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局部放电检定仪

简要描述:

LYTCD-9808局部放电检定仪试验现场电压高达几万伏,试验人员应严格遵守所有安全预防措施。试验区域应有明显、清晰的警示牌,现场任何人都应该知道高压区域。直接从事的测量人员应了解测量回路中所有带电元件、高压元件,不直接从事测量的人员应被隔离在试验区域之外。在试验过程中及上电后,任何人不得进入高压区。

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一、LYTCD-9808局部放电检定仪安全提示

1、本系统的操作、维护应由能胜任的相关专业人员进行。

2、局部放电试验现场电压高达几万伏,试验人员应严格遵守所有安全预防措施。试验区域应有明显、清晰的警示牌,现场任何人都应该知道高压区域。直接从事的测量人员应了解测量回路中所有带电元件、高压元件,不直接从事测量的人员应被隔离在试验区域之外。在试验过程中及上电后,任何人不得进入高压区。

3、在试验以前,操作人员应掌握测试线路、测试方法、测试步骤和测试目的。

4、试验现场要整洁、干净,不应存放其他无关的物品。在高压区间的地面上不应有杂乱的金属小块(如裸铜线段、螺丝、螺帽和其它小金属块等),被试品、升压变压器、耦合电容等应与周围保持适当距离。

5、被试品、升压变压器、耦合电容等表面应保持干燥清洁,因为表面的湿气和污垢会引起表面的局部放电,导致测量异常。

6、高压导线应尽可能短而粗,以防止电晕,可采用蛇皮管等。试验回路所围的面积尽可能小,以降低干扰的引入。电压等级高的高压端应加防电晕帽。试验区各种金属物体应牢固接地,不能悬浮,检查并改善试验区内一切可能放电的部位(如不能有尖、锐角),特别注意各种地线是否良好接地。

7、在试验开始加压前,试验人员必须详细而全面地检查一遍线路,以免线路接错。特别应关注接地线、高压线和强电回路的连线是否牢固连接。

8、试验异常时,应首先切断电源,再作进一步处理。

 

二、LYTCD-9808局部放电检定仪功能特点

 

测量通道:2/4/6通道测量,独立的信号调理、AD采样、处理、显示,且实现同步采样。

测量功能:可检测局部放电幅值、极性、相位、放电起始电压、熄灭电压、次数等相关参数。

同步功能:内、外同步任意选择,且具有零标指示和相位分辨功能。

显示方式:可选择椭圆、直线、正弦及二维、三维等界面显示局部放电信号,可直观的分析测试过程中信号的频率、相位、幅度以及试验电压之间的相互关系。

局部放大:可对单个或某一段放电信号进行波形分析,确定信号的性质。

开窗功能:可在任意相位开窗(消隐),用于特别显示(或屏蔽)相位的信号(干扰)。

同步消隐:在配合阻抗单元和耦合电容的情况下,可对来自地网、试验电源和试验现场空间的干扰进行同步滤除。

极性鉴别:可通过放电信号的脉冲极性区分,是试品内部,还是外部的放电,有效去除外部干扰。

频谱分析:基于FFT算法实现的频谱分析与FIR数字滤波功能。

增益可调:在量程切换跨度内,实现增益连续可调。

保存打印:可保存单次放电的数据,也可记录一段时间的局部放电图形及相关参数,保存的数据可回放和重现方便后期分析。对单次放电的数据提供打印功能。

三、LYTCD-9808局部放电测试系统

1、系统概述

本仪器是按照DL/T846.4-2004 《高电压测试设备通用技术条件》、GB/T 7354-2003 《局部放电测量》开发的,应用于电力系统设备运行维护的局部放电测试,仪器结构紧凑、携带方便,抗干扰能力强。适用于各种电压等级和容量的变压器、发电机、互感器、套管、GIS、电容器、CVT、电力电缆、开关等高压电气设备的局部放电检测。

系统主要由主机、输入阻抗单元、校准脉冲发生器、耦合电容分压器(外零标输入)、PC机(分体机)以及连接电缆等组成。

2、主机

(1)面板结构

2)主机硬件框图

 

本仪器采用脉冲电流法。硬件框图如下:

由上图可知被测信号有两个:一个是来自输入耦合单元的放电脉冲信号,另一个是来自试验电源经分压后的试验电压信号

每个通道的输入信号独立的经过前级低通滤除部分低频信号,再经过衰减或放大处理,然后经过细调增益控制,经过更精密一级的高低通滤波,进一步筛选出放电信号,经过高速宽频带12位AD转换器进行模数转换,得到的数据经过FPGA存储在缓存SDRAM中,再由FPGA通过USB(或以太网)上传给PC机或工控主机系统进行显示。

试验电压信号经过电压互感器隔离变换成小信号,小信号分两路:一路经过调理得到试验电压的外零标信号,另一路经过有效值转换和A/D转换得到试验电压数据。该数据由FPGA送给PC机或工控主机系

统进行显示。

3、输入阻抗单元

本系统的放电脉冲检测阻抗,又称耦合装置或输入单元,包括耦合电容和输入单元,是测试系统和测试回路的主要组成部分,输入单元针对特定的试验回路或试品,为达到佳的灵敏度而专门设计的。本系统配备了十三种独立的输入单元,其中第十三种为单元。面板示意如下图:

本系统配备的输入单元是RLC型检测阻抗,是一种调谐型阻抗。检测阻抗的检测回路及等效电路,如图所示:

图b是图a的等值电路,它是一电感、电容并联电路,当电路谐振时,在Ct和Lm两端产生较高的谐振电压。当测量回路一经确定,测量回路的谐振电容     便可求得。而且,测量系统的测量中心频率f0也是已知的。因此只要恰当选择测量阻抗电感值Lm。使时,便可达到足够高的测量灵敏度。

系统备有12个独立检测阻抗,足以满足选择之要求。

输入单元序号

调谐电容范围

允许电流有效值

不平衡电路

平衡电路

1

625100微微法

30mA

0.25 A

2

25100400微微法

60mA

0.5A

3

1004001500微微法

120mA

1A

4

40015006000微微法

0.25A

2A

5

1500600025000微微法

0.5A

4A

6

0.0060.0250.1微法

1A

8A

7

0.0250.10.4微法

2A

15A

8

0.10.41.5微法

4A

30A

9

0.41.56.0微法

8A

60A

10

1.56.025微法

15A

120A

11

6.02560微法

25A

200A

12

2560250微法

50A

300A

7R

电阻

2A

15A

 

只要选取检测阻抗的调谐电容Ct的中心值等于测量回路的谐振电量Ct,可使测量回路的灵敏度足够高。一般使Ct值落入Ct的范围就可以了。

根据试品的容量Cx,耦合电容的大小Ck,选取适合序号的输入单元。表中调谐电容量系指与输入单元初级绕组并联的电容(粗略估算以按试品容量与耦合电容的容量串联计算)。例如:试品容量为500pF,耦合电容量为1000pF,则所需检测阻抗为500×1000/(500+1000)=333.33,查表可取3号单元。

输入单元应尽量靠近试品,输入单元经测量电缆与放大器输入插座相连。

本测试系统采用的是脉冲电流法进行局部放电测量,该方法的基本测试回路通常有三种:并联测试回路、串联测试回路和平衡回路(桥式回路)。

 

注:Cx:代表试品电容。

Zm:代表检测阻抗。

Ck:代表耦合电容,它的作用是为Cx与Zm之间提供一个低阻抗通道。

Z:代表接在电源和测量回路间的低通滤波器,Z可以让工频电压作用到试品上,但阻止被测的高频脉冲或电源中的高频分量通过。

图a为并联回路,多用于试品电容Cx较大,试验电压下,试品工频电容电流超出检测阻抗Zm允许值,或试品有可能被击穿,或试品无法与地分开的情况。该测量回路应用较多。

图b为串联回路,多用于试品电容Cx较小,试验电压下,试品工频电容电流符合检测阻抗Zm允许值时,耦合电容Ck兼有滤波(抑制外部干扰)和提高测量灵敏度的作用,其效果随Cx/Ck的增大而提高。Ck也可以用高压引线的杂散电容Cs来代替。这样,可使线路更为简单,从而减少过多的高压引线和联结头,避免电晕干扰,该方法多用于220kV及以上的产品试验。试品的低压端必须与地绝缘。

图c为平衡测试回路,利用电桥平衡原理将外来干扰信号平衡掉,因而这种回路的抗干扰能力较强。但是,由于平衡测试回路,利用电桥的平衡条件和频率有关,因此有当Cx和Ck的电容量比较接近时,才有可能同时完全平衡掉各种外来干扰。平衡测试回路的灵敏度一般低于直接测试回路。

4、校准脉冲发生器(详见附录1)

5、耦合电容分压器

零标输入单元作为局部放电检测系统的相位基准,对识别局部放电和干扰有重要作用,本仪器系统内置内零标单元和外零标输入单元。外零标输入时,系统的相位可以和外零标输入严格同步,且无频率间隔要求,故可以和无局放串联谐振电源相配合,外零标的输入范围为:交流10∽380V,30Hz∽300Hz。

在实际试验中,可以将试验电源电压经分压器降至10∽380V再接入零标单元。如果在屏幕上输入分压器的变比,可以直接测量出试验电源电压。例如,电容分压器变比是500:1,则选择变比为500。

如果试验电源和仪器电源同相或试验电源和工频严格同步,可使用仪器内零标。

一般,当没有外零标输入信号时,仪器自动选择内零标作为本系统的相位基准。如果试验电源和仪器电源相位不同,必须对其相位进行校正后才可测量。

如图是耦合电容分压器,既可以当耦合电容使用,又可以当电容分压器使用;试验时,分别接到输入单元和主机的分压器输入(即外零标输入),就可以同时测量试品的局部放电和试验电压。

四、LYTCD-9808软件操作说明

1、软件安装与删除

配置要求:

软件要求安装系统为Windows XP/2000(暂不支持Win7系统)。推荐配置:Pentium 1.5G(或更高),内存256M以上,必须支持USB2.0。

软件安装

数字式局部检测系统安装步骤

*步:双击光盘中“数字式局部检测系统”进入如下界面

 

 

 

 

 

第二步:单击下一步进入用户信息设置界面如下图

 

第三步:单击下一步进入安装类型选择界面,推荐选择完整安装

第四步:单击下一步进入如下界面,准备安装程序

 

 

第五步:单击安装,进入安装界面

 

 

第六步:安装完成界面提示如下

 

 

七步:单击完成,完成安装,软件可以使用。

 

驱动程序安装

*步:将局部放电测试仪主机与PC电脑连机,开启局部放电测试仪主机电源。出现如下新硬件提示界面

 

 

第二步:选择“否,暂时不”,单击下一步进入如下界面

 

 

第三步:选择“从列表或位置安装”项,单击下一步,进入如下界面

第四步:选择“在搜索中包括这个位置”,单击“浏览”选择“数字式局部检测系统”安装目录下的“USB驱动”(如:C:Program Files数字式局部检测系统USB驱动),单击下一步进入如下界面

 

 

 

 

 

第五步:选择“Cypress USB Component”,单击下一步进入完成界面

 

 

 

第六步:单击“完成”,设备驱动安装完成,可以正常使用。

 

2、操作界面

校准界面

椭圆、直线和正弦界面

 

椭圆界面

 

直线界面

 

 

 

正弦界面

二维和三维界面

 

 

二维界面

 

 

三维界面

 

 

多通道界面

 

 

局部放大界面

 

 

频谱分析界面

 

 

打印预览界面

 

 

3、菜单和工具栏功能

菜单

文件

打开:可以打开三种格式的文件分别是*.dat,*.prj和*.opt,这三种格式的文件分别对应单次测量的数据,连续测量的数据和设置参数数据。

注意:测量过程中不提供打开文件功能。

保存设置:保存校准中设置的通道、增益、滤波、校准脉冲等参数,保存的文件格式为*.opt。

注意:仅在校准界面下有该菜单项,在其他显示界面无此功能。

另存为:保存当前时刻的单次测量数据,保存的文件格式为*.dat。

打印:打印报表功能。

打印预览:提供打印报表预览、打印机选择和打印设置功能。

退出:提供软件退出功能。

视图

椭圆窗:将显示界面从其他界面切换到椭圆窗口界面。

直线窗:将显示界面从其他界面切换到直线窗口界面。

二维窗:将显示界面从其他界面切换到二维窗口界面。

三维窗:将显示界面从其他界面切换到三维窗口界面。

校准窗:将显示界面从其他界面切换到校准窗口界面

正弦窗:将显示界面从其他界面切换到正弦窗口界面。

多通道显示:将显示界面从其他界面切换到多通道显示界面,双通道或四通道。

注意:显示通道数在“设置”子菜单中的“显示设置”菜单项中设置。

标尺1:在单通道显示时,界面中出现pc量指示标尺;在双通道显示时,界面上方通道出现pc量指示标尺。放电量值此时显示的是标尺选中的位置的放电量值。

标尺2:在双通道显示时,界面下方通道出现pc量指示标尺。放电量值此时显示的是用户标尺选中的位置的放电量值。

显示工具栏、显示状态栏、显示设置栏:用于显示和隐藏相应选中的工具栏。

设置

局部窗口:进入局部放大界面。

注意:局部开窗功能只在椭圆显示界面下提供,且只在单通道显示时提供。

系统设置:提供如下功能:

脉冲阈值:该值是个百分比值,表示阈值占满刻度值的百分比。该值用于脉冲计数中的判断依据,大于该值计一次放电,二维显示中涉及该内容。

试验电源频率:提供自动和手动选项,当此处选择为自动,则工具栏中频率控件只显示不可设置;当此处选择为手动,工具栏中频率控键中的值可设置。

同步消隐:可选择消隐通道和阈值,当同步消隐开启时,实现用选中通道的信号与被消隐通道的信号相减或相加(正向为相减,反向为相加)。

系统校正:提供通道系统校正功能,恢复默认值按扭将选中通道的当前基准值设置为默认值2048。

 

 

滤波设置:可选手动,当选为手动时,用户可以对滤波通道,滤出频点个数及滤波通道进行设置。

 

颜色设置:对坐标、背景、波形、网格、开窗和刻度尺的颜色提供设置功能。

显示设置:设置多通道显示时的通道数是双通道或是四通道。

配色方案:对坐标、背景、波形、网格、开窗和刻度尺的颜色提供默认的几种习惯的配色方案。黑色背景的为默认方案,白色背景的是常用于打印的方案,另紫色、蓝色和灰色背景为其它供选择的方案。

频谱分析

频谱图

功能:显示测量数据的时域图和频域图,时域图显示同椭圆窗。

滤波前

功能:图形界面上方显示椭圆窗,下方显示频谱展开图。

滤波后

功能:显示滤波后的时域图和滤波后的频谱展开图。

帮助(该项内容见相应文档)

工具栏

试验电源设置

 

变比:提供用户输入分压电容(或分压电阻)的变比值,默认值为500,正整数。

频率:提供用户手动设置试验电压的频率,范围30到300Hz可选。

角度:提供用户相位旋转功能0度到345度间隔15度可选。

椭圆

直线

二维

三维

校准

参数设置

 

校准状态图                         测试状态图

通道:提供通道选择功能。

放大:选择放大倍数的切换。

增益:在校准界面下提供设置增益值,在其它界面下仅显示不能设置。

滤波:在校准界面下提供选择硬件滤波参数设置(:100kHz、200kHz、300kHz和400kHz;低端:20kHz、40kHz、60kHz和80kHz),其它界面下仅显示不能设置。

单窗:开窗或消隐功能中提供单个窗口。

双窗:开窗或消隐功能中提供两个相位对称的窗口。

校准电压/电容:在校准界面下提供用户设置校准电容100pF或10pF的功能,校准电压在所有情况下都只是显示不能设置。

脉冲:在校准界面下提供给用户设置校准脉冲的功能,在其他界面下仅能显示不能设置。校准电压u、电容c和校准脉冲Q三者的关系为Q=u*c,所以校准电压显示值由校准电容和校准脉冲的设置值决定。

自动校准:在校准界面下提供自动校准功能。

保存设置:在校准界面下提供用户保存设置参数的功能。

自动记录和时间:在单通道和双通道的显示界面下提供用户保存一段连续波形的功能。记录时间从10秒到60分钟可选,记录过程中状态栏中显示剩余时间秒数。

注意:该记录数据不提供局部开窗功能。

1)      测量:开始测量按扭。

2)      返回:在校准界面下,返回到椭圆显示界面。

3)      停止:停止测量按扭。

右键菜单

返回:功能同参数设置工具栏中返回控件。

测量:功能同参数设置工具栏中测量控件。

停止:功能同参数设置工具栏中停止控件。

自动记录:功能同参数设置工具栏中自动记录控件。

消隐:在开窗状态下,将开窗选中部分波形屏蔽,被屏蔽部分不参与放电量值计算。

恢复:从消隐状态恢复到正常开窗状态。

单通道:提供从多通道显示切换到单通道显示界面。

多通道:提供从单通道显示切换到多通道显示界面。

频谱图:功能频谱分析菜单中同名菜单项。

滤波前:功能频谱分析菜单中同名菜单项。

滤波后:功能频谱分析菜单中同名菜单项。

保存图像:将当前图形界面中的图形保存成*.bmp格式的图片。

状态栏

当前窗口:显示当前界面窗口的名称。

当前状态:显示为等待测量或正在测量

日期:显示当前日期

时间:显示当前时间

记录剩余时间:在自动记录过程中,显示剩余时间

当前设备状态:显示连接/未连接/通讯错误/通讯正常

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