[实用新型]一种电力变压器局部放电的状态监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于变压器绝缘检测的研究与应用技术领域，尤其涉及一种电力变压器局部放电的状态监测装置。

背景技术

电力变压器绝缘状况是决定其运行可靠性和系统稳定性的主要条件之一，而造成变压器绝缘老化和破坏的主要原因之一则是局部放电，因此监测变压器的内部放电情况，是提高电力系统的可靠性和经济性的重要途径。局部放电过程会伴随着电荷转移和电能损耗，还会产生电磁辐射、超声波等。根据局部放电的特性，可以考虑采用特高频法检测局部放电波形的幅度大小、放电次数、相位分布以及其他特征，从而诊断变压器内部绝缘缺陷提供可靠依据。

特高频局部放电状态监测装置在电力系统得到广泛应用，可以此探测到放电信号（属于特高频电磁波信号），进而判断、发现沿面放电、悬浮放电、油中间隙放电、尖端放电、绝缘纸放电、绕组匝间放电、铁芯感应放电等放电故障。从而方便地实现实时检测电力变压器内部发电程度，并分析设备绝缘状况的目的，但因电磁兼容、系统地电位异常（接地环路或引入干扰）、空气中的电晕、数据链路受干扰等因素的影响，一方面，导致现有技术产品出现检测信号失真（甚至畸变）而导致误诊断和误告警放电故障；另一方面，由于信号丢失或不吻合既定的神经网络模型而导致漏判断和漏告警放电故障的情况。

上述情况导致监测装置难以真实反映变压器内部的实际放电情况，影响及时发现、处置电力变压器的潜伏性缺陷；并已严重阻碍了监测装置在电网企业内的推广应用，所以，很有必要研制一种简单实用，且适用于变电站现场运行的监测信号模数转换电路，并保证其获得准确可靠的放电监测数据，从而准确和及早发现设备的潜伏性缺陷。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种电力变压器局部放电的状态监测装置，能够抑制和过滤状态监测装置现场应用时存在的干扰，并准确、可靠转换原始放电监测数据，用以实现记录与评价局部放电特征指标的功能，解决行业内缺少可靠耐用的电力变压器局部放电状态实时监测装置，从而准确和及早发现设备的潜伏性缺陷，避免酿成电力安全生产事件。

本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种电力变压器局部放电的状态监测装置，包括多个监测传感器、示波器、监测工控机以及依次连接的差分输入电路、滤波器、隔离放大器、模数转换器以及信号处理器；所述多个监测传感器与差分输入电路连接，所述示波器与隔离放大器连接，所述信号处理器与监测工控机连接；

所述监测传感器，用于监测电力变压器内局部放电所产生的特高频电磁波信号，并传送至差分输入电路；所述差分输入电路，用于对接受到的电磁波信号进行差分放大，并对其共模输入信号起抑制作用；在电路对称的条件下，所述差分放大电路还用于抑制所述监测传感器的原始电磁波信号零点漂移及抑制噪声的能力；所述滤波器，用于对经过差分放大的电磁波信号进行整流滤波，滤除电磁波检测模拟信号回路中除指定中心频率以外的其他频率，以确保得到指定频率内的信号；所述隔离放大器，用于避免所述状态监测装置在运行时因状态监测装置工作电压突变而导致的损坏，且保证所收发的信号无任何衰减，信号源也可不比接地；所述模数转换器，用于对接受到的电磁波信号进行采集、识别、编码等预处理，并将处理后的数字信号上传至信号处理器；所述信号处理器，用于对经模数转换器处理后的数字信号进一步处理，并传送至监测工控机；所述监测工控机，用于对接受到的数字信号进一步处理，并显示表征局部放电程度的幅度大小、放电次数、相位分布以及谱图等结果，并上传至电网监测预警中心，以便及时跟踪、持续监视以及诊断分析该变压器的绝缘状况；同时，所述监测工控机还用于远距离传输告警值、时间以及下发控制命令。

进一步的，所述监测传感器包括依次连接的Hilbert分形天线阵列、信号调理模块以及无线通讯模块；所述监测传感器还包括分别与所述信号调理模块和无线通讯模块连接的电源模块，用于为信号调理模块以及无线通讯模块供电；所述Hilbert分形天线阵列，用于接收局部放电激发的特高频电磁波信号；所述信号调理模块，用于特高频电磁波信号滤波、放大、峰值保持以及数据采集；所述无线通讯模块，用于将调理后的信号发送至差分输入电路。

进一步的，所述Hilbert分形天线阵列包括馈电网络和至少一个天线单元排列连接构成的天线阵列，所述馈电网络设置在天线阵列的背面；所述天线单元包括导线贴片、介质基层、接地层和馈电探针；所述导线贴片敷设在介质基层的上表面，所述接地层敷设在介质基层的下表面，所述导线贴片通过馈电探针馈电。