浅析GCOLM-1000局部放电在线监测系统技术参数

GIS局部放电在线监测

一、概述

该GCOLM-1000GIS局部放电在线监测系统是我公司技术人员根据多年GIS局放检测经验，设计生产。适用于对GIS的局部放电在线监测。

该系统配备GIS在线监测UHF传感器、高灵敏度超声波传感器、软件采用信号处理技术，超声波和UHF等检测技术，用于检测并分析气体绝缘组合电器（GIS）设备内部局部放电高频电磁波信号和超声波信号，进而检测并评估GIS设备运行状态，避免GIS高压设备的突发性事故，有效检测设备绝缘劣化、发生击穿、闪络等严重现象。

GCOLM-1000GIS局部放电在线监测系统由现场监测主机、GIS局部放电检测软件、UHF传感器、超声波传感器等组成。

　二、检测原理

   1、 UHF法检测原理

UHF检测法的下限频率在300MHz以上，上限频率在1000MHz或以上，因而可把电晕放电引起的干扰排除掉，其抗干扰性能是的。UHF测量一般要求在GIS上安装内部耦合器，因为UHF信号从内部耦合器取出，但若没有内部耦合器，也可在开窗处或者屏障的暴露边缘处设外部耦合器。

2、 超声波法检测原理

超声波法就是在GIS外部安放传感器，传感器的灵敏范围为20KHz-100KHz。用该方法可以检测、识别和定位GIS中的故障，而不需要预先在GIS上安装内部耦合器和传感器。提高频率可降低环境噪声的影响，采用大于100KHz的较高频率测量可明显提高抗干扰性。这种方法的灵敏度对于绝大多数常见故障是比较高的。对于移动中的颗粒，这个方法比传统的局放测量法和UHF、VHF更优越。对检测来自位于绝缘子上的颗粒引起的放电时，这个方法还存在一些问题，由于在环氧树脂绝缘中超声波信号衰减很大，所以这种方法不能测量环氧树脂绝缘中的缺陷（例如气泡)。

 

3、 声电结合法检测原理

将脉冲电流法、UHF法、超声波法综合使用，利用高频互感器在接地线上进行检测，同时利用超声波传感器和UHF传感器进行探测，根据主机显示的局放信号的波形、图谱及数据显示综合判断GIS内部的放电情况或松动情况。还可以根据声、电信号的各自的特征判断GIS的故障类型，能够利用声电信号的相关性判断放电信号的严重性。三种方法的结合能提高对GIS局部放电信号检测的全面性和可靠性。

　三、技术参数

1、 使用条件

   海拔高度：           ≤3000m    

   环境温度：           -20～60℃    

   相对湿度：           ≤95%

2、现场主机技术参数

   通道数：          2/4/16个独立测量通道（可扩展）

   采样率：            200MSa/s

   采样精度：          12bit

   主机显示屏尺寸：    6.5寸

   电源模式：          交流电源（AC220V 50Hz）

   系统设计使用寿命：  超过10年

  3、 传感器技术参数  

检测灵敏度：        UHF传感器：-75dBm                      

                       超声波传感器：-60dB

   量程范围：          超声波传感器：-60dB ～ 0dB

   检测频带：          UHF传感器：300MHz-3GHz

中心频率：          超声波传感器：40kHz

四、功能特点

1． 监测方式灵活：可选择监测局放电信号或局放超声信号，也可同时监测；

2． 抗干扰能力强，监测数据准确：该局放监测仪采用全密封铝合金多腔体屏蔽设计，具有*的电磁兼容性和抗干扰能力；

3． 体积小，安装简便：采用集成化设计；安装时只需固定在铁芯接地线或零线接地线上即可。传感器采用开口设计，可*在发电机运行状态下进行安装；

4． 存储量大，数据备份方便：数据保存周期不小于10分钟的情况下，可连续保存数据的时间不小于1年。并且可随时利用笔记本或计算机通过USB上载数据进行数据备份；

5． 设备管理方便：站内数台监测设备可独立运行，数据分别记录，也可利用1台计算机通过一条数据通讯总线对多台设备统一管理。（见图2）

6． 提供多种报警方式：当发电机、变压器局放超标时，该监测仪及时通过通讯线主动向上一级管理设备发出报警信号，同时监测仪内部的报警继电器动作，输出无源触点信号，此时在监测仪的液晶显示器上显示出报警信息；

7． 功能完善的后台管理软件：上位机软件具备强大的局部放电趋势分析功能。放电量、趋势图数据及报警事件连续记录、自动保存，并可随时查看分析；

8． 数据远程传送：通过现场总线、网或Internet网络实现异地数据传输，进行高压电气设备的远程在线监测、运行分析。

 

　变压器局部放电在线监测

一、概述

GCOLM-1000发电机局部放电在线监测系统是为大型油浸式变压器组提供自动与连续局放监测的经济型仪器。统计结果显示变压器故障主要是由于绝缘老化、缺陷造成的，局部放电是绝缘缺陷的体现，也是造成绝缘缺陷进一步恶化的原因。在线局部放电监测是诊断变压器绝缘问题zui有效的方法，并具有丰富的经验积累和成功案例。与周期性在线巡检不同的是，在线监测系统能够为专业的维护人员提供了现场或远程的自动实时测量，同时提供了主要趋势参数，并记录历史数据，可与各类现场总线集成。还可以触发远程警报装置，以提醒对监测数据及设备状态进行检查。

适用范围：该系统主要适用于变压器局部放电在线监测，并广泛适用于发电厂、变电站高压电气设备的局部放电在线监测。

 二、系统原理

(1)超声波法

  当变压器内部产生放电信号时，除产生放电脉冲电流沿容性回路传输外，同时还会激发出机械波（超声波）信号通过变压器油向四周辐射传播。虽然电力变压器的结构较为复杂，但是变压器的整个器身内充满了变压器油，而绕组、绝缘材料、支撑、夹件、引线等部件均浸在油中，由于变压器油为超声波的良好传播媒介，这为在箱壁外侧检测局放产生的超声信号提供了有力条件。所以，在变压器的箱壁外侧安放超声波传感器可以接收到内部较大的放电信号。

（2）脉冲电流法检测原理(HFCT)

由电力变压器的结构所决定，其绕组除匝间电容外还与铁心之间存在几百甚至几千皮法的分布电容，同时绕组与油箱间也存在上百皮法的分布电容。当变压器的绕组等主绝缘回路中发生局部放电时，其产生的高频信号覆盖了从几十千赫兹到几十兆赫兹，甚至到千兆赫兹，由于几百皮法电容对于几百千赫兹以上的高频信号相当于通路，所以放电信号就会向所有与放电点有容性关系的回路中传播，其中一条回路必然包括铁心接地回路。所以在铁心接地线上安装高频电流互感器可有效接收变压器内放电信号。

　三、主要技术指标

1． 测量通道：    2/4/16 通道

2． 检测灵敏度：  100pC

3． 系统频带：    超声波探测器：  20kHz～200kHz  

         高频电流互感器：10kHz～20MHz  

         天线放大器：    100kHz～1.2MHz  

         动态增益范围：80dB

4． 采样精度：    12Bit

5． 测量范围：    100～800000pC

6． 运行环境：    -20℃～50℃

7． 电源：        单相 220V/50Hz

8． 功耗：        5W

9． 密封等级：   IP65

四、功能特点

1． 监测方式灵活：可选择监测局放电信号或局放超声信号，也可同时监测；

2． 抗干扰能力强，监测数据准确：该局放监测仪采用全密封铝合金多腔体屏蔽设计，具有*的电磁兼容性和抗干扰能力；

3． 体积小，安装简便：采用集成化设计；安装时只需固定在铁芯接地线或零线接地线上即可。传感器采用开口设计，可*在发电机运行状态下进行安装；

4． 存储量大，数据备份方便：数据保存周期不小于10分钟的情况下，可连续保存数据的时间不小于1年。并且可随时利用笔记本或计算机通过USB上载数据进行数据备份；

5． 设备管理方便：站内数台监测设备可独立运行，数据分别记录，也可利用1台计算机通过一条数据通讯总线对多台设备统一管理。（见图2）

6． 提供多种报警方式：当发电机、变压器局放超标时，该监测仪及时通过通讯线主动向上一级管理设备发出报警信号，同时监测仪内部的报警继电器动作，输出无源触点信号，此时在监测仪的液晶显示器上显示出报警信息；

7． 功能完善的后台管理软件：上位机软件具备强大的局部放电趋势分析功能。放电量、趋势图数据及报警事件连续记录、自动保存，并可随时查看分析；

8． 数据远程传送：通过现场总线、网或Internet网络实现异地数据传输，进行高压电气设备的远程在线监测、运行分析。

 

　电缆局部放电在线监测

一、概述

GCOLM-1000发电机局部放电在线监测系统是为大型油浸式变压器组提供自动与连续局放监测的经济型仪器。统计结果显示变压器故障主要是由于绝缘老化、缺陷造成的，局部放电是绝缘缺陷的体现，也是造成绝缘缺陷进一步恶化的原因。在线局部放电监测是诊断变压器绝缘问题zui有效的方法，并具有丰富的经验积累和成功案例。与周期性在线巡检不同的是，在线监测系统能够为专业的维护人员提供了现场或远程的自动实时测量，同时提供了主要趋势参数，并记录历史数据，可与各类现场总线集成。还可以触发远程警报装置，以提醒对监测数据及设备状态进行检查。

适用范围：该系统主要适用于变压器局部放电在线监测，并广泛适用于发电厂、变电站高压电气设备的局部放电在线监测。

二、系统原理

(1)超声波法

  当变压器内部产生放电信号时，除产生放电脉冲电流沿容性回路传输外，同时还会激发出机械波（超声波）信号通过变压器油向四周辐射传播。虽然电力变压器的结构较为复杂，但是变压器的整个器身内充满了变压器油，而绕组、绝缘材料、支撑、夹件、引线等部件均浸在油中，由于变压器油为超声波的良好传播媒介，这为在箱壁外侧检测局放产生的超声信号提供了有力条件。所以，在变压器的箱壁外侧安放超声波传感器可以接收到内部较大的放电信号。

（2）脉冲电流法检测原理(HFCT)

由电力变压器的结构所决定，其绕组除匝间电容外还与铁心之间存在几百甚至几千皮法的分布电容，同时绕组与油箱间也存在上百皮法的分布电容。当变压器的绕组等主绝缘回路中发生局部放电时，其产生的高频信号覆盖了从几十千赫兹到几十兆赫兹，甚至到千兆赫兹，由于几百皮法电容对于几百千赫兹以上的高频信号相当于通路，所以放电信号就会向所有与放电点有容性关系的回路中传播，其中一条回路必然包括铁心接地回路。所以在铁心接地线上安装高频电流互感器可有效接收变压器内放电信号。

　三、主要技术指标

1． 测量通道：    2/4/16 通道

2． 检测灵敏度：  100pC

3． 系统频带：    超声波探测器：  20kHz～200kHz  

         高频电流互感器：10kHz～20MHz  

         天线放大器：    100kHz～1.2MHz  

         动态增益范围：80dB

4． 采样精度：    12Bit

5． 测量范围：    100～800000pC