海上风电干式变压器局放、电流及振动在线监测系统

 

 

一、系统架构

                               

二、干式变压器局部放在线监测系统

变压器内部发生局部放电时，伴随产生电脉冲、超声波、光、热等物理现象或化学变化。只要变压器内部存在局部放电，就一定会产生高频的电气扰动，并将向所有与其有连接的电器回路传播，所以，在中性点接地线、油箱接地线等处流过脉冲电流，利用脉冲电流传感器在这些测量点监测局部放电脉冲电流信号

在变压器发生局部放电时，通常会在其铁芯接地线产生脉冲电流，通过高频电流传感器检测流过铁芯接地线引下线上的高频脉冲电流信号，实现对变压器局部放电的检测。

 

变压局部放电高频传感器

感耦合法检测局部放电的原理是，通过套在接地线上的罗格夫斯基线圈，耦合到电缆中的局部放电脉冲电流，从而对变压器局放进行检测。

传感器做成钳型的便携式传感器，固定在接地线处。对于罗氏线圈的结构，国内外学者也进行了不同的改进，经检测该传感器带宽为500kHz~50MHz，可以检测到10pC的PD。

局部放电技术指标：

输入通道：1

A/D转换精度：12位

带宽限制：100k--100MHz的模拟输入带宽可选

采样速率：100MS/s单次采样

存储深度：每通道16MB

触发方式：外触发

外经尺寸：240mm X 240mm X 100mm

供电电源：220AC/DC

额定功率：20W

工作温度：-40℃~70℃

防水等级：IP65

通信协议：TCP/IP网络协议

变压器振动监测指标

输入通道：2通道

精度：12位

动态范围：大于50dB

采样率：1Mhz

供电：220AC/DC

通信方式：485

                             

                                            局放传感器实物图

                     

三、干式变压器振动监测系统

3.1干式变压器振动监测

变压器主体发生振动，主要是因为铁芯振动和负载电流所引起的绕组振动，针对变压器的运行状况，可以利用振动法进行有效检测，。针对电力变压器的振动和铁芯及绕组的关系，二者时间上具有密切关系，减小了硅钢片的压紧力，或者发生扭曲变形的的情况，那么硅钢片的电磁力就会不断增大，使铁芯振动不断增加，使绕组的振动也会相应的增加。

变压器振动监测即在变压器箱体上布置振动传感器。通过振动传感器采集到的箱体振动信号来分析变压器内部的线圈、铁芯的松动情况。

3.2 传感器布置

                                 

                                          变压器铁芯加件上下各一个传感器。

通过电力变压器不同位置的振动传感器，采集电力变压器箱体不同工况下的振动信号进行对比，可以确定电力变压器内部线圈松动状况，与箱体振动间的敏感关系，找到合适的布置位置，减少监控成本，提高监测的精确度。

3.3振动传感器

振动信号频率主要集中在10Hz～2000Hz,振幅0.5～50，加速度传感器选用压电型，压电式加速度传感器是基于压电晶体的压电效应工作的。某些晶体在一定方向上受力变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷;当外力去除后，又重新恢复到不带电状态，这种现象称为“压电效应”，具有“压电效应”的晶体称为压电晶体。常用的压电晶体有石英、压电陶瓷等。

                                

 数字式振动传感器参数

 

3.4振动采集系统

压电元件受力后产生的电荷量极其微弱，这电荷使压电元件边界和接在边界上的导体充电到电压U=q/Ca(这里Ca是加速度计的内电容)。要测定这样微弱的电荷(或电压)的关键是防止导线、测量电路和加速度计本身的电荷泄漏。换句话讲，压电加速度计所用的前置放大器应具有极高的输入阻抗，把泄漏减少到测量准确度所要求的限度以内。压电式传感器的前置放大器有：电压放大器和电荷放大器。所用电压放大器就是高输入阻抗的比例放大 器。其电路比较简单，但输出受连接电缆对地电容的影响，适用于一般振动测量。电荷放大器以电容作负反馈，使用中基本不受电缆电容的影响。

振动监测系统由TMS320F28335为核心，可以实现八通道数据实时采集，采样率1M,12位采样精度。结合前置增益放大器，实现对振动信号的采集及处理。

3.5振动采集部分软件

本系统实现八通道数据实时采集，上位机软件开发使用labview。软件功能，主要实时采集，历史数据查看，FFT数据处理等功能。

                  

 

 

 

发布人：admin

2021/10/18 17:22:35