電纜及變壓器聯(lián)合回路振蕩在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電纜及變壓器帶電監(jiān)測領域，特別是涉及一種電纜及變壓器聯(lián)合回路振蕩在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]電纜及變壓器是電力系統(tǒng)重要電力設備，但由于目前電纜及變壓器的帶電監(jiān)測主要通過局部放電、負載電流、溫度及振動等因素進行測量，具有一定局限性，主要表現(xiàn)為:
[0003](I)對干擾的處理不理想，因為現(xiàn)場負荷波動明顯，噪聲是隨機的，很難區(qū)分高頻信號是來自噪聲還是來自設備本體。
[0004](2)目前的監(jiān)測系統(tǒng)僅是針對設備個體，沒有考慮到電力系統(tǒng)中多個設備之間的共同作用，如變壓器和電纜之間可能發(fā)生諧振，這些信號可能不會影響設備絕緣安全，但會造成監(jiān)測系統(tǒng)的誤判。
[0005](3)針對電纜的在線監(jiān)測系統(tǒng)尚未有能力實現(xiàn)老化評估，僅是針對局部故障，尤其是電纜中間接頭的監(jiān)測，而電纜實際運行時，老化狀態(tài)的評估很難通過一兩個參數(shù)直接判斷出來，因此目前一般的在線監(jiān)測僅是針對故障點的監(jiān)測。
[0006](4) 一旦電纜和變壓器有故障狀態(tài)，可能導致變壓器和電纜之間的交互振蕩產(chǎn)生危險過電壓信號，該過電壓信號可能超過電纜或變壓器單獨發(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。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種電纜及變壓器聯(lián)合回路振蕩在線監(jiān)測系統(tǒng)，由兩套采集裝置和一套獨立的信號發(fā)生器組成，將變頻信號源通過電纜及變壓器的阻抗頻率響應特性進行綜合監(jiān)測，該框架可以用于對阻抗頻譜中的諧振阻抗點進行分析，或者用于通過阻抗頻譜的趨勢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行電纜故障定位；既可以通過自身掃頻源進行測試，又具備捕捉母線電纜或變壓器有載分接開關切換時的阻抗頻譜響應；具備GPS定位功能，可實現(xiàn)雙端監(jiān)測的高精度對時；具備光纖、無線等通信接口，方便實現(xiàn)大系統(tǒng)范圍監(jiān)測和數(shù)據(jù)匯總。
[0008]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:電纜及變壓器聯(lián)合回路振蕩在線監(jiān)測系統(tǒng)，它包括本地電腦、遠端電腦、第一微處理器、DDS信號源、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。
[0013]所述的第一采集裝置和第二采集裝置均包括一個前置的50Hz陷波器，陷波器帶寬為 45~65Hz。
[0014]所述DDS信號源的頻率范圍為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]本實用新型的有益效果是:
[0019]I)本實用新型由兩套采集裝置和一套獨立的信號發(fā)生器組成，將變頻信號源通過電纜及變壓器的阻抗頻率響應特性進行綜合監(jiān)測，該框架可以用于對阻抗頻譜中的諧振阻抗點進行分析，或者用于通過阻抗頻譜的趨勢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行電纜故障定位。
[0020]2)本實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)同時獲取電纜及變壓器阻抗頻譜的實現(xiàn)框架，既可以通過自身掃頻源進行測試，又具備捕捉母線電纜或變壓器有載分接開關切換時的阻抗頻譜響應；具備GPS定位功能，可實現(xiàn)雙端監(jiān)測的高精度對時；具備光纖、無線等通信接口，方便實現(xiàn)大系統(tǒng)范圍監(jiān)測和數(shù)據(jù)匯總。
[0021]3)大范圍內(nèi)應用本監(jiān)測系統(tǒng)可提高整個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，從而起到了抗干擾作用。
[0023]5)為使得在線監(jiān)測系統(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)測變壓器和電纜系統(tǒng)的兩端信號從而獲取阻抗的頻率響應更能反映出變壓器與電纜交互諧振的作用，比單獨的監(jiān)測電纜某端，或變壓器單獨監(jiān)測更加有實際應用價值。
[0025]7)本實用新型還可為優(yōu)化設計配網(wǎng)系統(tǒng)的防雷和過電壓抑制裝置提供重要試驗環(huán)境和調(diào)試指標，只有在獲得的阻抗頻譜曲線上的諧振峰值點數(shù)最少，且諧振峰值較低時，才能反映系統(tǒng)的沖擊過電壓抑制設備的最佳工作條件。同時，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，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，即相同頻率間隔會出現(xiàn)近似的阻抗曲線，該特征與歷史數(shù)據(jù)進行比較可反映電纜或整體的老化狀態(tài)。
[0026]8)如上所述，本實用新型為檢測電纜和變壓器聯(lián)合回路的健康狀態(tài)提供了必須的實現(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)此通過相應的對比，統(tǒng)計手段展開深入分析，可用于開展預防性維護，是變壓器及電纜設備置換工作的重要依據(jù)。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型結構示意框圖；
[0028]圖2為DDS信號源輸出頻率下的阻抗頻譜圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術方案，但本實用新型的保護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)測系統(tǒng)，它包括本地電腦、遠端電腦、第一微處理器、DDS信號源、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。
[0034]在電纜及變壓器回路穩(wěn)定工作的條件下，采用信號源耦合注入的方法。首先，本地電腦或遠端電腦控制本地的第一微處理器發(fā)出控制信號，啟動DDS信號源工作，并同時啟動第一采集裝置和第二采集裝置開始工作。當DDS信號開始工作的初始幾個信號周期，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