新型局部放電綜合監測分析系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種新型局部放電綜合監測分析系統，其主要技術特點是：包括監測主機、現場信號處理單元、超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器，監測主機通過通訊網絡與多個現場信號處理單元相連接，每個現場信號處理單元與多個超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器相連接，超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器安裝在GIS設備的絕緣監測點上。本實用新型專利技術設計合理，可在不停電狀態下實現110kV及以上GIS設備的局部放電狀態監測與診斷的功能，能夠及時發現設備內部局放隱患并進行準確定位，提高了GIS設備的運行可靠性，縮短了檢修時間、節省了檢修費用，減少了停電帶來的經濟損失。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于電力高壓
，尤其是一種新型局部放電綜合監測分析系統。
技術介紹
隨著上世紀八九十年代金屬封閉式組合電器技術的發展，電網中出現了大量的金屬封閉式組合電器(GIS)設備。這些GIS設備的運行時間已經達到或超過15年以上，由于運行年代已久，GIS設備的各部件存在不同程度的老化，在絕緣性能方面存在極大的安全隱患，因此，電力系統迫切需要對GIS設備的絕緣狀態進行監測以保證電力系統的正常運轉。 目前，對GIS設備進行檢測必須要在停電狀態下進行檢測，存在檢測時間長、檢測費用高等問題，同時給電力用戶帶來不便。
技術實現思路
本技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種檢測速度快、檢測費用低并且能夠在不停電狀態下進行絕緣性能檢測的新型局部放電綜合監測分析系統。本技術解決其技術問題是采取以下技術方案實現的一種新型局部放電綜合監測分析系統，其特征在于包括監測主機、現場信號處理單元、超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器，監測主機通過通訊網絡與多個現場信號處理單元相連接，每個現場信號處理單元與多個超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器相連接，超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器安裝在GIS設備的絕緣監測點上。2、根據權利要求1所述的新型局部放電綜合監測分析系統，其特征在于所述的監測主機為安裝有局部放電診斷軟件的計算機。3、根據權利要求1所述的新型局部放電綜合監測分析系統，其特征在于所述的超高頻/超聲傳感器由天線、匹配電路、對數降頻模塊、低通濾波電路和信號放大電路依次連接構成。4、根據權利要求1所述的新型局部放電綜合監測分析系統，其特征在于所述的現場信號處理單元包括多路開關、高速AD模塊、FPGA、存儲器和DSP，多個超高頻/超聲傳感器輸出的放電信號經多路開關與高速AD模塊相連接，工頻同步傳感器輸出的同步信號與高速AD模塊相連接，高速AD模塊連接到FPGA的I/O接口上，FPGA通過I/O接口與存儲器及DSP相連接，DSP通過網絡通訊接口與通訊網絡相連接。5、根據權利要求4所述的新型局部放電綜合監測分析系統，其特征在于所述的多路開關采用8選1多路開關。本技術的優點和積極效果是1、本系統將超高頻/超聲傳感器、現場信號處理單元及監測主機結合在一起，實現了 IlOkV及以上GIS設備的局部放電狀態監測與診斷的功能，可實時地對正在運行的GIS 設備進行絕緣監測，能夠發現設備內部局放隱患并進行準確定位，使得GIS設備的檢修工作能有計劃地進行，縮短了檢修時間、節省了檢修費用，提高了 GIS設備的運行可靠性。2、本系統可在不停電狀態下及時了解GIS設備的運行狀況，減少了停電帶來的經濟損失。3、本系統的檢測主機利用局部放電診斷軟件將收集的局部放電數據進行轉換，自動生成圖形方式和管理報表等，顯示局部放電位置、數值型和嚴重性，進一步輔助技術人員對GIS設備的絕緣狀態進行診斷分析。附圖說明圖1是本技術的系統連接示意圖；圖2是超高頻/超聲傳感器的電路框圖；圖3是現場信號處理單元的電路框圖。具體實施方式以下結合附圖對本技術實施例做進一步詳述一種新型局部放電綜合監測分析系統，如圖1所示，包括監測主機、現場信號處理單元、超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器，超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器安裝在GIS設備的絕緣監測點上，超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器的輸出端與現場信號處理單元相連接，現場信號處理單元通過通訊網絡與監測主機相連接，通訊網絡可以是以太網或互聯網。本系統中的現場信號處理單元可以有多個，每個現場信號處理單元又可以連接多個超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器，實現同時對多個GIS設備的絕緣監測功能。本系統用于110KV及以上氣體絕緣開關等電氣設備的局部放電狀態監測中，其將超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器安裝在GIS設備外部的合適位置上，用于采集GIS設備的局部放電信號，然后經過現場信號處理單元進行數字化處理并由現場信號處理單元將局部放電數據傳送到監測主機上，通過監測主機上的局部放電診斷軟件對監測到的局部放電數據進行診斷分析，確定局部放電位置、數值和嚴重程度，輔助技術人員對GIS設備的絕緣狀態進行診斷分析。如圖2所示，超高頻/超聲傳感器由天線、匹配電路、對數降頻模塊、低通濾波電路和信號放大電路依次連接構成。天線采用平面螺旋天線中的等臂螺旋天線和阿基米德天線，通過天線接收頻率在500MHz 1500MHz的GIS局部放電脈沖信號或者通過天線接收頻率在15KHz 70KHz的GIS局部放電超聲信號，經過匹配電路進行阻抗匹配后，使天線的輸入阻抗為50歐姆，駐波比小于2，匹配后的信號進入對數降頻模塊，降頻后輸出信號頻率范圍為0 20MHz，降頻后的信號經過低通濾波模塊進行低通濾波，最后由信號放大電路將信號放大后輸出。超高頻/超聲傳感器安裝方式和位置的選擇根據現場GIS設備結構不同(超高頻信號在電氣設備內部不同部位衰減率不同)，合理選擇傳感器安裝點，使電氣設備內部局部放電得以監測，由于UHF信號頻率高，具有很強的穿透性，可以通過絕緣子與金屬法蘭的接縫到達電氣設備外部，因此，一般可在盆式絕緣子外部測量電氣設備內部的UHF 信號。如圖3所示，現場信號處理單元包括多路開關、高速AD模塊、FPGA、存儲器和DSP， 多個超高頻/超聲傳感器輸出的放電信號經多路開關與高速AD模塊相連接，工頻同步傳感器輸出的同步信號與高速AD模塊相連接，在本實施例中，多路開關采用8選1多路開關，多路開關選擇其中一個超高頻/超聲傳感器輸出的放電信號輸入到高速AD模塊中，高速AD 模塊連接到FPGA的I/O接口上，FPGA通過I/O接口與存儲器及DSP相連接，DSP通過網絡通訊接口與通訊網絡相連接并與監測主機進行數據通訊。監測主機為一臺安裝有局部放電診斷軟件的計算機，監測主機安裝在監控室內并經通訊網絡接收現場信號處理單元采集的局部放電數據，局部放電診斷軟件通過動態閾值判斷是否有局放存在，然后分析PRPD譜圖，確定放電信號的頻次、幅值和類型，根據局放信號的放電趨勢判斷放電是否嚴重，給出診斷結果，確定局部放電位置、數值和嚴重程度，輔助技術人員對GIS設備的絕緣狀態進行診斷分析。監測主機內的局部放電診斷軟件還具有以下功能在線實時監測、記錄電氣設備內部局放產生的超高頻信號的幅度，相位等特征信息；提供局部放電歷史數據查詢、分析功能，以便進一步分析和診斷，確定電氣設備局部放電情況；提供Q-Φ-Ν偽彩譜圖，方便維護人員查看分析，為局部放電的模式識別提供依據； 每曰自動數據備份、拒絕刪除功能和數據恢復功能，以便長期保存數據。需要強調的是，本技術所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本技術并不限于具體實施方式中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本技術的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本技術保護的范圍。權利要求1.一種新型局部放電綜合監測分析系統，其特征在于包括監測主機、現場信號處理單元、超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器，監測主機通過通訊網絡與多個現場信號處理單元相連接，每個現場信號處理單元與多個超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器相連接，超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器安裝在Gis設備的絕緣監測點上。2.根據權利要求1所述的新型局部放電本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王榮亮，殷震，冀慧強，李寧，金衛軍，
申請(專利權)人：天津市電力公司，
類型：實用新型
國別省市：