本發明涉及放電測試系統技術領域，更具體的涉及一種特高壓輸變電設備直流局部放電測試系統及方法。

背景技術：

隨著特高壓直流工程建設的發展，換流變的絕緣結構變得越來越復雜。根據GB7354-2003、IEC60076和IEC60270標準換流變在生產制造廠已進行了相應的絕緣試驗和考核，但換流變經過運輸和現場安裝后，在換流站內缺乏考核手段，目前僅只能進行直流泄漏電流試驗，而這種試驗是在宏觀上的考核，換流變閥側絕緣狀況得不到真實的反映，因此，其可靠性、安全性得不到保證。

局部放電是檢測電器設備絕緣最為有效的手段，然而現在卻沒有適用于現場使用的直流局部放電測試裝置和設備。因此需要通過開展特高壓直流局部放電試驗的研究，研制出適用于現場使用、具有自主知識產權的直流局部放電測量設備和電測量方法，滿足特高壓直流工程運行和維護的需要。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種特高壓輸變電設備直流局部放電測試系統及方法，用以解決現有技術中存在目前放電測試系統僅只能進行直流泄漏電流試驗存在的可靠性、安全性得不到保證的問題。

本發明提供的技術方案是：

一種特高壓輸變電設備直流局部放電測試系統，包括直流局部放電測量模塊、局部放電測量用直流高電壓發生器模塊、局部放電測量用無局放和局放耦合模塊，所述直流局部放電測量模塊與局部放電測量用直流高電壓發生器模塊電性連接；所述直流局部放電測量模塊與局部放電測量用無局放和局放耦合模塊電性連接。

優選的，所述直流局部放電測量模塊，包括如下器件：檢測阻抗、程控放大器、程控濾波器、兩個A/D、CPLD芯片、FIFO存儲芯片、工控機和顯示存儲打印機，局放信號經檢測阻抗接收后，由程控放大器進行程控放大，再由程控濾波器進行程控濾波，然后信號通過第一個所述A/D進行電流轉化，通過第一個所述A/D的電流轉化后傳輸給所述CPLD芯片和所述FIFO存儲芯片組成的硬件流水線以第一個所述A/D采樣的速度同步高速運行，然后通過所述工控機的windows平臺上的大容量存儲器來緩存從所述FIFO存儲芯片中讀進來的局部放電數據，最后進行所述顯示存儲打印，所述零標信號負責給所述CPLD芯片提供標準的樣本信號，所述CPLD芯片處理的信號可以循環進行給所述程控放大器、所述程控濾波器和第一個所述A/D的處理，所述CPLD芯片處理的信號循環到第二個所述A/D后通過所述試驗電壓對比后反饋給所述CPLD芯片進行處理。

優選的，局部放電測量用無局放和局放耦合模塊，包括如下器件：高頻加壓電源、無局放電阻分壓器、雙耦合電容器、電感，雙耦合電容器、電感并行連接，而后與無局放電阻分壓器、高頻加壓電源連接，構成局部放電測量用無局放和局放耦合模塊。

本發明還提供了一種特高壓輸變電設備直流局部放電測試方法，由局部放電測量用直流高電壓發生器模塊為直流局部放電測量模塊提供局放信號，局放信號經直流局部放電測量模塊與零標信號進行比對處理，獲得局部放電數據并進行顯示存儲打印，直流局部放電測量模塊對處理中的局部放電數據進行循環處理并與局部放電測量用無局放和局放耦合模塊輸出的試驗電壓對比后進行反饋處理。

優選的，所述局部放電測量用直流高電壓發生器模塊的實現方法為：第一，適用于局部放電測量用直流高電壓發生器模塊的參數指標：輸出電壓：±1200kV，輸出電流：10mA，輸出電壓紋波：<0.5％，電壓穩定性：0.50％，電壓調節度：0.1％和整體局放水平：<1000pC；第二，依據局部放電測量用直流高電壓發生器模塊的實際參數、電源的頻率，在加壓方式上，采用低壓側2～20kHz并結合直流局部放電測量模塊的數字處理的方法，確定局部放電測量用直流高電壓發生器模塊的低壓最佳頻率段。

優選的，所述局部放電測量用無局放和局放耦合模塊的實現方法為：第一，選用直流±1200kV無局放電阻分壓器達到無局放的水平，具體指標為：分壓器變化：12000：1，分壓整體電阻：<3000MΩ，分壓器精度：0.5％和分壓器局放水平：<100pC；第二，所述局放耦合裝置采用雙耦合電容器加電感方式，組成Π型濾波回路，一方面隔阻電源側發生局部放電，另一方面濾除由于高頻加壓電源所產生的干擾，同時，利用試品側的雙耦合電容器來耦合被測設備所產生的局部放電信號，具體指標為：耦合電容器：2×1000pF/±1200kV，阻波電感量：5～10mH和阻波電感流通能力為：1A。

優選的，局放信號經檢測阻抗接收后，由程控放大器進行程控放大，再由程控濾波器進行程控濾波，然后信號通過第一個所述A/D進行電流轉化，通過第一個所述A/D的電流轉化后傳輸給所述CPLD芯片和所述FIFO存儲芯片組成的硬件流水線以第一個所述A/D采樣的速度同步高速運行，然后通過所述工控機的windows平臺上的大容量存儲器來緩存從所述FIFO存儲芯片中讀進來的局部放電數據，最后進行所述顯示存儲打印，所述零標信號負責給所述CPLD芯片提供標準的樣本信號，所述CPLD芯片處理的信號可以循環進行給所述程控放大器、所述程控濾波器和第一個所述A/D的處理，所述CPLD芯片處理的信號循環到第二個所述A/D后通過所述試驗電壓對比后反饋給所述CPLD芯片進行處理。

在本發明中，該特高壓輸變電設備直流局部放電測試系統采用通用PC總線接口、大容量CPLD芯片控制采樣通訊的一種高集成度、成本較低的先進技術，從而降低設備成本、有利于大規模推廣使用。同時利用數字信號處理技術，對直流下局部放電進行準確的分析和統計、進一步完善局部放電測試系統的抗干擾能力和分析模式。根據直流局部放電測量的特點，為達到長時間連續不間斷存儲分析局部放電數據的目的，本發明采用兩大核心技術：硬件流水線和大緩存軟件數據處理。在所述系統中，利用CPLD芯片和FIFO存儲芯片組成的硬件流水線以A/D采樣的速度同步高速運行，保證硬件系統能夠在保留了局部放電的主要波形數據的基礎上邊高速采樣邊讀數，為實現長時間連續不間斷存儲分析局部放電數據。大緩存軟件數據處理技術主要是軟件處理技術，是利用windows平臺大容量存儲器來緩存從FIFO存儲芯片中讀進來的局部放電數據，從而滿足后續處理的需要。軟件是運行在windows平臺下，充分運用操作系統多任務分時處理特性，創建多個進程完成大流量的取數、傳數、處理、顯示等數據處理流程，從而達到長時間連續不間斷存儲分析局部放電數據的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種特高壓輸變電設備直流局部放電測試系統組成示意圖；

圖2為本發明實施例提供的直流局部放電測量模塊原理示意圖。

具體實施方式

一種特高壓輸變電設備直流局部放電測試系統，包括直流局部放電測量模塊、局部放電測量用直流高電壓發生器模塊、局部放電測量用無局放和局放耦合模塊，所述直流局部放電測量模塊與局部放電測量用直流高電壓發生器模塊電性連接；所述直流局部放電測量模塊與局部放電測量用無局放和局放耦合模塊電性連接。

所述直流局部放電測量模塊，包括如下器件：檢測阻抗、程控放大器、程控濾波器、兩個A/D、CPLD芯片、FIFO存儲芯片、工控機和顯示存儲打印機，局放信號經檢測阻抗接收后，由程控放大器進行程控放大，再由程控濾波器進行程控濾波，然后信號通過第一個所述A/D進行電流轉化，通過第一個所述A/D的電流轉化后傳輸給所述CPLD芯片和所述FIFO存儲芯片組成的硬件流水線以第一個所述A/D采樣的速度同步高速運行，然后通過所述工控機的windows平臺上的大容量存儲器來緩存從所述FIFO存儲芯片中讀進來的局部放電數據，最后進行所述顯示存儲打印，所述零標信號負責給所述CPLD芯片提供標準的樣本信號，所述CPLD芯片處理的信號可以循環進行給所述程控放大器、所述程控濾波器和第一個所述A/D的處理，所述CPLD芯片處理的信號循環到第二個所述A/D后通過所述試驗電壓對比后反饋給所述CPLD芯片進行處理。

所述局部放電測量用無局放和局放耦合模塊，包括如下器件：高頻加壓電源、無局放電阻分壓器、雙耦合電容器、電感，所述雙耦合電容器和電感并行連接，而后與無局放電阻分壓器、高頻加壓電源連接，構成局部放電測量用無局放和局放耦合模塊。

一種特高壓輸變電設備直流局部放電測試方法，通過局部放電測量用直流高電壓發生器模塊為直流局部放電測量模塊提供局放信號，局放信號經直流局部放電測量模塊與零標信號進行比對處理，獲得局部放電數據并進行顯示存儲打印，直流局部放電測量模塊對處理中的局部放電數據進行循環處理并與局部放電測量用無局放和局放耦合模塊輸出的試驗電壓對比后進行反饋處理。

所述局部放電測量用直流高電壓發生器模塊的實現方法為：第一，適用于局部放電測量用直流高電壓發生器模塊的參數指標：輸出電壓：±1200kV，輸出電流：10mA，輸出電壓紋波：<0.5％，電壓穩定性：0.50％，電壓調節度：0.1％和整體局放水平：<1000pC；第二，依據局部放電測量用直流高電壓發生器模塊的實際參數、電源的頻率，在加壓方式上，采用低壓側2～20kHz并結合直流局部放電測量模塊的數字處理的方法，確定局部放電測量用直流高電壓發生器模塊的低壓最佳頻率段。

所述局部放電測量用無局放和局放耦合模塊的實現方法為：第一，選用直流±1200kV無局放電阻分壓器達到無局放的水平，具體指標為：分壓器變化：12000：1，分壓整體電阻：<3000MΩ，分壓器精度：0.5％和分壓器局放水平：<100pC；第二，所述局放耦合裝置采用雙耦合電容器加電感方式，組成Π型濾波回路，一方面隔阻電源側發生局部放電，另一方面濾除由于高頻加壓電源所產生的干擾，同時，利用試品側的雙耦合電容器來耦合被測設備所產生的局部放電信號，具體指標為：耦合電容器：2×1000pF/±1200kV，阻波電感量：5～10mH和阻波電感流通能力為：1A。

局放信號經檢測阻抗接收后，由程控放大器進行程控放大，再由程控濾波器進行程控濾波，然后信號通過第一個所述A/D進行電流轉化，通過第一個所述A/D的電流轉化后傳輸給所述CPLD芯片和所述FIFO存儲芯片組成的硬件流水線以第一個所述A/D采樣的速度同步高速運行，然后通過所述工控機的windows平臺上的大容量存儲器來緩存從所述FIFO存儲芯片中讀進來的局部放電數據，最后進行所述顯示存儲打印，所述零標信號負責給所述CPLD芯片提供標準的樣本信號，所述CPLD芯片處理的信號可以循環進行給所述程控放大器、所述程控濾波器和第一個所述A/D的處理，所述CPLD芯片處理的信號循環到第二個所述A/D后通過所述試驗電壓對比后反饋給所述CPLD芯片進行處理。

該特高壓輸變電設備直流局部放電測試系統采用通用PC總線接口、大容量CPLD芯片控制采樣通訊的一種高集成度、成本較低的先進技術，從而降低設備成本、有利于大規模推廣使用。同時利用數字信號處理技術，對直流下局部放電進行準確的分析和統計、進一步完善局部放電測試系統的抗干擾能力和分析模式。根據直流局部放電測量的特點，為達到長時間連續不間斷存儲分析局部放電數據的目的，本發明采用兩大核心技術：硬件流水線和大緩存軟件數據處理。在所述系統中，利用CPLD芯片和FIFO存儲芯片組成的硬件流水線以A/D采樣的速度同步高速運行，保證硬件系統能夠在保留了局部放電的主要波形數據的基礎上邊高速采樣邊讀數，為實現長時間連續不間斷存儲分析局部放電數據。大緩存軟件數據處理技術主要是軟件處理技術，是利用windows平臺大容量存儲器來緩存從FIFO存儲芯片中讀進來的局部放電數據，從而滿足后續處理的需要。軟件是運行在windows平臺下，充分運用操作系統多任務分時處理特性，創建多個進程完成大流量的取數、傳數、處理、顯示等數據處理流程，從而達到長時間連續不間斷存儲分析局部放電數據的目的。

盡管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。