49第1卷 第20期
林少汉
（红相股份有限公司，福建 厦门 361100）
摘要：文章简略阐述了局部放电信号的检测原理，并从整体架构以及功能两方面内容着手明确基于FPGA的电力变 河北人事厅
压器局放在线检测系统的总体设计，同时对其硬件结构和软件结构的详细设计展开了深入探索，旨在为相关工作人
员提供借鉴意义。
关键词：FPGA；电力变压器；局放；在线检测系统
中图分类号：TM407 文献标识码：A 文章编号：2096-6164（2019）20-0049-02
mm自拍针对电力变压器局部放电的在线检测工作能够有效规避电力变压器所出现的各种突发性事故，但从目前
来看，在其系统的设计方面仍存在一定的不利因素，所以有必要对其进行深层次的研究。 1 局部放电信号的检测原理
将多个超声波传感器安装于变压器的周围，这样一来便能通过传感器对变压器内部的超声波信号进行在线采集，在经过相应的信号滤波、放大以及闸门控制之后对其中的有效信号进行提取，通过对其本身所具有的信号统计特性、信号出现频率以及信号幅度的分析进行判断，明确变压器中是否有放电问题。若是超声脉冲幅值超过了原本设定的闸门值，同时还以一定频率出现，便可以判断其变压器中存在放电现象。接下来再从相应的等值声速原理出发对其展开深层次的分析，明确在同一时刻中，各个位置的超声传感器脉冲出现的时间以及所采集到信号的实际强度，并针对不同传感器上同一放电信号波形出现的时间进行识别，进而准确地计算出其中的时间差，通过应用有限元分析方法大略推算出局部放电存在的实际位置，精准进行放电的定位工作。
2 基于FPGA的电力变压器局放在线检测系统2.1 总体设计
2.1.1 整体架构
电力变压器局放在线检测系统整体的架构上，其工作原理主要是指利用传感器对其内部所存在的例如局部放电的超高频信号等特殊信号进行捕捉，在检测完成特殊信号之后，在对其采取相应的措施，使其能够向相应的数字量进行转变，进而促进针对特征信号的检测工作得以顺利进行。2.1.2 功能模块
业务搞上去
在该系统中主要包含以下几个功能模块，笔者将会对其一一进行分析。
其一便是站点管理模块，站点管理模块是电力变压器局部放电检测系统的重要组成部分，其同时是确保系统整体得以正常运行的重要基础条件，站点管理模块的主要功能便是管理相应的采集设备以及采集通道参数等。在该系统中的每一个采集设备都能够实现对于16路传感器数据的采集，若是需要对相应的采集通道参数进行更改，便可以向采集设备中进行UDP等配置数据包的发送。 其二便是局放数据采集处理模块，当正式针对电力变压器局部放电数据展开相应的采集工作的时候，其对于其每秒的采集量有着一定的要求，具体需要其在5条以上，与此同时，在局放数据处理时间方面同样有相应的规定，需要其在0.2 s以内，唯有如此，才能够切实保障系统的吞吐量能够同实际需要相符合。
其三则是局放数据输出模块，从报警等级以及相位等局放信号出发，局部数据分析子模块会通过一系列的运算最终得出相应的报警信息与局放分析结果。除此以外，在局放数据存储子模块中存在历史局放数据以及实时局放数据两方面内容的数据，其中历史局放数据主要包含着在当日内局放缺陷结果以及局放数据的排重最大值以及平均值等。而实时局放数据中则包括最新或者是最近的50组局放数据。
其四便是局放数据查询模块，在该功能模块中能够实现对于单通道以及多通道放电曲线的提供，相关工作人员可以在该功能模块下完成在不同警报等级下对于实际日期警报数据的查询工作以及在一定时
间范围之内和具体采集设备条件下的三维放电图谱、俯视
恩斯特迈尔作者简介：林少汉（1983- ），男，福建厦门人，硕士研究生，工程师，主要从事电力设备检测相关技术研究及检测设备开发方面研究。
产业科技创新 2019，1（20）：49~50Industrial Technology Innovation
产业科技创新 Industrial Technology Innovation
gapdh50Vol.1 No.20
图和右视图以及24 h趋势图等历史数据的查询工作，进而保障相关的实际操作人员可以从具体的实际需求出发进行其所需要数据的查询。
其五则为局放数据导出模块，针对那些已经在数据库中实现存储的局放数据来说，系统可以采取相应的措施，将其导入到Excel表格当中，操作人员需要先对指定的采集通道以及采集设备进行选取，并出相对来说比较科学合理的时间范围，然后再于Excel 表格中实现相应局放数据的导入。
其六便是系统设置模块，该功能模块主要有着管理各个用户实际权限的作用，通常情况下用户是由匿名用户以及管理用户两大类组成的。其中管理用户有着局放采集、删除、增加、修改以及查询等权限，
匿名用户则仅包含局放采集和查询两种权限。强化开展针对用户权限的管理工作，可以在最大限度上减少站点操作出现错误的可能性，进而实现系统整体安全性与有效性的提升。
2.2 详细设计
对于电力变压器来说，若是在运行过程中出现内部故障，或者是面临较为恶劣的环境，其便会受到局部场强过高的负面影响，进而出现局部放电的问题。然而局部放电的出现会对电力变压器的持续平稳运行产生一定的阻碍作用，在严重的情况下，甚至会直接损坏电力变压器，所以对于整体开展的电力变压器检测工作来说，对其局部放电的检测是至关重要的内容，有必要展开深入分析，并对其检测系统进行详细设计。
2.2.1 硬件结构
在硬件结构方面，为了能够实现对于相关噪声干扰的有效抑制，可以适当选择应用硬件滤波技术。不同类型的滤波器有着各不相同的频率阻抗特性，主要包含低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器以及带阻滤波器四种类型。相关工作人员在实际对其进行选用的过程中，要充分考虑其自身的特性以及实际的要求。在滤波电容方面其应当有着自谐振频率高、温度系数小、绝缘好以及耐高压等特点。而在滤波电感方面区需要有着在负载电流范围内不饱和、直流阻抗低以及温度系数小等特点。在选用滤波器的过程中尽可能保障其是对称结构，这样一来才能够实现线路的平衡，对于相应的共模干扰有着良
好的抑制作用。在该系统中，实际安装电力变压器局部放电在线检测系统的现场所存在的干扰源大多为200 MHz以内，所以相关人员务必要综合考虑其实际所具有的方便性以及成本，最终确定了选择使用LC微波滤波器。
2.2.2 软件结构
在软件结构设计方面，电力变压器局部放电在线检测系统主要所采用的是MVC设计模式。整个系统是由Model模型层、控制层以及视图层组成的。具体可从以下几方面内容着手进行分析。
dx4首先，其视图层中包括着局放数据显示模块、站点管理模块以及局放数据查询毛款，其能够对模型层Model以及控制层所发出的指令进行调用，进而提出相应的手段措施，以高效落实显示灯以及数据的查询功能。
其次，在控制层中主要包括局放数据分析模块、局放数据存储模块以及查询模块等等，在视图层经输入提交指令之后，控制层便能够准确地进行针对模型构建的调用。
最后，在Model模型层中存在通信模块以及数据库系统两部分，其能够有效封装相应的设备信息表、通道信息表以及实时数据包等，同时还可以被控制层发出的指令所调用。电力变压器局部放电在线检测既能够将其内部的早期绝缘故障完整地检测出来，进而降低其在后续使用过程中持续恶化的可能性，
还能够实现对于原本压力测试的代替，更加高效地完成对于电力变压器制造以及安装过程中所产生的绝缘缺陷，精准地定位故障，然后结合其实际情况采取妥善的处理措施对缺陷进行针对性地解决。
2.2.3 系统的故障分析功能
在系统的故障分析功能方面，其本身需要做好相应的存储稳态运行数据、实时监控变压器运行状态、形成初步的故障报告等方面内容的工作。对于装置实时数据显示来说，其能够广泛应用于对于各个通道模拟量采样数据的显示上。其中包含着噪声信号的实时值、超声信号的实时值、1路噪声信号的波形以及4路超声信号的波形等等在暂态数据的显示与分析方面，软件为了能够促进分析装置记录故障数据涉及的高效完成，能够显现对于故障时刻电气量实际数据和相应波形的在线，精确地分析计算好变压器放电故障分析过程中所需要的相应电气量，与此同时还有着较为丰富的图形操作功能。
综上所述，优化设计电力变压器局放在线检测系统能够有效提升电力变压器的质量，对于变压器的平稳运行以及高效应用有着积极的促进作用。因此，务必要加强对于该方面的重视，并合理选用相关技术以实现其质量的提升。
参考文献：
[1] 许滋奇，王毅，黄梓亮. 电力变压器局部放电在线监测系
统的研究与设计[J]. 通信电源技术，2018，35（4）：
111-112.
[2] 卓晓冬. 电气设备绝缘系统局部放电检测技术研究[J]. 电
子科技，2019，32（11）：83-86.
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