专利名称：变压器局部放电在线监测方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及对电力变压器在正常工作条件下局部放电的一种监测方法，以及实施 该监测方法的设备。
背景技术：
局部放电是电力变压器绝缘结构中局部区域内的放电现象，这种放电只是绝缘在 局部范围内被击穿，而导体间绝缘并未发生贯穿性击穿。但如果局部放电长期存在，将会造 成变压器绝缘的破坏。所以为了保证变压器在运行中的可靠性，通常需要尽量避免绝缘介 质中局部放电的发生，或只允许有轻微的局部放电。因此，在电力变压器运行中，需要进行 局部放电监测，以保证绝缘质量。局部放电在线监测是在电力变压器运行状态下，利用监测装置连续或定时地自动 测量电力变压器内部可能发生的局部放电。通常监测系统固定安装在现场，长期在线运行， 无需人为参与，自动完成检测、存储、通讯和诊断等功能。伴随着电力变压器绝缘中局部放电的产生，放电电荷的转移将在放电回路中形成 脉冲信号，并产生宽频电磁辐射信号，因此可通过测量电力变压器的外电路中所流过的脉 冲电流和空间电磁辐射来检测放电信号。脉冲电流法是一种常规的局部放电检测方法，具 有可定量测量视在放电量的优点，但在电力现场存在严重的电磁干扰问题，影响测试灵敏 度。而局部放电特高频电磁辐射信号传感具有灵敏度高的优点，但在安装时需从放油阀置 入，因放油阀孔径原因，导致测量效果不理想，同时测量位置受到极大限制。

发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种安装方便、抗干扰能力强的变 压器局部放电在线监测方法，以及提供一种实现这种方法的设备。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是本发明的变压器局部放电在线监测方法，包括如下步骤(1)在电力变压器铁心、外壳或夹件的接地线上设置高频电流互感器和特高频传 感器，用于分别耦合流经接地线的信号；(2)将所述高频电流互感器和所述特高频传感器的输出信号输入到监测装置，两 个输出信号在监测装置内先分别进行检波处理，再分别经数模转换后保留幅值和相位信 息，然后进行对比，若两个输出信号同时存在超过设定阈值的信号，则判定该信号为局部放 电信号予以保留，反之则判定该信号为干扰信号予以消除；(3)根据上述分析结果在监测装置中形成监测信号以便用来监测变压器的局部放 H1^ ο作为上述技术方案的优选实施例，所述高频传感器的频带为IOOkHz 10MHz，所 述特高频传感器的频带为300MHz IGHz。本发明的变压器局部放电在线监测设备，包括安装在电力变压器铁心、外壳或夹件的接地线上的高频电流互感器和特高频传感器，以及与所述高频电流互感器和所述特高 频传感器的信号输出端相连的监测装置，所述监测装置包括检波器、模数转换器和信号分 析器，所述检波器用于对所述高频电流互感器和所述特高频传感器的输出信号分别进行检 波处理，所述模数转换器用于对检波处理后的输出信号分别进行模数转换并保留幅值和相 位信息，所述信号分析器用于对模数转换器处理后的两个输出信号进行对比，若两个输出 信号同时存在超过设定阈值的信号，则判定该信号为局部放电信号予以保留，反之则判定 该信号为干扰信号予以消除；所述监测装置根据所述信号分析器形成监测信号以便用来监 测变压器的局部放电。作为上述技术方案的优选实施例，所述高频传感器的频带为IOOkHz 10MHz，所 述特高频传感器的频带为300MHz IGHz。与现有技术相比，本发明的优点是将高频电流互感器和特高频传感器装设在铁 心、外壳或夹件的铁心接地线上进行放电监测，不改变电力变压器的结构，安装方便；而且， 监测灵敏度高，抗电磁干扰能力强。


图1是电力变压器结构示意图；图2是本发明实施例进行局部放电监测的示意图；图3是本发明实施例监测装置的功能结构示意图；图4是本发明实施例干扰抑制的示意图，图4(a)为检波处理后的输出信号，图 4(b)为干扰消除后的监测信号。附图标记说明11-铁心、12-线圈绕组、13-绕组中的局部放电源、14-变压器外壳、15-绕组出线 套管、16-铁心接地线出线套管、17-铁心接地线、18-特高频传感器、19-高频电流互感器、 20-监测装置、201-检波器、202-模数转换器、203-信号分析器。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明图1为电力变压器的结构示意图。图1中11为铁心，12为线圈绕组，13为绕组中 的局部放电源，14为变压器外壳，15为绕组出线套管，16为铁心接地线出线套管，17为铁心 接地线。铁心接地线17通过铁心接地线出线套管16引出到变压器体外，然后在体外接地。 当变压器内部出现局部放电时，局部放电信号耦合到铁心接地线17上。图2所示是本发明局部放电监测的示意图，图中14为变压器外壳，16为铁心接地 线出线套管，17为铁心接地线，18为特高频传感器，19为高频电流互感器，20为监测装置。 电力变压器内部局部放电产生的高频脉冲信号和特高频电磁辐射信号耦合到变压器铁心 11上，再经铁心接地线17从变压器内部传播到变压器外部。对于局部放电产生的高频信号 和特高频信号，铁心接地线17可视为一根传输线，在变压器壳体外的铁心接地线17上选择 两个测点，一点位于铁心接地线套管16的出线端，在该位置装设特高频传感器18，另一点 装设高频电流互感器19，特高频传感器18和高频电流互感器19分别测量测点处的局部放 电耦合信号。特高频传感器18和高频电流互感器19的信号输出端与监测装置20的信号输入端相连。监测装置20的功能结构如图3所示，其中201为检波器，202为模数转换器，203 为信号分析器。监测装置20对从特高频传感器18和高频电流互感器19输出的输出信号 进行同步监测，特高频传感器18和高频电流互感器19的输出信号先分别经检波器201进 行检波处理，检波时间常数小于20S。再分别经模数转换器203进行模数转换处理并保留幅 值和相位信息。变压器内部产生的局部放电会在铁心接地线17上同时感应出高频信号和 特高频信号；而外部各类干扰源由于耦合途径的限制，只能在高频电流互感器或特高频传 感器的单一信号通道产生响应信号。信号分析器203通过对比经检波和模数转换后的输出 信号，如图4(a)所示。在20S时窗范围内，如果两者同时存在超过设定阈值的信号，则认定 该信号为局部放电信号予以保留；如果仅在一个监测通道存在超过设定阈值的检波信号， 则认定该信号为干扰信号予以消除。由此即可得到最终的变压器局部放电监测信号，如图 4(b)所示。阈值为基础噪声值的50 100%，基础噪声值是指未出现放电情况下的背景噪 声值。以上仅为本发明的具体实施例，并不以此限定本发明的保护范围；在不违反本发 明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。
权利要求
一种变压器局部放电在线监测方法，其特征在于包括如下步骤(1)在电力变压器铁心、外壳或夹件的接地线上设置高频电流互感器和特高频传感器，用于分别耦合流经接地线的信号；(2)将所述高频电流互感器和所述特高频传感器的输出信号输入到监测装置，两个输出信号在监测装置内先分别进行检波处理，再分别经数模转换并保留幅值和相位信息，然后进行对比，若两个输出信号同时存在超过设定阈值的信号，则判定该信号为局部放电信号予以保留，反之则判定该信号为干扰信号予以消除；(3)根据上述分析结果在监测装置中形成监测信号以便用来监测变压器的局部放电。
2.根据权利要求1所述的变压器局部放电在线监测方法，其特征在于所述高频传感 器的频带为IOOkHz 10MHz，所述特高频传感器的频带为300MHz 1GHz。
3.一种变压器局部放电在线监测设备，其特征在于包括安装在电力变压器铁心、外 壳或夹件的接地线上的高频电流互感器和特高频传感器，以及与所述高频电流互感器和所 述特高频传感器的信号输出端相连的监测装置，所述监测装置包括检波器、模数转换器和 信号分析器，所述检波器用于对所述高频电流互感器和所述特高频传感器的输出信号分别 进行检波处理，所述模数转换器用于对检波处理后的输出信号分别进行模数转换并保留幅 值和相位信息，所述信号分析器用于对模数转换器处理后的两个输出信号进行对比，若两 个输出信号同时存在超过设定阈值的信号，则判定该信号为局部放电信号予以保留，反之 则判定该信号为干扰信号予以消除；所述监测装置根据所述信号分析器形成监测信号以便 用来监测变压器的局部放电。
4.根据权利要求3所述的变压器局部放电在线监测设备，其特征在于所述高频传感 器的频带为IOOkHz 10MHz，所述特高频传感器的频带为300MHz 1GHz。
全文摘要
本发明公开了一种变压器局部放电在线监测方法，包括如下步骤(1)在电力变压器铁心、外壳或夹件的接地线上设置高频电流互感器和特高频传感器，用于分别耦合流经接地线的信号；(2)将所述高频电流互感器和所述特高频传感器的输出信号输入到监测装置，先分别进行检波处理，再分别经数模转换后保留幅值和相位信息，然后进行对比；(3)根据上述分析结果在监测装置中形成监测信号以便用来监测变压器的局部放电。本发明将高频电流互感器和特高频传感器装设在铁心、外壳或夹件的铁心接地线上进行放电监测，不改变电力变压器的结构，安装方便，而且，监测灵敏度高，抗电磁干扰能力强。本发明还公开了一种变压器局部放电在线监测设备。
文档编号G01R31/12GK101975912SQ201010278548
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月9日 优先权日2010年9月9日
发明者冯宝, 刘伟荣, 吴静, 周劲军, 徐春新, 朱宝星, 李伟峰, 杨劲松, 杨晟, 梁日东, 章坚, 缪东飞, 谭容芬, 陈权, 马春绿 申请人:广东电网公司中山供电局