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海上風(fēng)電干式變壓器局放、電流及振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

 

 

一、系統(tǒng)架構(gòu)

                               

二、干式變壓器局部放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

變壓器內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，伴隨產(chǎn)生電脈沖、超聲波、光、熱等物理現(xiàn)象或化學(xué)變化。只要變壓器內(nèi)部存在局部放電，就一定會(huì)產(chǎn)生高頻的電氣擾動(dòng)，并將向所有與其有連接的電器回路傳播，所以，在中性點(diǎn)接地線、油箱接地線等處流過脈沖電流，利用脈沖電流傳感器在這些測(cè)量點(diǎn)監(jiān)測(cè)局部放電脈沖電流信號(hào)

在變壓器發(fā)生局部放電時(shí)，通常會(huì)在其鐵芯接地線產(chǎn)生脈沖電流，通過高頻電流傳感器檢測(cè)流過鐵芯接地線引下線上的高頻脈沖電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器局部放電的檢測(cè)。

 

變壓局部放電高頻傳感器

感耦合法檢測(cè)局部放電的原理是，通過套在接地線上的羅格夫斯基線圈，耦合到電纜中的局部放電脈沖電流，從而對(duì)變壓器局放進(jìn)行檢測(cè)。

傳感器做成鉗型的便攜式傳感器，固定在接地線處。對(duì)于羅氏線圈的結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外學(xué)者也進(jìn)行了不同的改進(jìn)，經(jīng)檢測(cè)該傳感器帶寬為500kHz~50MHz，可以檢測(cè)到10pC的PD。

局部放電技術(shù)指標(biāo)：

輸入通道：1

A/D轉(zhuǎn)換精度：12位

帶寬限制：100k--100MHz的模擬輸入帶寬可選

采樣速率：100MS/s單次采樣

存儲(chǔ)深度：每通道16MB

觸發(fā)方式：外觸發(fā)

外經(jīng)尺寸：240mm X 240mm X 100mm

供電電源：220AC/DC

額定功率：20W

工作溫度：-40℃~70℃

防水等級(jí)：IP65

通信協(xié)議：TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

變壓器振動(dòng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)

輸入通道：2通道

精度：12位

動(dòng)態(tài)范圍：大于50dB

采樣率：1Mhz

供電：220AC/DC

通信方式：485

                             

                                            局放傳感器實(shí)物圖

                     

三、干式變壓器振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

3.1干式變壓器振動(dòng)監(jiān)測(cè)

變壓器主體發(fā)生振動(dòng)，主要是因?yàn)殍F芯振動(dòng)和負(fù)載電流所引起的繞組振動(dòng)，針對(duì)變壓器的運(yùn)行狀況，可以利用振動(dòng)法進(jìn)行有效檢測(cè)，。針對(duì)電力變壓器的振動(dòng)和鐵芯及繞組的關(guān)系，二者時(shí)間上具有密切關(guān)系，減小了硅鋼片的壓緊力，或者發(fā)生扭曲變形的的情況，那么硅鋼片的電磁力就會(huì)不斷增大，使鐵芯振動(dòng)不斷增加，使繞組的振動(dòng)也會(huì)相應(yīng)的增加。

變壓器振動(dòng)監(jiān)測(cè)即在變壓器箱體上布置振動(dòng)傳感器。通過振動(dòng)傳感器采集到的箱體振動(dòng)信號(hào)來分析變壓器內(nèi)部的線圈、鐵芯的松動(dòng)情況。

3.2 傳感器布置

                                 

                                          變壓器鐵芯加件上下各一個(gè)傳感器。

通過電力變壓器不同位置的振動(dòng)傳感器，采集電力變壓器箱體不同工況下的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，可以確定電力變壓器內(nèi)部線圈松動(dòng)狀況，與箱體振動(dòng)間的敏感關(guān)系，找到合適的布置位置，減少監(jiān)控成本，提高監(jiān)測(cè)的精確度。

3.3振動(dòng)傳感器

振動(dòng)信號(hào)頻率主要集中在10Hz～2000Hz,振幅0.5～50，加速度傳感器選用壓電型，壓電式加速度傳感器是基于壓電晶體的壓電效應(yīng)工作的。某些晶體在一定方向上受力變形時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷;當(dāng)外力去除后，又重新恢復(fù)到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為“壓電效應(yīng)”，具有“壓電效應(yīng)”的晶體稱為壓電晶體。常用的壓電晶體有石英、壓電陶瓷等。

                                

 數(shù)字式振動(dòng)傳感器參數(shù)

 

3.4振動(dòng)采集系統(tǒng)

壓電元件受力后產(chǎn)生的電荷量極其微弱，這電荷使壓電元件邊界和接在邊界上的導(dǎo)體充電到電壓U=q/Ca(這里Ca是加速度計(jì)的內(nèi)電容)。要測(cè)定這樣微弱的電荷(或電壓)的關(guān)鍵是防止導(dǎo)線、測(cè)量電路和加速度計(jì)本身的電荷泄漏。換句話講，壓電加速度計(jì)所用的前置放大器應(yīng)具有極高的輸入阻抗，把泄漏減少到測(cè)量準(zhǔn)確度所要求的限度以內(nèi)。壓電式傳感器的前置放大器有：電壓放大器和電荷放大器。所用電壓放大器就是高輸入阻抗的比例放大 器。其電路比較簡(jiǎn)單，但輸出受連接電纜對(duì)地電容的影響，適用于一般振動(dòng)測(cè)量。電荷放大器以電容作負(fù)反饋，使用中基本不受電纜電容的影響。

振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由TMS320F28335為核心，可以實(shí)現(xiàn)八通道數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，采樣率1M,12位采樣精度。結(jié)合前置增益放大器，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的采集及處理。

3.5振動(dòng)采集部分軟件

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)八通道數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，上位機(jī)軟件開發(fā)使用labview。軟件功能，主要實(shí)時(shí)采集，歷史數(shù)據(jù)查看，FFT數(shù)據(jù)處理等功能。

                  

 

 

 

發(fā)布人：admin

2021/10/18 17:22:35