專利名稱：變電站電力設(shè)備外絕緣泄漏電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣技術(shù)領(lǐng)域，涉及變電站電力設(shè)備外絕緣泄漏電流在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，特別涉及基于虛擬儀器技術(shù)的變電站電力設(shè)備外絕緣泄漏電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
變電站電力設(shè)備，特別是運(yùn)行在工業(yè)地區(qū)、沿海和鹽堿地區(qū)的變電站電力設(shè)備，表面污穢層流過的電流，受到電壓、污穢、氣候三要素綜合影響，當(dāng)絕緣表面污穢程度嚴(yán)重時(shí)，隨時(shí)會(huì)發(fā)生污穢閃絡(luò)事故。污閃不僅對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅，而且將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本發(fā)明通過研究并分析了超高壓變電站多設(shè)備外絕緣泄漏電流在線監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀和現(xiàn)有技術(shù)，成功提出并開發(fā)了該外絕緣泄漏電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，已在電力系統(tǒng)掛網(wǎng)運(yùn)行，對(duì)提高電力設(shè)備運(yùn)行可靠性具有重要意義。
如中國(guó)專利(專利號(hào)ZL01115300.8)一種變電站污閃在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，中國(guó)專利(專利號(hào)ZL90205395.7)污穢泄漏電流自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，中國(guó)專利(專利號(hào)ZL93207372.7)線路污穢電流自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警器等?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外所研制的產(chǎn)品一些是基于單臺(tái)設(shè)備的檢測(cè)，一些是線路絕緣子的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，而對(duì)變電站多設(shè)備外絕緣的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)很少。這些產(chǎn)品雖然有著諸多的優(yōu)點(diǎn)，但是它們也各自存在不足之處。它們?cè)诩夹g(shù)上是多以嵌入式微處理器為主，由于受到處理器總線速度及存儲(chǔ)能力的限制，難以統(tǒng)一對(duì)變電站中大部分的電力設(shè)備外絕緣進(jìn)行監(jiān)測(cè)；大部分系統(tǒng)都是采用單片機(jī)做下位機(jī)同上位機(jī)通信來解決數(shù)據(jù)的傳輸，軟件方面都是獨(dú)立開發(fā)，可移植性差。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，通過軟件平臺(tái)和硬件板卡，再采用適合的總線模式，形成的虛擬儀器得到了越來越廣泛的應(yīng)用。它用虛擬控件來控制底層硬件，由功能強(qiáng)大的軟件來完成信號(hào)的采集、分析處理和結(jié)果顯示，實(shí)現(xiàn)了“軟件就是儀器”的理念。采用該思想構(gòu)建的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也具備虛擬儀器的眾多優(yōu)點(diǎn)，所以該技術(shù)更具有高效、易用、靈活、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)。目前，虛擬儀器技術(shù)的廣泛推廣，使用通用的數(shù)據(jù)采集卡和專用編程軟件可以節(jié)省很多人力和物力的投入，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，并能夠開發(fā)出性能優(yōu)越的產(chǎn)品。
另外采用人工智能的方法來預(yù)測(cè)泄漏電流的變化趨勢(shì)和絕緣污穢程度發(fā)展趨勢(shì)的方法尚未在相關(guān)系統(tǒng)應(yīng)用，而這些預(yù)測(cè)工作卻具有相當(dāng)重要的意義，它為電力系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)檢修和評(píng)估及診斷做必要的鋪墊工作。根據(jù)我國(guó)變電站的具體情況，對(duì)變電站內(nèi)多臺(tái)設(shè)備的外絕緣泄漏電流集中監(jiān)測(cè)并開發(fā)出先進(jìn)的診斷和預(yù)測(cè)軟件具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了更好的實(shí)現(xiàn)變電站主要設(shè)備泄漏電流的準(zhǔn)確測(cè)量，并為電力系統(tǒng)提供更真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及絕緣狀態(tài)預(yù)測(cè)，變計(jì)劃?rùn)z修為狀態(tài)檢修，本發(fā)明的目的在于，提出開展基于虛擬儀器技術(shù)的變電站多設(shè)備多點(diǎn)外絕緣泄漏電流在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
本發(fā)明的主要目的包括以下內(nèi)容(1)尋求適合于各種電力設(shè)備外絕緣泄漏電流監(jiān)測(cè)的傳感方法；(2)研制出用于微弱泄漏電流的信號(hào)調(diào)理、信號(hào)傳輸和數(shù)據(jù)采集電路，并將現(xiàn)場(chǎng)抗干擾技術(shù)措施應(yīng)用于這些電路的設(shè)計(jì)；(3)開發(fā)基于虛擬儀器技術(shù)和圖形化編程語(yǔ)言監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)循環(huán)監(jiān)測(cè)、數(shù)值計(jì)算、歷史查詢、趨勢(shì)預(yù)測(cè)、故障報(bào)警、顯示打印、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能；實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是，一種基于虛擬儀器技術(shù)的泄漏電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，包括以下部分1)取流傳感器a
取流傳感器a用于提取運(yùn)行中的外絕緣泄漏電流并實(shí)現(xiàn)高低壓電氣隔離；其中包括一設(shè)置在支柱絕緣子上的不銹鋼可調(diào)節(jié)取流環(huán)和小電流互感器電氣隔離單元，可調(diào)節(jié)取流環(huán)與小電流互感器電氣隔離單元的初級(jí)線圈N1連接，次級(jí)線圈N2用于信號(hào)感應(yīng)輸出；2)前端信號(hào)調(diào)理單元b前端信號(hào)調(diào)理單元b為一模塊，用于對(duì)微弱泄漏電流信號(hào)的調(diào)理；其中包括多路選通電路、可變?cè)鲆娣糯箅娐?、低通濾波電路和電壓電流轉(zhuǎn)換電路；3)后端信號(hào)調(diào)理單元c后端信號(hào)調(diào)理單元c同樣為一模塊，用于各現(xiàn)場(chǎng)泄漏電流調(diào)理單元調(diào)理得到的電流變送信號(hào)，經(jīng)長(zhǎng)距離傳輸后由該單元實(shí)現(xiàn)抗干擾濾波、電氣隔離后調(diào)理成數(shù)據(jù)采集板卡模擬輸入通道允許的范圍，其中包括多路選通電路、隔離前低通濾波電路、模擬線性隔離電路和隔離后低通濾波電路；4)工控機(jī)工控機(jī)內(nèi)用于監(jiān)測(cè)軟件驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行循檢的數(shù)據(jù)采集、分析、計(jì)算，具體完成循檢、存儲(chǔ)、顯示、報(bào)警、查詢、預(yù)測(cè)、打??；工控機(jī)內(nèi)包括數(shù)據(jù)采集單元d、數(shù)據(jù)分析單元e和趨勢(shì)預(yù)測(cè)單元f；數(shù)據(jù)采集單元d用于監(jiān)測(cè)軟件的控制下現(xiàn)場(chǎng)多設(shè)備多點(diǎn)泄漏電流值及環(huán)境溫濕度參數(shù)的測(cè)量，包括一多功能數(shù)據(jù)采集卡PCI-6025和數(shù)字I/O控制卡PCI-6503；數(shù)據(jù)分析單元e用于對(duì)泄漏電流的巴特沃思低通IIR數(shù)字濾波器和含有基于小波多分辨率分析的小波去噪技術(shù)，計(jì)算泄漏電流有效值，并進(jìn)行一級(jí)和二級(jí)整定值預(yù)警判斷；趨勢(shì)預(yù)測(cè)單元f用于綜合考慮泄漏電流值和環(huán)境溫濕度參數(shù)，趨勢(shì)預(yù)測(cè)軟件和環(huán)境溫濕度測(cè)量硬件單元，由LabVIEW軟件調(diào)用Matlab，通過軟件設(shè)定的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)未來12小時(shí)和24小時(shí)的泄漏電流數(shù)值預(yù)測(cè)。
本發(fā)明系統(tǒng)地研究了外絕緣泄漏電流的傳感取流技術(shù)、高低壓電氣隔離技術(shù)、微弱信號(hào)的提取和傳輸技術(shù)、硬件濾波技術(shù)、屏蔽技術(shù)和光電隔離等技術(shù)，開發(fā)了適合于不同結(jié)構(gòu)尺寸的電力設(shè)備外絕緣的泄漏電流取流傳感器、隔離放大單元、前后端信號(hào)調(diào)理單元、數(shù)據(jù)采集單元等硬件。隔離放大單元實(shí)現(xiàn)了高低壓電氣的隔離保護(hù)，其中電流互感器的測(cè)量精度可達(dá)1μA及測(cè)量范圍為1μA到2A，系統(tǒng)具有較高的測(cè)量精確度和穩(wěn)定性。前后端信號(hào)調(diào)理單元實(shí)現(xiàn)了4-20mA的電流信號(hào)傳輸，可變?cè)鲆娴目刂萍岸啾O(jiān)測(cè)點(diǎn)的選通控制等功能。采用了巴特沃思低通濾波電路，瞬態(tài)電壓抑制電路，三套電源供電系統(tǒng)，光耦器件等解決了現(xiàn)場(chǎng)的抗干擾問題。
本發(fā)明利用虛擬儀器技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、軟件濾波技術(shù)和趨勢(shì)預(yù)測(cè)技術(shù)，開發(fā)了基于圖形化編程語(yǔ)言LabVIEW和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)SQL SERVER 2000的監(jiān)測(cè)軟件，開發(fā)了變電站多設(shè)備泄漏電流的循環(huán)檢測(cè)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理、趨勢(shì)預(yù)測(cè)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等監(jiān)測(cè)與控制軟件，開發(fā)了基于IIR和小波多分辨率分析的數(shù)字濾波器軟件子模塊，開發(fā)了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泄漏電流變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)軟件子模塊。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行表明，開發(fā)的軟件具有運(yùn)行穩(wěn)定，界面友好，功能齊備的特點(diǎn)。監(jiān)測(cè)與控制功能良好，數(shù)字濾波模塊實(shí)現(xiàn)了高頻干擾信號(hào)的抑制和工頻有用信號(hào)的提取，預(yù)測(cè)軟件實(shí)現(xiàn)了初步的泄漏電流變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)功能框圖。
圖2是泄漏電流取流原理圖。其中a是取流結(jié)構(gòu)示意圖，b是取流電路原理圖。
圖3是前端信號(hào)調(diào)理單元功能框圖。
圖4是后端信號(hào)調(diào)理單元功能框圖。
圖5是溫濕度測(cè)量單元功能框圖。
圖6是泄漏電流監(jiān)測(cè)軟件主界面。
圖7是監(jiān)測(cè)程序流程圖。
圖8是預(yù)測(cè)功能流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
變電站電力設(shè)備的戶外絕緣包括線路絕緣、電站支撐絕緣以及電氣設(shè)備的瓷套和套管等的沿面或空氣絕緣等，對(duì)不同類型的戶外絕緣應(yīng)根據(jù)具體情況選取不同的監(jiān)測(cè)方案。比如線路絕緣子的在線監(jiān)測(cè)中，往往采用嵌入式微機(jī)系統(tǒng)和無線通訊技術(shù)解決數(shù)據(jù)的傳送問題，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就近安裝于線路鐵塔上，由遠(yuǎn)方的監(jiān)控中心集中管理和監(jiān)測(cè)并完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與分析。而對(duì)于變電站來說，站中通常具有以下電力設(shè)備電流互感器、電壓互感器、變壓器、避雷器、斷路器及隔離開關(guān)。根據(jù)戶外變電站占地面積大，設(shè)備分散的實(shí)際情況，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一個(gè)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由以下部分組成1)取流傳感器a取流傳感器a用于提取運(yùn)行中的外絕緣泄漏電流并實(shí)現(xiàn)高低壓電氣隔離；其中包括一設(shè)置在支柱絕緣子上的不銹鋼可調(diào)節(jié)取流環(huán)1和小電流互感器電氣隔離單元2，可調(diào)節(jié)取流環(huán)1與小電流互感器電氣隔離單元2的初級(jí)線圈N1連接，次級(jí)線圈N2用于信號(hào)感應(yīng)輸出；2)前端信號(hào)調(diào)理單元b前端信號(hào)調(diào)理單元b為一模塊，功能框圖如圖3所示。用于對(duì)微弱泄漏電流信號(hào)的調(diào)理；其中包括多路選通電路3、可變?cè)鲆娣糯箅娐?、低通濾波電路5和電壓電流轉(zhuǎn)換電路6，該模塊允許3路或6路模擬電壓信號(hào)輸入，具有1×、10×、100×、1000×四個(gè)放大檔位，低通濾波電路5的低通截止頻率為1kHz，電壓電流轉(zhuǎn)換電路6實(shí)現(xiàn)4mA～20mA的電流變送；3)后端信號(hào)調(diào)理單元c后端信號(hào)調(diào)理單元c同樣為一模塊，功能框圖如圖4所示。用于各現(xiàn)場(chǎng)泄漏電流調(diào)理單元調(diào)理得到的電流變送信號(hào)，經(jīng)長(zhǎng)距離傳輸后由該單元實(shí)現(xiàn)抗干擾濾波、電氣隔離后調(diào)理成數(shù)據(jù)采集板卡模擬輸入通道允許的范圍，其中包括多路選通電路7、隔離前低通濾波電路8、模擬線性隔離電路9和隔離后低通濾波電路10；
4)工控機(jī)工控機(jī)內(nèi)用監(jiān)測(cè)軟件驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行循檢的數(shù)據(jù)采集、分析、計(jì)算，具體完成循檢、存儲(chǔ)、顯示、報(bào)警、查詢、預(yù)測(cè)、打?。还た貦C(jī)內(nèi)包括數(shù)據(jù)采集單元d、數(shù)據(jù)分析單元e和趨勢(shì)預(yù)測(cè)單元f；數(shù)據(jù)采集單元d用于監(jiān)測(cè)軟件的控制下現(xiàn)場(chǎng)多設(shè)備多點(diǎn)泄漏電流值及環(huán)境溫濕度參數(shù)的測(cè)量，包括一多功能數(shù)據(jù)采集卡PCI-6025和數(shù)字I/O控制卡PCI-6503；數(shù)據(jù)分析單元e用于對(duì)泄漏電流的巴特沃思低通IIR數(shù)字濾波器和含有基于小波多分辨率分析的小波去噪技術(shù)，計(jì)算泄漏電流有效值，并進(jìn)行一級(jí)和二級(jí)整定值預(yù)警判斷；趨勢(shì)預(yù)測(cè)單元f用于綜合考慮泄漏電流值和環(huán)境溫濕度參數(shù)，開發(fā)了趨勢(shì)預(yù)測(cè)軟件和環(huán)境溫濕度測(cè)量硬件單元，由LabVIEW軟件調(diào)用Matlab，通過軟件設(shè)定的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)未來12小時(shí)和24小時(shí)的泄漏電流數(shù)值預(yù)測(cè)。
整個(gè)系統(tǒng)的工作流程是，采用安裝在全站電力設(shè)備外絕緣套上靠近接地法蘭位置的取流裝置取得待監(jiān)測(cè)的泄漏電流信號(hào)，然后經(jīng)過保護(hù)單元及電流傳感器，匯集到站內(nèi)電力設(shè)備附近的前置信號(hào)調(diào)理單元，調(diào)理后的模擬信號(hào)經(jīng)遠(yuǎn)距離傳輸匯總到后端調(diào)理單元，進(jìn)而由工控機(jī)監(jiān)測(cè)軟件驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行循檢的數(shù)據(jù)采集，分析軟件實(shí)現(xiàn)了查詢，數(shù)據(jù)分析與處理，趨勢(shì)預(yù)測(cè)，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等功能。系統(tǒng)功能框圖如圖1所示。
圖2中泄漏電流的取流裝置中，取流環(huán)1用寬為5mm的不銹鋼帶做成，其具有自緊固的功能。在不銹鋼帶同瓷瓶外絕緣相接觸的一側(cè)涂有導(dǎo)電膠，使其牢固連接并有良好的導(dǎo)電性能。
圖2中的電流互感器電氣隔離裝置中，采用坡莫合金作為導(dǎo)磁材料，采用的是穿心式繞制方法，副邊為電流輸出。整體裝置用硅橡膠澆注封裝，實(shí)現(xiàn)防水功能。
圖3中的前端信號(hào)調(diào)理單元中實(shí)現(xiàn)了可變?cè)鲆娴恼{(diào)理功能，有四個(gè)可調(diào)檔位。實(shí)現(xiàn)了4mA～20mA的電流變送。
圖4中的后端信號(hào)調(diào)理單元中接受控制單元的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)單元與測(cè)量單元的電氣隔離功能。
圖5中的溫濕度單元采用AD公司的溫度傳感器AD590和Honeywell公司的濕度傳感器HIH3062L。實(shí)現(xiàn)了4～20mA的電流變送來傳遞溫濕度參量。相對(duì)濕度的計(jì)算結(jié)合了溫度的測(cè)量數(shù)據(jù)，換算出實(shí)際的相對(duì)濕度值。
圖6為基于虛擬儀器技術(shù)開發(fā)的泄漏電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件主界面?；趥鹘y(tǒng)儀器測(cè)量的思想實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)的目的。軟件可以設(shè)定手動(dòng)和全自動(dòng)兩種監(jiān)測(cè)模式。
圖7為監(jiān)測(cè)功能流程圖。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件，設(shè)定了兩種監(jiān)測(cè)模式(手動(dòng)和自動(dòng))，且在后端信號(hào)調(diào)理單元和前端信號(hào)調(diào)理單元的硬件配合下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)待監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)點(diǎn)泄漏電流信號(hào)的測(cè)量。調(diào)理后的信號(hào)進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡的模擬輸入通道，由軟件控制板卡實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波程序和小波分析技術(shù)濾除各種干擾信號(hào)，有效值計(jì)算程序計(jì)算出泄漏電流的有效值，根據(jù)兩級(jí)閾值報(bào)警整定值判斷其絕緣狀態(tài)，并將該信號(hào)的附加信息一同存入數(shù)據(jù)庫(kù)。軟件還實(shí)現(xiàn)了主界面指示燈報(bào)警顯示和聲音報(bào)警等。
圖8為預(yù)測(cè)功能流程圖。預(yù)測(cè)功能分為單步預(yù)測(cè)和多步預(yù)測(cè)。單步預(yù)測(cè)模式，輸入為某一個(gè)24小時(shí)時(shí)間段內(nèi)的監(jiān)測(cè)設(shè)備24個(gè)每小時(shí)平均泄漏電流數(shù)據(jù)，24個(gè)每小時(shí)平均環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，24個(gè)每小時(shí)平均環(huán)境濕度數(shù)據(jù)，輸出為1個(gè)時(shí)間段的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。多步預(yù)測(cè)模式，輸入不變，仍然為某一個(gè)24小時(shí)時(shí)間段內(nèi)的監(jiān)測(cè)設(shè)備24個(gè)每小時(shí)平均泄漏電流數(shù)據(jù)，24個(gè)每小時(shí)平均環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，24個(gè)每小時(shí)平均環(huán)境濕度數(shù)據(jù)，輸出為將來12小時(shí)各相應(yīng)時(shí)段平均泄漏電流預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
申請(qǐng)人按照上述技術(shù)方案制成的變電站電力設(shè)備外絕緣綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，已在平頂山謝莊110kV變電站上掛網(wǎng)運(yùn)行。掛網(wǎng)運(yùn)行結(jié)果表明，本發(fā)明可以適合在變電站不同設(shè)備上安裝使用。變電站電力設(shè)備在正常天氣運(yùn)行下的泄漏電流數(shù)據(jù)為PT外絕緣泄漏電流變化范圍90μA～200μA，CT外絕緣泄漏電流變化范圍60μA～100μA，斷路器外絕緣泄漏電流變化范圍20μA～60μA，變壓器110kV側(cè)套管外絕緣泄漏電流變化范圍20μA～40μA，變壓器35kV側(cè)套管外絕緣泄漏電流變化范圍160μA～200μA。而且長(zhǎng)期的歷史趨勢(shì)曲線圖顯示該發(fā)明能夠有效地可靠監(jiān)測(cè)到泄漏電流隨時(shí)間、溫度和濕度的變化規(guī)律，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，取得了良好的效果。
權(quán)利要求
1.一種基于虛擬儀器技術(shù)的變電站電力設(shè)備外絕緣泄漏電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括以下部分1)取流傳感器a取流傳感器a用于提取運(yùn)行中的外絕緣泄漏電流并實(shí)現(xiàn)高低壓電氣隔離；其中包括一設(shè)置在支柱絕緣子上的不銹鋼可調(diào)節(jié)取流環(huán)1和小電流互感器電氣隔離單元2，可調(diào)節(jié)取流環(huán)1與小電流互感器電氣隔離單元2的初級(jí)線圈N1連接，次級(jí)線圈N2用于信號(hào)感應(yīng)輸出；2)前端信號(hào)調(diào)理單元b前端信號(hào)調(diào)理單元b為一模塊，用于對(duì)微弱泄漏電流信號(hào)的調(diào)理；其中包括多路選通電路3、可變?cè)鲆娣糯箅娐?b>4、低通濾波電路5和電壓電流轉(zhuǎn)換電路6；3)后端信號(hào)調(diào)理單元c后端信號(hào)調(diào)理單元c同樣為一模塊，用于各現(xiàn)場(chǎng)泄漏電流調(diào)理單元調(diào)理得到的電流變送信號(hào)，經(jīng)長(zhǎng)距離傳輸后由該單元實(shí)現(xiàn)抗干擾濾波、電氣隔離后調(diào)理成數(shù)據(jù)采集板卡模擬輸入通道允許的范圍，其中包括多路選通電路7、隔離前低通濾波電路8、模擬線性隔離電路9和隔離后低通濾波電路10；4)工控機(jī)工控機(jī)內(nèi)用于監(jiān)測(cè)軟件驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行循檢的數(shù)據(jù)采集、分析、計(jì)算，具體完成循檢、存儲(chǔ)、顯示、報(bào)警、查詢、預(yù)測(cè)、打??；工控機(jī)內(nèi)包括數(shù)據(jù)采集單元d、數(shù)據(jù)分析單元e和趨勢(shì)預(yù)測(cè)單元f；數(shù)據(jù)采集單元d用于監(jiān)測(cè)軟件的控制下現(xiàn)場(chǎng)多設(shè)備多點(diǎn)泄漏電流值及環(huán)境溫濕度參數(shù)的測(cè)量，包括一多功能數(shù)據(jù)采集卡PCI-6025和數(shù)字I/O控制卡PCI-6503；數(shù)據(jù)分析單元e用于對(duì)泄漏電流的巴特沃思低通IIR數(shù)字濾波器和含有基于小波多分辨率分析的小波去噪技術(shù)，計(jì)算泄漏電流有效值，并進(jìn)行一級(jí)和二級(jí)整定值預(yù)警判斷；趨勢(shì)預(yù)測(cè)單元f用于綜合考慮泄漏電流值和環(huán)境溫濕度參數(shù)，趨勢(shì)預(yù)測(cè)軟件和環(huán)境溫濕度測(cè)量硬件單元，由LabVIEW軟件調(diào)用Matlab，通過軟件設(shè)定的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)未來12小時(shí)和24小時(shí)的泄漏電流數(shù)值預(yù)測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于虛擬儀器技術(shù)的泄漏電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的取流傳感器a安裝在全站電力設(shè)備外絕緣瓷套靠近接地法蘭位置。
3.如權(quán)利要求1所述的基于虛擬儀器技術(shù)的泄漏電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述取流環(huán)1用寬為5mm的不銹鋼帶做成，在不銹鋼帶同瓷瓶外絕緣相接觸的一側(cè)涂有導(dǎo)電膠，其結(jié)構(gòu)具有自緊固的功能。
4.如權(quán)利要求1所述的基于虛擬儀器技術(shù)的泄漏電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機(jī)上還可以連接一調(diào)制解調(diào)器，用于網(wǎng)絡(luò)通訊和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能。
5.如權(quán)利要求1所述的基于虛擬儀器技術(shù)的泄漏電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述前端信號(hào)調(diào)理單元b模塊允許3路或6路模擬電壓信號(hào)輸入，具有1×、10×、100×、1000×四個(gè)放大檔位，低通濾波電路5的低通截止頻率為1kHz，電壓電流轉(zhuǎn)換電路6實(shí)現(xiàn)4～20mA的電流變送。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于變電站電力設(shè)備外絕緣泄漏電流在線監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，該發(fā)明主要由以下部分組成a.取流傳感器、b.前端信號(hào)調(diào)理單元、c.后端信號(hào)調(diào)理單元、d.數(shù)據(jù)采集單元、e.數(shù)據(jù)分析單元和f.趨勢(shì)預(yù)測(cè)單元。本發(fā)明以虛擬儀器技術(shù)和圖形化編程語(yǔ)言LabVIEW為核心、結(jié)合SQL SERVER2000數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開發(fā)了多設(shè)備多點(diǎn)污穢泄漏電流的循環(huán)檢測(cè)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理、趨勢(shì)預(yù)測(cè)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)軟件。本發(fā)明可以適合在變電站不同設(shè)備上安裝使用，而且長(zhǎng)期的歷史趨勢(shì)曲線圖顯示該發(fā)明能夠有效地可靠監(jiān)測(cè)到泄漏電流隨時(shí)間、溫度和濕度的變化規(guī)律，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，取得了良好的效果。
文檔編號(hào)H02H3/04GK1553206SQ20031011894
公開日2004年12月8日 申請(qǐng)日期2003年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月18日
發(fā)明者成永紅, 陳玉, 張少峰, 趙勇, 胡學(xué)勝 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)