海上風電干式變壓器局放、電流及振動在線監測系統

 

 

一、系統架構

                               

二、干式變壓器局部放在線監測系統

變壓器內部發生局部放電時，伴隨產生電脈沖、超聲波、光、熱等物理現象或化學變化。只要變壓器內部存在局部放電，就一定會產生高頻的電氣擾動，并將向所有與其有連接的電器回路傳播，所以，在中性點接地線、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量點監測局部放電脈沖電流信號

在變壓器發生局部放電時，通常會在其鐵芯接地線產生脈沖電流，通過高頻電流傳感器檢測流過鐵芯接地線引下線上的高頻脈沖電流信號，實現對變壓器局部放電的檢測。

 

變壓局部放電高頻傳感器

感耦合法檢測局部放電的原理是，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，從而對變壓器局放進行檢測。

傳感器做成鉗型的便攜式傳感器，固定在接地線處。對于羅氏線圈的結構，國內外學者也進行了不同的改進，經檢測該傳感器帶寬為500kHz~50MHz，可以檢測到10pC的PD。

局部放電技術指標：

輸入通道：1

A/D轉換精度：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

存儲深度：每通道16MB

觸發方式：外觸發

外經尺寸：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：IP65

通信協議：TCP/IP網絡協議

變壓器振動監測指標

輸入通道：2通道

精度：12位

動態范圍：大于50dB

采樣率：1Mhz

供電：220AC/DC

通信方式：485

                             

                                            局放傳感器實物圖

                     

三、干式變壓器振動監測系統

3.1干式變壓器振動監測

變壓器主體發生振動，主要是因為鐵芯振動和負載電流所引起的繞組振動，針對變壓器的運行狀況，可以利用振動法進行有效檢測，。針對電力變壓器的振動和鐵芯及繞組的關系，二者時間上具有密切關系，減小了硅鋼片的壓緊力，或者發生扭曲變形的的情況，那么硅鋼片的電磁力就會不斷增大，使鐵芯振動不斷增加，使繞組的振動也會相應的增加。

變壓器振動監測即在變壓器箱體上布置振動傳感器。通過振動傳感器采集到的箱體振動信號來分析變壓器內部的線圈、鐵芯的松動情況。

3.2 傳感器布置

                                 

                                          變壓器鐵芯加件上下各一個傳感器。

通過電力變壓器不同位置的振動傳感器，采集電力變壓器箱體不同工況下的振動信號進行對比，可以確定電力變壓器內部線圈松動狀況，與箱體振動間的敏感關系，找到合適的布置位置，減少監控成本，提高監測的精確度。

3.3振動傳感器

振動信號頻率主要集中在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工作的。某些晶體在一定方向上受力變形時，其內部會產生極化現象，同時在它的兩個表面上產生符號相反的電荷;當外力去除后，又重新恢復到不帶電狀態，這種現象稱為“壓電效應”，具有“壓電效應”的晶體稱為壓電晶體。常用的壓電晶體有石英、壓電陶瓷等。

                                

 數字式振動傳感器參數

 

3.4振動采集系統

壓電元件受力后產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體充電到電壓U=q/Ca(這里Ca是加速度計的內電容)。要測定這樣微弱的電荷(或電壓)的關鍵是防止導線、測量電路和加速度計本身的電荷泄漏。換句話講，壓電加速度計所用的前置放大器應具有極高的輸入阻抗，把泄漏減少到測量準確度所要求的限度以內。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。其電路比較簡單，但輸出受連接電纜對地電容的影響，適用于一般振動測量。電荷放大器以電容作負反饋，使用中基本不受電纜電容的影響。

振動監測系統由TMS320F28335為核心，可以實現八通道數據實時采集，采樣率1M,12位采樣精度。結合前置增益放大器，實現對振動信號的采集及處理。

3.5振動采集部分軟件

本系統實現八通道數據實時采集，上位機軟件開發使用labview。軟件功能，主要實時采集，歷史數據查看，FFT數據處理等功能。

                  

 

 

 

發布人：admin

2021/10/18 17:22:35