一种用于气体绝缘变电站局部放电检测的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统气体绝缘变电站技术领域，尤其涉及一种用于气体绝缘变电站局部放电检测的装置。
【背景技术】
[0002]随着SF6气体绝缘组合电器(Gas Insulated Substat1n，GIS)在电力系统中重要性的提高，其是否正常运转已经影响到整个电力系统的安全和稳定。为保证气体绝缘变电站长期可靠运行，对气体绝缘变电站进行在线监测能让我们及时了解和掌握气体绝缘变电站的运行状态。其中，超高频传感检测法由于具有高灵敏度等诸多优点被广泛应用于对气体绝缘变电站局部放电的在线监测中。超高频传感器作为超高频传感检测法中的重要部件，其性能将直接影响监测结果，但由于气体绝缘变电站运行现场电磁干扰问题，当前的超高频传感器普遍存在抗电磁干扰能力差，灵敏度低等问题，导致对气体绝缘变电站局部放电信号捕捉不准确。
【发明内容】
[0003]针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于气体绝缘变电站局部放电检测的装置，该装置应用锁相放大技术，能够提取出淹没于大量噪声中的局部放电信号，具有宽频带、低噪声、高灵敏度及大动态范围的检测功能，进而提高气体绝缘变电站局部放电系统的性能。
[0004]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
一种用于气体绝缘变电站局部放电检测的装置，包括探头-天线、局部放电信号处理单元、参考信号处理单元和锁相放大单元；
所述探头-天线分别与局部放电信号处理单元输入端和参考信号处理单元输入端电连接，用于将工频信号及气体绝缘变电站内部局部放电信号引出；
所述局部放电信号处理单元用于接收探头-天线引出的气体绝缘变电站内部局部放电信号，并对其进行放大、滤波及降频后输出局部放电通道信号到锁相放大单元；
所述参考信号处理单元用于接收探头-天线引出的工频信号，并对其进行移相、方波驱动后输出参考通道信号到锁相放大单元；
所述锁相放大单元输入端分别与局部放电信号处理单元输出端和参考信号处理单元输出端电连接，用于对局部放电通道信号和参考通道信号进行相关运算，获得直流分量的气体绝缘变电站局部放电信号；
所述局部放电信号处理单元包括放大单元、滤波单元及微波检波单元，所述放大单元输入端与探头-天线电连接，输出端与滤波单元输入端电连接，用于对探头-天线输出的局部放电信号进行放大，并将放大后的信号输出到滤波单元;所述滤波单元输出端与微波检波单元输入端电连接，用于对放大后的局部放电信号进行滤波，滤除干扰信号，并将滤波后的信号输出到微波检波单元;所述微波检波单元输出端与锁相放大单元输入端电连接，用于降低滤波后信号的频率，生成局部放电通道信号，输出到锁相放大单元；
所述锁相放大单元包括模拟乘法器及低通滤波器，所述模拟乘法器的输入端与微波检波单元及方波驱动单元电连接，输出端与低通滤波器电连接，用于对局部放电通道信号与参考通道信号进行乘法运算，并将运算结果输出到低通滤波器;所述低通滤波器输出端外接计算机，用于将运算后的交流信号滤除，获得直流分量的气体绝缘变电站局部放电信号，输出到外接计算机。
[0005]特别地，所述参考信号处理单元包括移相单元及方波驱动单元，所述移相单元输入端与探头-天线电连接，输出端与方波驱动单元输入端电连接，用于对探头-天线输出的交流电信号进行移相处理，保证局部放电通道信号和参考通道信号相位相同；所述方波驱动单元输出端与锁相放大单元输入端电连接，用于将移相后的交流电信号转变成方波，生成参考通道信号，输出到锁相放大单元。
[0006]特别地，所述方波驱动单元将移相后的交流电信号转变成占空比为50%的方波。
[0007]特别地，所述移相单元采用RC移相电路。
[0008]特别地，所述放大单元采用放大器芯片型号为PC8211。
[0009]特别地，所述微波检波单元采用微波检波芯片型号为AD8。
[0010]特别地，所述探头-天线采用外置探头-天线。
[0011]本发明提出的用于气体绝缘变电站局部放电检测的装置，探头-天线采集工频信号及气体绝缘变电站运行现场的局部放电信号，经局部放电信号处理单元进行放大、滤波及降频后输出局部放电通道信号到锁相放大单元，与探头-天线采集的工频信号经参考信号处理单元输出的参考通道信号进行相关运算，获得直流分量的气体绝缘变电站局部放电信号，输出到外接计算机，从而将深埋于大量不相关噪声中的微弱局部放电信号检测出来，该装置具有宽频带、低噪声、高灵敏度及大动态范围的检测功能，可进一步提高气体绝缘变电站局部放电系统的性能。
【附图说明】
[0012]图1是本发明实施例提供的用于气体绝缘变电站局部放电检测的装置结构框图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0014]请参照图1所示，图1是本发明实施例提供的用于气体绝缘变电站局部放电检测的装置的结构框图。
[0015]本实施例中用于气体绝缘变电站局部放电检测的装置具体包括:探头-天线101、局部放电信号处理单元102、参考信号处理单元103和锁相放大单元104。
[0016]所述探头-天线101输出端与局部放电信号处理单元102、参考信号处理单元103电连接，分别采集气体绝缘变电站运行现场的局部放电信号输出到局部放电信号处理单元102和采集特定频率的工频信号输出到参考信号处理单元103。超高频传感法采用的探头-天线有两类，一类安装于气体绝缘变电站内部，另一类采用外部探头-天线，本实施例中采用外部探头-天线，它不改变气体绝缘变电站内部电场分布，不影响系统的密封性，同时移动方便，能够完成对气体绝缘变电站运行现场的局部放电信号的采集。
[0017]所述局部放电信号处理单元102具体包括放大单元1021、滤波单元1022和微波检波单元1023。所述放大单元1021输入端与探头-天线101电连接，输出端与滤波单元1022输入端电连接;所述滤波单元1022输出端与微波检波单元1023输入端电连接;所述微波检波单元1023输出端与锁相放大单元104输入端电连接。
[0018]基于气体绝缘变电站的特殊结构，因故障产生的超高频脉冲电磁波的频域十分丰富(300MHZ-3GHZ)，且微弱的脉冲信号被淹没在大量的噪声中，为了便于对微弱的脉冲局部放电信号进行相关的检波处理，必须对其进行适当的放大，本实施例中，所述放大单元1021对探头-天线101输出的局部放电信号进行放大，并将放大后的信号输出到滤波单元1022。其中，采用放大器芯片型号为PC8211。
[0019]气体绝缘变电站运行现场，干扰源多且干扰信号幅值大，存在局部放电信号提取难度大的问题，本实施例中，所述滤波单元1022对放大后的局部放电信号进行滤波，将空气中大量的电晕等干扰信号滤出，并将滤波后的信号输出到微波检波单元1023，便于后面的检波处理。为了能够与天线-探头101结合起来使用，有效去除低频干扰，滤波单元1022采用高通滤波器。
[0020]气体绝缘变电站放电类型通常是有局部