一种高压变频电机阶梯式变频局部放电在线监测方法及装置与流程

本发明涉及高压变频电机的工作领域，特别涉及一种高压变频电机阶梯式变频局部放电在线监测方法及装置。

背景技术：

1、由于现代检测技术的发展，通过对电气设备局部放电所产生的电磁波、声波、光波、温度等物理量的检测，并对这些监测信息进行处理和综合分析，同时根据其数值的大小和变化趋势，可预测出绝缘劣化发展趋势，实现设备在运行状态下连续的监测与分析，目前主要运用的方案如下：温度测量法；接地线电流法；局部放电检测法。

2、目前主要采用的方法中，温度监测法可以反映出绝缘状态，但此种方法无法反映出绝缘劣化的初期发展趋势及劣化过程，该方法更多地是反映电气设备老化的结果，无法对设备的老化过程进行有效检测；而接地线电流法可初步判断为电气设备绝缘的劣化所致，该方法比较适合对单点接地的电气设备进行绝缘在线检测，此技术可靠性较差并且无法检测出绝缘的初期故障，两种方法都无法监测出初期故障并形成趋势分析，对于设备的运行状态是严重缺失点。

3、本发明专利中主要针对的技术问题为高压变频电机的运行成阶梯式的改变频率应用场景，高压变频电机会在某些固定频率下，例如25hz、34hz、45hz稳定运行20分钟及以上，其中涉及到主要的两个技术难点如下：

4、难点一：高压变频电机运行频率不断变化，原有的定频电机采用三颗emc耦合器进行监测的技术很难获取局部放电状态同步信号并完成准确测量，而针对高压变频电机应用场景里创新的增加了第四颗同步电容分压耦合器，主要用于获取高压变频电机的运行频率，作为同步参考信号，用于确定局部放电所发生相位，根据现场被测高压变频电机运行转速的不同情况，统计出不同转速时的各自工作时间数据及规律，根据转速规律及其稳定时间，在此稳定时间范围内触发采集机制并有效获取到相关局部放电的高频脉冲信号要求，从而实现了持续获取目标信号的目的。

5、难点二：高压变频电机内部由于变频产生的高次谐波对需要采集的局部放电信号的干扰，在增加第四颗耦合器的基础上，创新的利用了滤波器技术，根据高压变频电机的实际情况，可选用不同频率的滤波器，例如500khz、1mhz、2mhz、5mhz、10mhz、20mhz，通过使用示波器对其干扰信号测量后，匹配选定滤波器规格；通过比对分析滤波器对干扰信号的抑制效果，从而找出针对不同高压变频电机最适合的滤波器并固定安装，最终实现持续获取有效数据。

6、解决这两个主要技术难点的创新措施在业界实属技术突破，具有此场景科技创新的重要意义，后继将对此高压变频电机的相关数据积累后做进一步的局部放电状态评估，并实现长期的趋势监测。

7、因此，提出一种高压变频电机阶梯式变频局部放电在线监测方法及装置来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种高压变频电机阶梯式变频局部放电在线监测方法及装置，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种高压变频电机阶梯式变频局部放电在线监测方法，所述包括以下操作步骤：

4、s1：高压变频电机局部放电监测系统的搭建：高压变频电机、变频器、分压同步参考信号耦合器、接线盒、电容耦合器、终端箱、滤波器、局放采集装置、网络交换机、系统服务器、显示器、专用信号传输电缆、同轴电缆、双绞线、网线；

5、s2：耦合器的安装：在高压变频电机电源接线盒内三相高压侧各安装一颗电容耦合器，另外在三相中的任意一相高压侧接线柱上，加装一颗分压同步参考信号耦合器，加装的这颗分压同步参考信号耦合器，作为高压变频电机的专用同步分压参考信号耦合器；

6、s3：电容耦合器的信号输出：电容耦合器的输出端采用专用信号传输电缆将电容耦合器连接到终端箱，终端箱输出的信号通过同轴电缆与滤波器连接，然后再与局放采集装置相连；

7、s4：分压同步参考信号耦合器的信号输出：分压同步参考信号耦合器的输出端通过双绞线连接到接线盒，再接入终端箱，再从终端箱通过同轴电缆与局放采集装置的同步信号端口相连，局放采集装置的输出信号用网线连接到系统服务器，实现局部放电数据在线监测。

8、优选的，所述步骤s1中，分压同步参考信号耦合器和电容耦合器均为emc耦合器，局放采集装置为局部放电监测主机pdtracⅱ，系统服务器为局部放电数据采集分析工作站。

9、优选的，所述步骤s2和s3中，所述高压变频电机每相绕组安装的采集信号的电容耦合器和分压同步参考信号耦合器，根据高压变频电机局部放电信号与系统噪音信号的波形衰减变化不同进行区分。

10、优选的，所述滤波器用于抑制高次谐波对采集的局部放电信号的干扰，进行滤波器的安装前，实用示波器对高压变频电机的干扰信号进行测量，根据测量数据匹配选定对干扰信号的抑制效果最好的滤波器进行固定安装。

11、一种高压变频电机阶梯式变频局部放电在线监测装置，应用于一种高压变频电机阶梯式变频局部放电在线监测方法，包括高压变频电机、变频器、分压同步参考信号耦合器、接线盒、电容耦合器、终端箱、滤波器、局放采集装置、网络交换机、系统服务器、显示器、专用信号传输电缆、同轴电缆、双绞线、网线，所述局放采集装置包括软件pdtracpro、数据查看软件pdview和中文软件在线安装。

12、优选的，一个所述高压变频电机安装有三颗所述电容耦合器和一颗同步分压参考信号耦合器，所述电容耦合器安装在所述高压变频电机的接线盒内三相的高压侧，所述同步分压参考信号耦合器安装在所述高压变频电机内三相中的任意一相高压侧接线柱上。

13、优选的，所述电容耦合器的输出端通过专用信号传输电缆与终端箱的输入端电性连接，所述终端箱的输出端通过同轴电缆与滤波器和局放采集装置的输入端电性连接，所述同步分压参考信号耦合器的输出端通过双绞线与接线盒的输入端电性连接，所述接线盒的输出端与终端箱的输入端电性连接，所述终端箱的输出端通过同轴电缆与局放采集装置的同步信号端口相连，所述局放采集装置的输出端通过网线与系统服务器电性连接。

14、优选的，所述局放采集装置用于局放qm趋势分析、预警次数统计、相位分析、分析报告、故障诊断报告，其中：

15、局放qm趋势分析：基于日、月、年为选项进行趋势分析，用于逐步选择对某一台高压变频电机的某一相来选择生成趋势图，在选择上更加多样化，趋势分析更加细化，得到的结果也更可靠；

16、预警次数统计：用于查询自己选择时间范围内各机组各相的预警次数，用于在整体上观察高压变频电机在选择范围内的绝缘情况，对高压变频电机的运行状态进行了解；

17、相位分析：数据查看软件pdview有局放数据的相位分析功能，用于将主机采集到的信号在线进行相位分析，显示3d数据，用于提高局放分析的准确性与便捷性；

18、分析报告：软件pdtracpro根据数据进行分析，用于提供专业模板并生成并打印报告，打印报告包括：监测报告和故障诊断报告，用于人为选择时间跨度，生成相应时间跨度内的监测报告，打印报告的内容包括主机所有监测的信息，包括局放幅值趋势、局放次数、相位分析；

19、故障诊断报告：根据相位分析和分析报告，对所选时间跨度内的局放数据进行故障诊断，用于显示故障的基本类型，用于提示帮助现场工作人员快速做出反应，减少相关损失。

20、有益效果

21、与现有技术相比，本发明提供了一种高压变频电机阶梯式变频局部放电在线监测方法及装置，具备以下有益效果：

22、1、该高压变频电机阶梯式变频局部放电在线监测方法及装置，具有实时在线监测的功能，可以实时查看各个高压变频电机的qm最大值情况，便于运维人员查看各个机组最近24小时的qm幅值，是否处于正常状态，如果发现偏高，需要通过数据查询功能，去定位qm值最高发生的相位。

23、2、该高压变频电机阶梯式变频局部放电在线监测方法及装置，可按高压变频电机和测量类型，进行高压变频电机运行的数据查询，还可以基于qm曲线图及预警次数进行高压变频电机运行状态的分析，通过诊断报告，可以对数据进行自动分析，根据建立数学模型，理清各数据间的关联关系，推断原理和方法，进行科学的计算，才能较为准确的判断机组局放状态，通过分析当前高压变频电机组局放情况，来综合判断机组局放状态。