便携式发电机局部放电监测系统方案
便地实现PD各基本参数和各统计参数的测量计算，以及各类数据的分析处理，而且还便于扩展其他功能和巡回测量多台设备。
5. 系统结构原理
系统的总体结构图如图1所示：
发电机中性点传感器ABC发电机数字I/O取样单元信号调理模块控制信号采集卡便携式计算机电源外接电源控制供电模块触发模块
图1 系统总体结构框图
从图1中可以看出，发电机局部放电监测系统由以下硬件部分组成： ? ? ?
传感器
高速数据采集及调理单元 便携式计算机
软件部分：采集软件，数据库软件，计算分析软件。
5.1系统硬件
硬件电路主要是要实现信号的实时采集，获取有效的局部放电信息，使整个系统稳定可靠工作。硬件部分按照其功能共分为以下几个模块：传感器，端子箱、高速数据采集及调理单元、便携式计算机。
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便携式发电机局部放电监测系统方案
固定安装部分便携式部分1#发电机传感器同轴电缆1#端子箱高速数据采集及调理单元便携式计算机2#发电机传感器同轴电缆2#端子箱9#发电机传感器同轴电缆9#端子箱??
图2 发电机局部放电监测系统硬件结构示意图
硬件电路主要是要实现信号的实时采集，获取有效的局部放电信息，使整个系统稳定，可靠地工作。硬件部分按照其功能共分为一下几个模块：传感器，高速数据采集及调理单元，便携式计算机。
1）传感器
在发电机的中性点处，安装一只高频罗高夫斯基局放传感器，耦合从发电机内部传出来的高频局部放电信号，同时隔离工频高压。高频罗高夫斯基局放传感器采用钳形开口方式套接于发电机中性点上，耦合中性点上流动的高频脉冲电流信号，此信号即局部放电的脉冲信号，将其输入高频数据采集单元，进行信号采集。高频罗高夫斯基局放传感器采用高频罗高夫斯线圈原理制成，要求有足够灵敏度和适当的频率响应。
该中性点高频局放传感器采用钳式结构设计，铝制材料，外表采用氧化工艺处理，接口是防水接头。安装时可将传感器自连接处分开，如图3所示。
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传感器外壳 链接锁扣 信号接口 图3 中性点高频局放电流传感器
2）高速采集及调理单元
该单元由辅助电路及高速数据采集模块组成。
图4高速采集及调理单元
辅助电路：用于提取放电相位信息，测量系统自检及电源控制。对于局部放电信息，除了幅度大小之外，放电发生时刻对应的工频电压的相位也是重要信息。这信息是从PT（互感器）上提取工频电压，经隔离、分压，变换为过零脉冲，输送到FPGA采集模块，作为采集放电信号的触发信号。
信号调理电路：包括高频转换开关，滤波电路，放大电路，衰减电路，以便对信号进行的处理。
自检电路：是为了检查测量系统是否能正常工作。将机内产生的尖脉冲信号接
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入监测系统的输入端，用来代替局部放电信号。若系统反映正常，就可以投入正式测量。
高速数据采集模块：采用基于以太网数据传输的100MPS高速数据采集模块来实现模拟信号的采集。系统将信号调理集成于一体，包括高频转换开关，滤波电路，放大电路。
FPGA采集模块主要参数如下：
? 两路12位的模拟输入通道 ? 两路同步，单端接地方式 ? 100MHz的模拟输入带宽可选 ? 100MS/s单次采样率 ? 每通道4MB的采样深度 ? 50Ω和1MΩ可选的输入阻抗
6）便携式计算机
配置：2.4G 双核I350CPU/320G硬盘/2G内存或以上。
5.2 系统软件
系统软件实现：对局部放电信号的数据采集，局放数据的分析、处理及存贮，对局部放电的谱图显示，对历史局放状况的查询等功能。本软件力图实现局部放电测量过程的可视化，简化工作人员操作，用户也可以通过手动操作，实现查询、分析等更多功能。
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便携式计算机数据分析计算计算NQN数据保存三维谱图工频周期图结果显示数据采集脉冲特征分析数据处理阀值计算数字滤波开窗技术 Qm值值计算平均放电量等Q-N图Q-φ图N-φ图趋势图图5软件总体结构框图
5.2.1 采集软件
本局部放电监测控制软件是采用LabVIEW图形编辑软件编制而成。该软件在编写控制面板方面具有强大的功能。
软件主要功能如下：
◇ 对多组发电机局部放电信号的数据采集；
◇ 对局放信号进行滤波（FIR或IIR），脉冲特征分析，相位开窗，设置阈值等抗干扰功能；
◇ 参数设置：如采集速率、采集通道的选择及程控放大倍数的选取等； ◇ 采集程序分自动和手动，可由用户设置。
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