专利名称：非接触式发电机局部放电在线监测方向传感装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力系统装置，特别涉及一种非接触式发电机局部放电在线监测方向传感装置。
背景技术：
近年来我国大型发电机事故时有发生，给国民经济造成了巨大的损失。根据不完全统计，1983年至1991年间200兆瓦汽轮发电机仅定子故障就有14台，占当时国产200兆瓦机组总台数的13.7％。因此，大型发电机的故障监测和诊断已成为当前电力工业安全运行的急需技术。它不但对保证电力系统的安全运行具有独特作用，而且还可使电力系统设备从目前的预防性维修阶段逐步过渡到预知性维修阶段，有效地提高电力系统的经济效益。
国内外的发电机局部放电在线监测中，常常将传感器接入发电机中性点接地线来检测局部放电信号。然而，来自发电机对面的发电机母线支柱绝缘子放电、电机母线开关放电、连接发电机母线的变压器的放电等其它电磁脉冲具有与电机放电相似的频谱，能够沿发电机母线传入发电机中性点接地线，对发电机放电的检测产生严重干扰，从而导致传感器检测到错误的信号。加拿大等国研制的PDA装置通过在发电机母线上安装一对相距一定距离的电容传感器，根据差分原理来判断脉冲沿母线传播的方向，从而达到排除来自发电机外部干扰脉冲的目的。但由于电容传感器直接与母线相联，引入了安全隐患，因此不易被发电厂接受。
实用新型内容本实用新型的目的在于改进现有技术的缺点，而提供一种用于发电机局部放电在线监测的方向传感装置，该方向传感装置与发电机母线没有直接的电气连接，其抗电磁干扰能力强、灵敏度高、使用方便、安全可靠。
为了实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案它是由两套性能相同的信号耦合器、信号传输单元、滤波器、放大器以及一个方向判断器组成。
每个所述的信号耦合器包括一个平行电容器和一个检测电阻，所述平行电容器极板间的距离为0.5厘米～1.5厘米。平行电容器极板的尺寸为25厘米×15厘米，通过绝缘支柱支撑，以空气作为绝缘介质。检测电阻的阻值为450欧～550欧。从电力系统来的载波干扰和励磁机的可控硅产生的干扰信号的频率通常低于1兆赫兹，因此信号耦合器的低频截止频率为1兆赫兹时可以避开载波干扰和可控硅产生的脉冲干扰。发电机定子模型线棒上的局部放电脉冲的大部分频率分量集中在0～35兆赫兹，槽间放电除了大部分频率分量集中在0～35兆赫兹之外，在60兆赫兹～85兆赫兹比较高的频率段内还具有一定的频率分量，但采用更高的检测频率对硬件的要求较高，经济代价也比较大。因此，选择信号耦合器的低频截止频率为1兆赫兹，高频截止频率为60兆赫兹比较合理。主要通过调节平行电容器极板间的距离和检测电阻的阻值使信号耦合器的频带为1兆赫兹～60兆赫兹。平行电容器通过检测电阻与信号传输单元连接。
所述的信号传输单元采用的是输入阻抗为50欧的电缆。因为电缆的电容与电容器并联，电缆越长电缆的电容也越大，则电缆上输出的电压便越�。衅鞯缏返牧槊舳纫苍叫。窃谑导始觳庵幸蠓糯笃鞑荒芫喾⒌缁赶咛虼嗽谑导什饬糠⒌缁木植糠诺缧藕攀彼玫拇涞缋虏荒芴蹋豢刹挥茫缘缋碌某ざ妊≡裨�1米～2米之间。
非接触式发电机局部放电方向传感装置采用的滤波器为一个4级滤波器，其作用是滤掉频率小于1兆赫兹或大于60兆赫兹的干扰信号。滤波器接在电缆与放大器之间。放大器的输入阻抗为50欧，由于信号耦合器在1兆赫兹～60兆赫兹的频带内检测的信号很微弱，因此放大器的增益选为35分贝～50分贝，用来提高传感装置的灵敏度；方向判断器有两个输入接头，分别与两个放大器连接。
本实用新型的工作原理是发电机绝缘产生的局部放电脉冲信号沿发电机母线传播时，在母线周围伴随着电磁波的传播，将信号耦合器放置在距离母线15厘米～25厘米的位置而不与母线接触，信号耦合器能够检测到局部放电信号从母线上发出的电磁波；当两个信号耦合器相距一定距离时，在母线上传播的信号到达这两个信号耦合器的时间将有明显的先后差异，通过方向判断电路判断两个信号耦合器检测到信号的先后的不同即可判断信号在母线上传播的方向，当信号来自发电机外侧时，方向判断器输出低电平；当脉冲来自发电机侧时，方向判断器输出高电平，从而识别出从发电机里面传出的局部放电信号。
本实用新型不与发电机母线直接接触，抗电磁干扰能力强、灵敏度高，使用方便、安全可靠。
图1是本实用新型组成与连接示意图。
具体实施方式
如附图1所示，由平行电容器1和检测电阻2组成的信号耦合器安装在发电机3的母线4出口位置，由平行电容器5和检测电阻6组成的信号耦合器安装在距平行电容器1和检测电阻2组成的信号耦合器沿着与母线平行方向2米远的位置。平行电容器1和5极板间的距离均为1厘米，极板尺寸为25厘米×15厘米，通过绝缘支柱支撑，以空气作为绝缘介质。检测电阻2和6的阻值为500欧。平行电容器1通过检测电阻2与电缆7连接，平行电容器5通过检测电阻6与电缆8连接，电缆7和8的输入阻抗均为50欧，长度为1.5米。滤波器9和10为4级滤波器，滤波器9接在电缆7与放大器11之间，滤波器10接在电缆8与放大器12之间。放大器11和12的输入阻抗为50欧，增益为35分贝。由放大器11和放大器12出来的信号都输入方向判断器13。当脉冲信号来自发电机外侧时，放大器11输出的信号落后于放大器12输出的信号，方向判断器13输出低电平；当脉冲信号来自发电机侧时，放大器11输出的信号早于放大器12输出的信号，方向判断器13输出高电平，从而可以识别出从发电机里面传出的局部放电信号。
权利要求1.一种非接触式发电机局部放电在线监测方向传感装置，其特征是它是由两套性能相同的信号耦合器、信号传输单元、滤波器、放大器以及一个方向判断器组成，信号耦合器通过信号传输单元与滤波器和放大器连接，两个放大器分别与方向判断器连接。
2.根据权利要求1所述的非接触式发电机局部放电在线监测方向传感装置，其特征是所述的信号耦合器包括一个平行电容器和一个检测电阻，平行电容器极板之间的距离为0.5厘米～1.5厘米，通过绝缘支柱支撑，以空气作为绝缘介质，电容极板的尺寸为25厘米×15厘米，检测电阻的阻值为450欧～550欧。
3.根据权利要求1所述的非接触式发电机局部放电在线监测方向传感装置，其特征是信号传输单元是长度为1米～2米，输入阻抗为50欧的电缆。
4.根据权利要求1所述的非接触式发电机局部放电在线监测方向传感装置，其特征是放大器的输入阻抗为50欧，放大器的增益为35分贝～50分贝。
专利摘要本实用新型涉及一种电力系统装置，特别涉及一种非接触式发电机局部放电在线监测方向传感装置。它由两套性能相同的信号耦合器、信号传输单元、滤波器、放大器以及一个方向判断器组成。信号耦合器通过信号传输单元与滤波器和放大器连接，两个放大器分别同方向判断器连接。信号耦合器包括一个平行电容器和一个检测电阻，平行电容器极板之间的距离为0.5厘米～1.5厘米，电容极板的尺寸为25厘米×15厘米，检测电阻的阻值为450欧～550欧；信号传输单元是长度为1米～2米，输入阻抗为50欧的电缆；放大器的输入阻抗为50欧，放大器的增益为35分贝～50分贝。该装置抗电磁干扰能力强、灵敏度高，使用方便、安全可靠。
文档编号G01R31/00GK2758782SQ20042000998
公开日2006年2月15日 申请日期2004年12月22日 优先权日2004年12月22日
发明者王伟, 李成榕, 程养春, 王景春, 刘栋, 丁立健, 屠幼萍 申请人:华北电力大学(北京)
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