分布式局部放电监测系统软件部分包括设置(软件设置)、信号采集及分析识别。软件设置内容包括通讯地址及端口设置、各通道增益、采样时长、采集脉冲数、触发位置和电平、滤波器种类和截止频率、同步相位和频率、存储路径等参数。其中,触发电平设置可保证稳定采集局部放电电流脉冲信号,滤波设置可有效降低现场环境噪音对监测的影响。信号采集界面显示放电脉冲波形、PRPD图谱及脉冲幅值、放电量大小及脉冲数等参数,软件支持实时分析及存储数据分析功能。分析识别界面包括放电脉冲波形、脉冲信号频谱、PRPD图谱及时频(Time-Frequency,TF)图谱的分析。我公司各系列局部放电监测系统的技术说明。什么是局放监测信号
分析定位功能1、监测分析系统需求分析与示波器的选择GIS局部放电信号的能量分布可达3GHz,但主要集中在300MHz∽1500MHz间,因此采集带宽应至少到1.5GHz,比较好到3GHz。局部放电本身具有一定的随机性,系统具连续多次捕捉随机脉冲信号的能力。2、局部放电信号分析及干扰抑制算法2.1GIS局部放电带电监测信号分析适于现场使用的GIS局部放电带电监测信号分析方法主要包括聚类分析、模式识别和故障定位;聚类又包括频域和时域聚类。2.2信号频率特征分析可以对采集存储的特高频、高频、超声波等完整信号的波形进行时频域变换,对信号的频率成分进行分析,通过信号的频率分量特征进行干扰排除、放电类型辨识、多放电源分离。由于不同来源的放电以及放电与干扰间在信号的频率分布上会有差异,因此通过信号的频率特征分析,能有效区分放电与干扰以及不同来源的放电。控制柜局放试验装置分布式局部放电监测系统应用案例。
4.2应用案例4.2.1220kV高压电缆耐压试验同步局部放电监测案例山东省济南市220kV美铁线43#塔至济西牵引站新立门型架构工程投运前,客户决定采用我司的GZPD-4D型分布式高压电缆局部放电监测与评价系统对两回路电缆进行交接试验,终端接头处施加216kV交流电压,分别对两条回路的三相电缆施加逐步增加至216kV的电压,并保持一个小时。过程中通过趋势图看出兰渡线A相有较大放电信号,放电幅值达到12000pC,并且部分放电信号超出系统量程,频次分别为1000、800以上,确定该电缆附件在耐压试验中有强烈的放电现场,后经解剖发现是厂家制作过程中将受潮的配件用在了接头中,导致问题;更换接头后,局部放电信号消失。
4.2.3传感器功能◆接收局部放电的超高脉冲信号;◆整形超高频脉冲信号,得到单极性宽脉冲信号;◆通过高频同轴光缆将单极性宽脉冲信号传送给局放IED。4.2.4通信方式◆IED模块可通过局域网或串口通信方式与后台通信◆以增加模块的方式,可以用IEC61850通信协议与后台进行通信。4.3工作原理4.3.1超高频传感器原理局部放电过程会产生宽频带的电磁暂态和电磁波。不同类型局部放电的电击穿过程不尽相同,从而产生不同幅值和陡度的脉冲电流,因此产生不同频率成分的电磁暂态和电磁波。例如:空气中电晕放电所产生的脉冲电流具有比较低的陡度,能够产生比较低频率的电磁暂态,主要分布在200MHz以下;相比之下,变压器油、SF6气体中局部放电所产生的脉冲电流具有比较高的陡度,所产生的电磁暂态的频率能够达到1GHz以上。GZPD-3004ZX所采用的传感器由超高频信号接收天线构成,传感器天线采用希尔波特分形天线,它是一种非频变天线,其电性能与频率无关,具有宽频率,圆极化,尺度小,效率高,可嵌装等优点。放大器采用低噪音、高增益(40db)超高频信号。传感器工作频带300~1500MHz,能够有效避开了现场电晕等干扰,具有较强的抗干扰能力。杭州国洲电力科技有限公司局放产品监测仪器接线。
局部放电功能特点:ü适用于新投运高压电缆在耐压试验时同步开展局放监测及老旧高压电缆在运行时开展短期或长期重症监护;ü自主研发高性能采样主机,采样率高达200MS/s,采样带宽高达100MHz,分辨率达16bit,支持高压电缆局放三相同测,具备边缘计算功能,实时传输原始数据及本地分析结果;ü传输方式灵活,具备有线及WIFI、4G/5G无线通讯方式,满足高压电缆隧道内部监测需求,大幅降低人力成本,提高监测效率;ü内置可充电电池,系统采用低功耗设计,可连续工作10小时以上,方便户外使用;也可外接充电宝,保证长时间现场工作;ü支持脉冲波形、波形频谱、PRPD图谱、TF-Map、放电基本参数(放电幅值、相位、频次等)实时显示;ü采用滤波电路、数字滤波器、TF-Map筛选、分组筛选四重抗干扰技术;ü可调参数**小化,便于现场快速设置及采集,自动更新参数后采集及存储数据;ü内置电力电缆典型缺陷的放电类型数据库,结合神经网络、放电特征参量实现绝缘缺陷类型识别;ü具备采集数据自动保存、信号回放、趋势分析、历史数据查询等功能。杭州国洲电力科技有限公司局放产品使用方法。线缆局放信号如何
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三、局部放电分析方法3.2相位图谱法(PhaseResolvedPartialDischarge,PRPD)相位图谱法通过累计交流工频电压下局部放电信号,得到放电的相位、幅值、次数分布特性,因此也称为φ-q-n图谱法,并由此引申出PRPS(PhaseResolvedPulseSequence)法。PRPD法是目前局部放电分析中**常用的一种分析方法,由于不同放电类型具有不同的相位分布,PRPD法也广泛应用于电力设备缺陷类型识别。下图为典型绝缘缺陷PRPD图谱。三、局部放电分析方法3.3时间图谱法(TimeResolvedPartialDischarge,TRPD)目前交流电压下局部放电的检测技术和分析技术已发展成熟,并得到广泛应用。由于直流电压缺少相位信息,并且在交流电压和直流电压下局部放电的再发生机理不同,交流电压下局部放电的分析方法不适用于直流电压下局部放电的分析。直流电压由于缺少工频相位,PRPD法无法应用,TRPD法基于放电幅值和脉冲时间差的统计特性,绘制放电量q与前一次放电时间差关系q(Δtpre)、放电量q与后一次放电时间差关系q(Δtsuc)、放电量q的分布H(q)、放电电流脉冲时间差△t的分布H(△t)特征图谱,并提取**大值、平均值、峰度、偏度、互相关系数、对称性等特征参量,实现直流电压下局部放电分析。什么是局放监测信号