專利名稱：新型局部放電綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力高壓技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種新型局部放電綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著上世紀(jì)八九十年代金屬封閉式組合電器技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)中出現(xiàn)了大量的金屬封閉式組合電器(GIS)設(shè)備。這些GIS設(shè)備的運(yùn)行時間已經(jīng)達(dá)到或超過15年以上，由于運(yùn)行年代已久，GIS設(shè)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(tǒng)迫切需要對GIS設(shè)備的絕緣狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測以保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 目前，對GIS設(shè)備進(jìn)行檢測必須要在停電狀態(tài)下進(jìn)行檢測，存在檢測時間長、檢測費(fèi)用高等問題，同時給電力用戶帶來不便。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種檢測速度快、檢測費(fèi)用低并且能夠在不停電狀態(tài)下進(jìn)行絕緣性能檢測的新型局部放電綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種新型局部放電綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于包括監(jiān)測主機(jī)、現(xiàn)場信號處理單元、超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器，監(jiān)測主機(jī)通過通訊網(wǎng)絡(luò)與多個現(xiàn)場信號處理單元相連接，每個現(xiàn)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(shè)備的絕緣監(jiān)測點(diǎn)上。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型局部放電綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于所述的監(jiān)測主機(jī)為安裝有局部放電診斷軟件的計(jì)算機(jī)。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型局部放電綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)，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(shù)降頻模塊、低通濾波電路和信號放大電路依次連接構(gòu)成。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型局部放電綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于所述的現(xiàn)場信號處理單元包括多路開關(guān)、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(jīng)多路開關(guān)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，F(xiàn)PGA通過I/O接口與存儲器及DSP相連接，DSP通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口與通訊網(wǎng)絡(luò)相連接。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型局部放電綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于所述的多路開關(guān)采用8選1多路開關(guān)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、本系統(tǒng)將超高頻/超聲傳感器、現(xiàn)場信號處理單元及監(jiān)測主機(jī)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了 IlOkV及以上GIS設(shè)備的局部放電狀態(tài)監(jiān)測與診斷的功能，可實(shí)時地對正在運(yùn)行的GIS 設(shè)備進(jìn)行絕緣監(jiān)測，能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部局放隱患并進(jìn)行準(zhǔn)確定位，使得GIS設(shè)備的檢修工作能有計(jì)劃地進(jìn)行，縮短了檢修時間、節(jié)省了檢修費(fèi)用，提高了 GIS設(shè)備的運(yùn)行可靠性。2、本系統(tǒng)可在不停電狀態(tài)下及時了解GIS設(shè)備的運(yùn)行狀況，減少了停電帶來的經(jīng)濟(jì)損失。3、本系統(tǒng)的檢測主機(jī)利用局部放電診斷軟件將收集的局部放電數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，自動生成圖形方式和管理報表等，顯示局部放電位置、數(shù)值型和嚴(yán)重性，進(jìn)一步輔助技術(shù)人員對GIS設(shè)備的絕緣狀態(tài)進(jìn)行診斷分析。

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)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(xiàn)場信號處理單元的電路框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳述一種新型局部放電綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)，如圖1所示，包括監(jiān)測主機(jī)、現(xiàn)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(shè)備的絕緣監(jiān)測點(diǎn)上，超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器的輸出端與現(xiàn)場信號處理單元相連接，現(xiàn)場信號處理單元通過通訊網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測主機(jī)相連接，通訊網(wǎng)絡(luò)可以是以太網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)。本系統(tǒng)中的現(xiàn)場信號處理單元可以有多個，每個現(xiàn)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(shí)現(xiàn)同時對多個GIS設(shè)備的絕緣監(jiān)測功能。本系統(tǒng)用于110KV及以上氣體絕緣開關(guān)等電氣設(shè)備的局部放電狀態(tài)監(jiān)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(shè)備外部的合適位置上，用于采集GIS設(shè)備的局部放電信號，然后經(jīng)過現(xiàn)場信號處理單元進(jìn)行數(shù)字化處理并由現(xiàn)場信號處理單元將局部放電數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)測主機(jī)上，通過監(jiān)測主機(jī)上的局部放電診斷軟件對監(jiān)測到的局部放電數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷分析，確定局部放電位置、數(shù)值和嚴(yán)重程度，輔助技術(shù)人員對GIS設(shè)備的絕緣狀態(tài)進(jìn)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(shù)降頻模塊、低通濾波電路和信號放大電路依次連接構(gòu)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(jīng)過匹配電路進(jìn)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(jìn)入對數(shù)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(jīng)過低通濾波模塊進(jìn)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(jù)現(xiàn)場GIS設(shè)備結(jié)構(gòu)不同(超高頻信號在電氣設(shè)備內(nèi)部不同部位衰減率不同)，合理選擇傳感器安裝點(diǎn)，使電氣設(shè)備內(nèi)部局部放電得以監(jiān)測，由于UHF信號頻率高，具有很強(qiáng)的穿透性，可以通過絕緣子與金屬法蘭的接縫到達(dá)電氣設(shè)備外部，因此，一般可在盆式絕緣子外部測量電氣設(shè)備內(nèi)部的UHF 信號。如圖3所示，現(xiàn)場信號處理單元包括多路開關(guān)、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(jīng)多路開關(guān)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(shí)施例中，多路開關(guān)采用8選1多路開關(guān)，多路開關(guān)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，F(xiàn)PGA通過I/O接口與存儲器及DSP相連接，DSP通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口與通訊網(wǎng)絡(luò)相連接并與監(jiān)測主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。監(jiān)測主機(jī)為一臺安裝有局部放電診斷軟件的計(jì)算機(jī)，監(jiān)測主機(jī)安裝在監(jiān)控室內(nèi)并經(jīng)通訊網(wǎng)絡(luò)接收現(xiàn)場信號處理單元采集的局部放電數(shù)據(jù)，局部放電診斷軟件通過動態(tài)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(jù)局放信號的放電趨勢判斷放電是否嚴(yán)重，給出診斷結(jié)果，確定局部放電位置、數(shù)值和嚴(yán)重程度，輔助技術(shù)人員對GIS設(shè)備的絕緣狀態(tài)進(jìn)行診斷分析。監(jiān)測主機(jī)內(nèi)的局部放電診斷軟件還具有以下功能在線實(shí)時監(jiān)測、記錄電氣設(shè)備內(nèi)部局放產(chǎn)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(shù)據(jù)查詢、分析功能，以便進(jìn)一步分析和診斷，確定電氣設(shè)備局部放電情況；提供Q-Φ-Ν偽彩譜圖，方便維護(hù)人員查看分析，為局部放電的模式識別提供依據(jù)； 每曰自動數(shù)據(jù)備份、拒絕刪除功能和數(shù)據(jù)恢復(fù)功能，以便長期保存數(shù)據(jù)。需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實(shí)用新型并不限于具體實(shí)施方式
中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種新型局部放電綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于包括監(jiān)測主機(jī)、現(xiàn)場信號處理單元、超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器，監(jiān)測主機(jī)通過通訊網(wǎng)絡(luò)與多個現(xiàn)場信號處理單元相連接，每個現(xiàn)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(shè)備的絕緣監(jiān)測點(diǎn)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型局部放電綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)，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(shù)降頻模塊、低通濾波電路和信號放大電路依次連接構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型局部放電綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于所述的現(xiàn)場信號處理單元包括多路開關(guān)、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(jīng)多路開關(guān)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，F(xiàn)PGA通過I/O接口與存儲器及 DSP相連接，DSP通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口與通訊網(wǎng)絡(luò)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型局部放電綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于所述的多路開關(guān)采用8選1多路開關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種新型局部放電綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)，其主要技術(shù)特點(diǎn)是包括監(jiān)測主機(jī)、現(xiàn)場信號處理單元、超高頻/超聲傳感器和工頻同步傳感器，監(jiān)測主機(jī)通過通訊網(wǎng)絡(luò)與多個現(xiàn)場信號處理單元相連接，每個現(xiàn)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(shè)備的絕緣監(jiān)測點(diǎn)上。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，可在不停電狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)110kV及以上GIS設(shè)備的局部放電狀態(tài)監(jiān)測與診斷的功能，能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部局放隱患并進(jìn)行準(zhǔn)確定位，提高了GIS設(shè)備的運(yùn)行可靠性，縮短了檢修時間、節(jié)省了檢修費(fèi)用，減少了停電帶來的經(jīng)濟(jì)損失。
文檔編號G01R31/12GK202217029SQ201120278610
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者冀慧強(qiáng), 李寧, 殷震, 王榮亮, 金衛(wèi)軍 申請人:天津市電力公司