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变压器局部放电在线监测系统_HFCT高频电流电缆局放传感器

一、功能说明
本设备是为了检测安装在室内或室外的变压器运转状况，利用特高频传感器和高频电流传感器获取的输出信号并通过分析事先预防变压器事故的发生，本设备检测出特高频波段(300MHz～1500MHz)和高频电流波段（300K～30MHz）的局部放PD(Partial Discharge:局部放电)信号，将电压以同步信号接收，实时显示PD信号。
变压器局放监测装置采用特高频和高频电流法实现局部放电检测，通过传感器检测变压器内部局部放电激发的电磁波信号，检测到的信号经过滤波、射频放大器和检波器后，由高速数据采集模块进行采样、存储、数字信号处理与分析，经过现场监测单元处理后的数据通过光纤上传至主处理器单元。主处理器单元通过在其上运行的故障诊断专家系统根据从现场监测单元送来的的数据，组建故障模式数据库，对变压器的绝缘状态进行诊断，并以多种方式显示放电特征数据；在主处理器单元上存储的局部放电历史测量数据可供工作人员及远程管理系统查询。变压器局放监测IED有8个同步的高速采样通道，每台变压器可以配置多个IED。

图1：变压器局放监测系统组成

变压器局放监测IED对局部放电特征量进行分析，包含以下基本参量：最大放电量及放电相位，放电次数，平均放电量。正常运行时，系统可随时在线监测、记录变压器的状态，并利用诊断系统对设备的运行状态进行分析判断。当变压器出现异常时，该系统快速采集、处理故障数据，同时完成在线计算、存储、统计、报警、分析报表和数据远传等功能。

系统组成及参数

系统架构图

1、特高频传感器
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。
特高频传感器采用希尔伯特分形天线，这是一种非频变天线，具有宽频带、圆极化、尺寸小、效率高、可嵌装等优点。该传感器工作频带为 300～1500MHz，能够有效避开现场电晕等干扰，抗干扰能力较强。

油阀式传感器参数：

1) 频率范围	：300～1500MHz 频宽
2）传感器感应灵敏度	：≥3pC
3) 阻抗匹配	：50[]
4）安装方式	：法兰型，固定在变压器出油口上
5）输出接口	：N-Type

传感器采用法兰盘固定，安装在变压器出油口上，用Ф25的波纹管走线，监测变压器内部局放状态。

2.高频电流传感器

高频电流传感器由磁芯、罗高夫斯基线圈、滤波与取样单元及电磁屏蔽盒构成。其中，线圈绕制在高频环境下具有高导磁率的磁芯上；滤波与取样单元的设计则兼顾了测量灵敏度与信号响应频带的双重要求。为抑制干扰、提高信噪比，同时满足防雨、防尘等防护需求，罗高夫斯基线圈及滤波部分均安装于金属屏蔽盒内。该传感器通过监测接地线上的局部放电脉冲电流信号，可实现对变压器的实时监测。

高频电流传感器参数：

1) 频率范围	：300K～30MHz
2) 传感器灵敏度	：≤10pC
3) 阻抗	：不低于4mV/mA
4) 安装方式	：外装型
5) 输出接头	：SMA型
6) 直径	：60mm

4、局放监测IED
局放IED分为上中下三段式结构：底层为电源单元、中层为信号滤波单元、上层为信号采集处理单元。底层包括系统电源滤波器、一个AC/DC开关电源、一块AC/DC电源板。中层由固定增益放大器、滤波器等组成。上层由信号采集扫描处理模块及信号触发模块构成。通过对传感器接收的局放信号进行处理，并依据专家数据库分析被测设备的绝缘状态，并将分析结果上送至后台系统。

局放IED技术参数：

系统适用范围	110KV 以上的所有电压等级的变压器
现场工作温度	-20℃～75℃
现场湿度	0%～95%
电源	AC220V/50Hz
输入通道	8通道
通讯方式	TCP/IP通信，RS485通信
接口类型	N-Type
功耗	20w

标准2U机箱（可定制）

三设备的安装
油阀式传感器采用法兰式安装，安装在变压器出油口上；高频电流传感器采用卡扣式安装，卡在变压器接地铜排上。
现场电缆的走线（传感器到监测IED的数据传输线），一般采用镀锌管走线，也可采用同轴电缆外套波纹管方式实施电缆铺设。同轴电缆首先进入现场预埋的镀锌管，通过镀锌管达到就地柜。

油阀式传感器现场安装图高频电流传感器现场安装图
现场信号采集单元和数据处理单元集约化做为一个主机单元，多个主机单元的安装在一个电力汇控柜内中。采用标准2U机箱形式安装，直接安装在电力汇控柜内。

四 技术性能及指标
4.1 电磁兼容性能

	试验项目	要求
1	辐射电磁场骚扰试验	满足GB/T 14598.9—2002(IEC 60255-22-3:2000,IDT)规定的4级试验
2	快速瞬变干扰试验	满足GB/T 14598.10—1996(IEC 60255-22-4:1992)规定的4级试验
3	1MHz脉冲群干扰试验	满足GB/T 14598.13—1998(IEC 60255-22-1:1988)规定的4级试验
4	静电放电试验	满足GB/T 14598.14—1998(IEC 60255-22-2:1996)规定的4级试验
5	浪涌(冲击)抗扰度	满足GB/T 17626.5—1999(IEC 61000-4-5:1995)规定的4级试验
6	射频电磁场辐射抗扰度	满足GB/T 17626.6—1998(IEC 61000-4-6:1996)规定的3级试验
7	工频磁场抗扰度	满足GB/T 17626.8—1998(IEC 61000-4-8:1993)规定的5级试验
8	脉冲磁场抗扰度	满足GB/T 17626.9—1998(IEC 61000-4-9:1993)规定的5级试验
9	阻尼振荡磁场抗扰度	满足GB/T 17626.10—1998(IEC 61000-4-10:1993)规定的5级试验

4.2机械性能

	项目	要求
1	振动	装置能承受GB/T 11287-2000中3.2.1规定的严酷等级为1级的振动响应试验，3.2.2规定的严酷等级为1级的振动耐久试验。
2	冲击	装置能承受GB/T 14537-1993中4..2.1规定的严酷等级为1级的冲击响应试验，4.2.2规定的严酷等级为1级的冲击耐久试验。
3	碰撞	装置能承受GB/T 4537-1993中4.3规定的严酷等级为1级的冲击碰撞试验

杭州夏众电子科技有限公司

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