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变压器局部放电在线监测信号中的电磁干扰及抑制

/?? 2014年02月19日 ?? 收藏0
一、简介

广义的电磁干扰除了包括与局放信号一起通过电流传感器进入监测系统的干扰以外,还包括影响监测系统本身的干扰,诸如接地、屏蔽、以及电路处理不当所造成的干扰等,后者可通过改进系统设计、合理选择电路和元器件、提高系统制作水平等加以解决。现场电磁干扰特指前者,是研究重点。它可分为连续的周期型干扰、脉冲型干扰和白噪声。周期型干扰包括系统高次谐波、载波通讯以及无线电通讯等。脉冲型干扰分为周期脉冲型干扰和随机脉冲型干扰。周期脉冲型干扰主要由电力电子器件动作产生的高频涌流引起。随机脉冲型干扰包括高压线路上的电晕放电、其他电气设备产生的局部放电、分接开关动作产生的放电、电机工作产生的电弧放电、接触不良产生的悬浮电位放电等。白噪声包括线圈热噪声、地网的噪声和动力电源线以及变压器继电保护信号线路中耦合进入的各种噪声等。

电磁干扰一般通过空间直接耦合和线路传导两种方式进入测量点。测量点不同,干扰耦合路径会不同,对测量的影响也不同;测量点不同,干扰种类、强度也不相同。

变压器局放监测点选取的原则是局放信号强度大、信噪比高,且测量简便。主要有外壳接地线和套管末屏接地线,有的还选择中性点接地线、铁心接地线和高压出线端等。有时为了抑制干扰,还从变压器动力电源线处测量参考的干扰信号。由于中性点和高压出线端安装传感器较为不便,且有的变压器铁心内部接地,故监测系统多选择外壳和套管末屏接地线作为测量点。

二、常用的抑制方法

干扰的抑制总是从干扰源、干扰途径、信号后处理三方面考虑。找出干扰源直接消除或切断相应的干扰路径,是解决干扰最有效最根本的方法,但要求详细分析干扰源和干扰途径,且一般不允许改变原有的变压器运行方式,因此在这两方面所能采取的措施总是很有限。对于经电流传感器耦合进入监测系统的各种干扰,采取各种信号处理技术加以抑制。一般从以下几方面区分局放信号和干扰信号;工频相位、频谱、脉冲幅度和幅度分布、信号极性、重复率和物理位置等,并据此提出了大量的抗干扰技术。

在抗干扰技术中有两种不同的思路:一种是基于窄带(频带一般为10kHz至数10kHz)信号的。它通过合适频带的窄带电流传感器和带通滤波电路拾取信号,躲过各种连续的周期型干扰,提高了测量信号的信噪比。这种方法只适合某一具体的变电站,使用上不方便。此外,由于局部放电信号是一种宽频带脉冲,窄带测量会造成信号波形的失真,不利于后面的数字处理。另一种是基于宽频(频带一般为10至1000kHz)信号的处理方法。检测信号中包含局放的大部分能量和大量的干扰,但信噪比较低。对于这些干扰的处理步骤一般是:a.抑制连续周期型干扰;b.抑制周期型脉冲干扰;c.抑制随机型脉冲干扰。随着数字技术的发展及模式识别方法在局放中的应用,这种处理方法往往能取得较好的效果。

依据上述两种思路,可以获取不同信噪比的检测信号。在后级处理中,很多处理方法是一致的。可归纳为频域处理和时域处理方法。频域方法是利用周期型干扰在频域上离散的特点处理之;而时域处理方法是根据脉冲型干扰在时域上离散的特点处理。有硬件和软件两种实现方式。下面分别介绍。


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