電纜及變壓器聯(lián)合回路振蕩在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電纜及變壓器帶電監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種電纜及變壓器聯(lián)合回路振蕩在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電纜及變壓器是電力系統(tǒng)重要電力設(shè)備，但由于目前電纜及變壓器的帶電監(jiān)測(cè)主要通過局部放電、負(fù)載電流、溫度及振動(dòng)等因素進(jìn)行測(cè)量，具有一定局限性，主要表現(xiàn)為:
[0003](I)對(duì)干擾的處理不理想，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷波動(dòng)明顯，噪聲是隨機(jī)的，很難區(qū)分高頻信號(hào)是來自噪聲還是來自設(shè)備本體。
[0004](2)目前的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)僅是針對(duì)設(shè)備個(gè)體，沒有考慮到電力系統(tǒng)中多個(gè)設(shè)備之間的共同作用，如變壓器和電纜之間可能發(fā)生諧振，這些信號(hào)可能不會(huì)影響設(shè)備絕緣安全，但會(huì)造成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的誤判。
[0005](3)針對(duì)電纜的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)尚未有能力實(shí)現(xiàn)老化評(píng)估，僅是針對(duì)局部故障，尤其是電纜中間接頭的監(jiān)測(cè)，而電纜實(shí)際運(yùn)行時(shí)，老化狀態(tài)的評(píng)估很難通過一兩個(gè)參數(shù)直接判斷出來，因此目前一般的在線監(jiān)測(cè)僅是針對(duì)故障點(diǎn)的監(jiān)測(cè)。
[0006](4) 一旦電纜和變壓器有故障狀態(tài)，可能導(dǎo)致變壓器和電纜之間的交互振蕩產(chǎn)生危險(xiǎn)過電壓信號(hào)，該過電壓信號(hào)可能超過電纜或變壓器單獨(dú)發(fā)生故障的誘發(fā)電壓，直接加重電網(wǎng)系統(tǒng)的安全隱患。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電纜及變壓器聯(lián)合回路振蕩在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由兩套采集裝置和一套獨(dú)立的信號(hào)發(fā)生器組成，將變頻信號(hào)源通過電纜及變壓器的阻抗頻率響應(yīng)特性進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)，該框架可以用于對(duì)阻抗頻譜中的諧振阻抗點(diǎn)進(jìn)行分析，或者用于通過阻抗頻譜的趨勢(shì)變化分析電纜或變壓器的濕度帶來的老化特征，或者通過阻抗頻譜進(jìn)行電纜故障定位；既可以通過自身掃頻源進(jìn)行測(cè)試，又具備捕捉母線電纜或變壓器有載分接開關(guān)切換時(shí)的阻抗頻譜響應(yīng)；具備GPS定位功能，可實(shí)現(xiàn)雙端監(jiān)測(cè)的高精度對(duì)時(shí)；具備光纖、無線等通信接口，方便實(shí)現(xiàn)大系統(tǒng)范圍監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)匯總。
[0008]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:電纜及變壓器聯(lián)合回路振蕩在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括本地電腦、遠(yuǎn)端電腦、第一微處理器、DDS信號(hào)源、第一耦合變壓器、第二耦合變壓器、電纜及變壓器回路、第三耦合變壓器、第一采集裝置、第二微處理器及第二采集裝置；
[0009]本地電腦通過第一通信接口與第一微處理器連接，遠(yuǎn)端電腦通過通信媒介與第一通信接口連接；第一微處理器依次通過DDS信號(hào)源、功率放大器、限流電阻和第一耦合變壓器與電纜及變壓器回路的輸入端相連接，第一耦合變壓器的輸出端還與第二耦合變壓器相連，第二耦合變壓器的輸出端通過第一采集裝置與第一微處理器連接，功率放大器的輸出端還與第一采集裝置連接；電纜及變壓器回路的輸出端與第三耦合變壓器連接，第三耦合變壓器的輸出端通過第二采集裝置與第二微處理器連接，第二微處理器依次通過第二通信接口和通信媒介與第一微處理器相連。
[0010]電纜及變壓器聯(lián)合回路振蕩在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還包括第一 GPS模塊和第二 GPS模塊，第一 GPS模塊與第一通信接口連接，第二 GPS模塊與第二微處理器連接。
[0011]電纜及變壓器聯(lián)合回路振蕩在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還包括第一避雷器和第二避雷器，第一避雷器與第二耦合變壓器的輸出端連接，第二避雷器與第三耦合變壓器的輸出端連接。
[0012]所述的通信媒介包括光纖或無線通信網(wǎng)絡(luò)。
[0013]所述的第一采集裝置和第二采集裝置均包括一個(gè)前置的50Hz陷波器，陷波器帶寬為 45~65Hz。
[0014]所述DDS信號(hào)源的頻率范圍為0.1Ηζ~500ΜΗζο
[0015]所述功率放大器最大功率為200W。
[0016]所述限流電阻的阻值范圍為0.5~200Ω，最大功率200W。
[0017]所述第一采集裝置和第二采集裝置的最高采樣頻率為IGHz。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0019]I)本實(shí)用新型由兩套采集裝置和一套獨(dú)立的信號(hào)發(fā)生器組成，將變頻信號(hào)源通過電纜及變壓器的阻抗頻率響應(yīng)特性進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)，該框架可以用于對(duì)阻抗頻譜中的諧振阻抗點(diǎn)進(jìn)行分析，或者用于通過阻抗頻譜的趨勢(shì)變化分析電纜或變壓器的濕度帶來的老化特征，或者通過阻抗頻譜進(jìn)行電纜故障定位。
[0020]2)本實(shí)用新型提出了一種帶電狀態(tài)獲得阻抗頻譜的硬件框架，提出了一種帶電狀態(tài)同時(shí)獲取電纜及變壓器阻抗頻譜的實(shí)現(xiàn)框架，既可以通過自身掃頻源進(jìn)行測(cè)試，又具備捕捉母線電纜或變壓器有載分接開關(guān)切換時(shí)的阻抗頻譜響應(yīng)；具備GPS定位功能，可實(shí)現(xiàn)雙端監(jiān)測(cè)的高精度對(duì)時(shí)；具備光纖、無線等通信接口，方便實(shí)現(xiàn)大系統(tǒng)范圍監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)匯總。
[0021]3)大范圍內(nèi)應(yīng)用本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可提高整個(gè)線路的電纜及變壓器優(yōu)化配置，從而提高電力系統(tǒng)，尤其是城區(qū)供配電系統(tǒng)的安全可靠性。
[0022]4)第一采集裝置和第二采集裝置前均加一個(gè)50Hz陷波器，陷波器帶寬為45-65HZ，用于過濾系統(tǒng)工作的50Hz或60Hz頻率信號(hào)，從而起到了抗干擾作用。
[0023]5)為使得在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安全可靠，在采集裝置前端的陷波器入口處接有避雷器，可防止過電壓沖擊造成采集裝置損壞。
[0024]6)本實(shí)用新型還可印證，在外部沖擊電壓條件下，沖擊電壓經(jīng)變壓器和電纜回路后的波形可能因電纜和變壓器之間的交互諧振發(fā)生畸變，該畸變波形為外部沖擊電壓波形與諧振波形的疊加，因此通過監(jiān)測(cè)變壓器和電纜系統(tǒng)的兩端信號(hào)從而獲取阻抗的頻率響應(yīng)更能反映出變壓器與電纜交互諧振的作用，比單獨(dú)的監(jiān)測(cè)電纜某端，或變壓器單獨(dú)監(jiān)測(cè)更加有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[0025]7)本實(shí)用新型還可為優(yōu)化設(shè)計(jì)配網(wǎng)系統(tǒng)的防雷和過電壓抑制裝置提供重要試驗(yàn)環(huán)境和調(diào)試指標(biāo)，只有在獲得的阻抗頻譜曲線上的諧振峰值點(diǎn)數(shù)最少，且諧振峰值較低時(shí)，才能反映系統(tǒng)的沖擊過電壓抑制設(shè)備的最佳工作條件。同時(shí)，相似外部沖擊電壓下的阻抗頻譜變化，尤其是電纜部件具備較高周期性頻域振蕩的信號(hào)，可能因電纜老化程度不同，展現(xiàn)不同的頻域阻抗振蕩周期，即相同頻率間隔會(huì)出現(xiàn)近似的阻抗曲線，該特征與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較可反映電纜或整體的老化狀態(tài)。
[0026]8)如上所述，本實(shí)用新型為檢測(cè)電纜和變壓器聯(lián)合回路的健康狀態(tài)提供了必須的實(shí)現(xiàn)框架，操作者既可以通過本方案獲得電纜及變壓器的傳輸增益，又可以獲得阻抗頻譜，據(jù)此通過相應(yīng)的對(duì)比，統(tǒng)計(jì)手段展開深入分析，可用于開展預(yù)防性維護(hù)，是變壓器及電纜設(shè)備置換工作的重要依據(jù)。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0028]圖2為DDS信號(hào)源輸出頻率下的阻抗頻譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0030]如圖1所示，電纜及變壓器聯(lián)合回路振蕩在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括本地電腦、遠(yuǎn)端電腦、第一微處理器、DDS信號(hào)源、第一耦合變壓器、第二耦合變壓器、電纜及變壓器回路、第三耦合變壓器、第一采集裝置、第二微處理器及第二采集裝置；本地電腦通過第一通信接口與第一微處理器連接，遠(yuǎn)端電腦通過通信媒介與第一通信接口連接；第一微處理器依次通過DDS信號(hào)源、功率放大器、限流電阻和第一耦合變壓器與電纜及變壓器回路的輸入端相連接，第一耦合變壓器的輸出端還與第二耦合變壓器相連，第二耦合變壓器的輸出端通過第一采集裝置與第一微處理器連接，功率放大器的輸出端還與第一采集裝置連接；電纜及變壓器回路的輸出端與第三耦合變壓器連接，第三耦合變壓器的輸出端通過第二采集裝置與第二微處理器連接，第二微處理器依次通過第二通信接口和通信媒介與第一微處理器相連。
[0031 ] 電纜及變壓器聯(lián)合回路振蕩在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還包括第一 GPS模塊和第二 GPS模塊，第一 GPS模塊與第一通信接口連接，第二 GPS模塊與第二微處理器連接。
[0032]電纜及變壓器聯(lián)合回路振蕩在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還包括第一避雷器和第二避雷器，第一避雷器與第二耦合變壓器的輸出端連接，第二避雷器與第三耦合變壓器的輸出端連接。
[0033]所述的通信媒介包括光纖或無線通信網(wǎng)絡(luò)。
[0034]在電纜及變壓器回路穩(wěn)定工作的條件下，采用信號(hào)源耦合注入的方法。首先，本地電腦或遠(yuǎn)端電腦控制本地的第一微處理器發(fā)出控制信號(hào)，啟動(dòng)DDS信號(hào)源工作，并同時(shí)啟動(dòng)第一采集裝置和第二采集裝置開始工作。當(dāng)DDS信號(hào)開始工作的初始幾個(gè)信號(hào)周期，第一采集裝置和第二采集裝置丟棄采集的數(shù)據(jù)，然后D