV2.0testtest1

所有的检测原始数据都以二进制方式保存以节省存储空间,所有的记录数据都存储在SQLite数据库中,以备生成报告使用。

利用本系统进行检测检测数据都存储在硬盘中,也可以导出到PC机进行备份。历史数据可以被加载入系统进行追踪分析。

试验设置对话框:

当上述参数均设置完毕后,点击开始试验进行试验。

系统软件主窗口

系统状态参数

当系统软件启动之后,状态栏就会显示当前系统状态,如记录存储状况、系统时间、运行状况、触发方式以及设备电池电量。

水平:当前窗口每格显示时间长度;

竖直:

(1)当前操作通道选择:如选择“CH1”当前所有参数设置对象为1通道。

(2)通道打开/关闭:可将选种通道打开/关闭。

(3)通道供电选择:标记该选项可对所选通道供电;

注:当外接有源传感器时把“供电”对话框选中,未接有源传感器的通道“供电”对话框选择空白状态;

(4) 通道量程设置:更改当前通道量程;

(5)校正参数设置:通过标准源校准仪器;

(6)校正按钮:在仪器暂停情况下按下执行校正功能;

触发:

触发模式:提示当前触发方式,从而保证系统根据触发方式正确的使用。

触发方式:可选择自动触发、单次触发;

电池电量:提示当前电池剩余电量,当剩余电量小于5%时,系统会发出嘀嘀嘀嘀报警声,提示用户应连接适配器充电,或保存数据关闭系统,防止因电池没电关机导致试验数据丢失。

显示界面:

显示界面为独立四通道显示,可同时显示波形、放电量值。

设置界面:

在主显示窗口上方有一排设置选项

(1)退出功能键

退出按键,当实验完毕时单击此按键退出试验界面

(2)单位转换按键

显示单位转换功能,显示单位在mV和dB之间转换

(3)自动定位按键

自动定位功能

(4)暂停/开始按键

开始/暂停功能

(5)保存功能

录波和保存图片功能

(6)频域分析功能

将当前所选通道时域波形转换为频域波形

(7)屏幕键盘

调取软件盘

(8)三维图显示功能

N-Q-φ三维图

4. 局部放电检测仪配置

该设备配置主机可共用不同传感器可测量不同设备,不同传感器使用方法不同,其主要区别是是否需要供电,区别如下表:

 

序号

巡检设备名称

所需传感器

是否供电

备注

1

变压器

超声波传感器

供电

接触式

宽频带电流互感器

不供

 

2

开关柜

TEV传感器

供电

 

超声波传感器

供电

非接触式

3

电缆头

声电组合探测器

供电

 

4

GIS

超声波传感器

供电

接触式

UHF传感器

供电

 

 

1、概述

局部放电在线监测系统是我公司总结几十年局放检测经验,运用技术手段实现的高性能数字化局部放电在线监测系统。该装置采用高精度采集卡进行A/D转换,可实现被监测高压设备的实时数据监测与统计分析功能。

该系统采用多种抗干扰措施,能够有效的去除现场环境中的干扰,准确提取局部放电信号,判断设备运行状况;通过以太网把放电量值、报警事件等监测数据定期上传到远方的数据中心服务器,利用数据中心服务器上运行的后台软件可获取现场的监测数据并进行统计与分析,与此同时数据中心服务器还可以远程登录现场监测单元,观测实时波形,对设备的绝缘状态进行更加系统的评估。

数据中心的服务器程序运行于固定IP地址的计算机上,可同时监测多个设备,并实时显示每一个登入设备的放电信号,能根据参数设定,定期保存已登入的监测设备从现场传来的数据,以便日后随时查阅分析。

2、原理

局部放电在线监测系统由局放传感器、现场监测单元、远程监控计算机以及局部放电监测软件组成。

3、各组成单元

3.1 局放传感器

局放传感器可以是接触式超声波传感器、非接触式超声波传感器、TEV传感器、特高频传感器及宽频带电流互感器,通过50Ω同轴电缆将信号传递到在线监测单元。

3.2 现场监测单元

接收前端传感器的各种局部放电模拟信号,对多路信号进行信号调理、噪声去除、A/D转换、干扰处理、数据处理、放电量显示、超标报警,并将实时数据通过以太网上传至后台。

3.3 后台监测计算机

通过网络远程连接服务器,实现后台监测计算机的所有功能,根据现场各监测系统送来的信号建立故障监测数据库,并显示各现场监测系统监测到的局放强度变化趋势及超标报警等信息。

4、现场监测单元技术性能指标

通道数

2/4个电信号接口(可扩展)

采样率

zui大200MGa/s

采样精度

12bit

量程范围

0.01mV~20V/100dB

频带范围

10kHz-100MHz

本量程非线性误差

5%

电源模式

220V AC

显示

 

显示屏

6.5寸 TFT真彩色触摸液晶显示屏

分辨率

640×480

操作

外接USB鼠标键盘操作

存储

 

物理存储

4GB

硬盘

32G固态硬盘 用于存储试验记录及试验数据

接口

 

USB*2

可外接鼠标键盘,以及外接移动存储设备

电信号接口

2/4路BNC接口,用于信号输入

网口*1

用于连接网络

通用说明

 

CPU

主频1.6GHz

系统

WIN7

使用环境温度

-20℃至60℃

存储环境温度

-20℃至45℃

5、后台软件功能特点

●软件系统以Win7为平台,640*480的屏幕分辨率。

可分析显示各监测设备的实时放电波形等。

可远程显示各监测设备的放电量。

放电量历史趋势图等数据可连续自动保存,并可随时查看统计与分析。

各种监测数据指标超出警戒值时,可自动给出报警提示。

6、现场监测单元软件相关操作说明

6.1实时波形操作

1、当系统软件启动之后,首先进入的是实时波形显示界面,该界面为独立四通道或两通道显示,可同时显示波形、放电量值。如下图所示:

 

2、状态栏显示当前系统状态,如记录存储状况、系统时间、运行状况、触发方式以及设备电池电量。

水平:当前窗口每格显示时间长度;

竖直:

(1)当前操作通道选择:如选择“CH1”当前所有参数设置对象为1通道。

(2)通道打开/关闭:可将选种通道打开/关闭。

(3)通道供电选择:标记该选项可对所选通道供电;注:当外接有源传感器时把“供电”对话框选中,其余通道“供电”对话框选择空白状态;

(4) 通道量程设置:更改当前通道量程;

(5)校正参数设置:通过标准源校准仪器;

(6)校正按钮:在仪器暂停情况下按下执行校正功能;

触发:

触发模式:提示当前触发方式,从而保证系统根据触发方式正确的使用。

触发方式:可选择自动触发、单次触发;

3、设置界面:

在主显示窗口上方有一排设置选项

(1)退出功能键

退出按键,当实验完毕时单击此按键退出试验界面

(2)单位转换按键

显示单位转换功能,显示单位在mV和dB之间转换

(3)自动定位按键

自动定位功能

(4)暂停/开始按键

开始/暂停功能

(5)保存功能

录波和保存图片功能

(6)频域分析功能

将当前所选通道时域波形转换为频域波形

(7)屏幕键盘

调取软件盘

(8)三维图显示功能

6.2 趋势图操作

1、在主控室电脑上双击图标打开软件进入趋势图界面,或者在现场机器的软件上点击下图界面上红框内的按钮进入趋势图界面。

 

2、趋势图界面如下图所示:

其中下方的报警信息会显示zui近10条报警记录。

6.3趋势图相关设置操作

1、数据导入导出

点击菜单中的“数据”按钮有如下选项,其中“导出”可将本机的趋势图数据库文件导出到指定文件夹,“导入”命令可以将现场指定的监测单元趋势图数据库文件导入到本机中。

2、参数设置

点击菜单中的“设置”选项或者在趋势图上单击鼠标右键可以弹出如下设置界面:

通过该窗口可以对趋势图的站点名称、记录时间间隔、量程、显示的通道数、报警阈值、报警延迟时间、趋势图显示时间段设定等参数进行设定。其中,趋势图显示时段有如下选项:

除*个和zui后一个选项外其余选项为回顾以当前天的23:59:59时刻作为趋势图回顾的结束时间向前推一天、一星期、一个月内的数据。

3、报警详细信息显示

点击菜单中的命令或者双击界面下方的报警信息可以打开报警列表窗口显示所有报警信息,如下图:

 

4、现场监测单元实时波形查看

当我们发现趋势图有异常时,可以通过调某个现场监测单元的实时波形图来进一步进行分析。在趋势图界面,点击菜单中的命令,就可以连接现场机器观察实时波形并进行控制。

5、程序退出

点击菜单中的命令可以退出程序,但需要输入密码,如下图:

勾选“重设”选项可以重新设置密码,如下图:

点击菜单中的命令可以调出系统键盘进行密码输入操作。

6.3软件注册

该在线监测软件分为试用版和*版两个版本。

标题栏上的提示了当前版本信息,可以通过点击菜单中的按钮进行注册,如下图所示:

向厂家可以获取试用版本以及*版本的注册码。其中试用版本可以试用三个月,*版本无时间限制。如果不注册软件将不能正常使用。

7、后台监测软件相关操作说明

7.1主界面

在控制室电脑上运行的监测软件启动后界面如下图所示:

软件界面分为如下几个部分:

系统运行状态信息

该区域显示当前软件运行状态及系统时间。

系统菜单栏

该区域可以进行系统相关设置操作。

监测站点列表

该区域显示当前监测站点及传感器信息,并可以通过勾选控制趋势图显示方式,通过右键弹出菜单添加删除监测站点,并可以设置趋势图的显示效果。

监测数据(趋势图/列表)显示区域

该区域通过趋势图的形式,或者通过列表的形式显示监测数据。

报警信息列表

该区域显示zui近的报警信息。

监测控制区域

该区域可以控制监测数据的显示方式、时间段,并可以连接到现场机器进行进一步设置。

7.2系统设置

点击菜单栏弹出如下对话框可设置监测程序主动更新的时间间隔:

7.3站点管理

在监测站点列表中点击鼠标右键,根据弹出菜单可以添加或者删除监测站点,如下图所示:

如果选择【添加】则会弹出如下对话框指定站点ip地址,可以在【设置属性】选项中对站点ip地址进行修改:

 

在传感器上点击右键可以通过选择【设置属性】选项设置传感器趋势图的显示颜色:

列表区域左侧的勾选框可以选择是否显示该站点或特定传感器的监测数据。

7.4监测过程及控制

点击菜单栏【监测控制】选项可以运行或者停止监测,并可以退出程序。

监测过程中可通过监测控制区域设置显示方式及指定时间段。

点击可以切换监测数据以趋势图或者列表形式显示:

 

点击可以在趋势图显示方式中重点描绘出数据点,对比效果如下图:

如果勾选【查看时间段内数据】则会显示指定时间段内数据,否则显示的监测数据为当前系统时间所在日期的0点到23点59分59秒内的数据。

点击弹出如下窗口:

选择指定ip地址则可以连接该地址的设备进行远程控制:

7.5数据备份

点击菜单栏的弹出如下窗口:

点击确定之后可以将监测数据备份到指定路径。

 

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