基于非常規(guī)互感器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)局部放電監(jiān)測(cè)的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于非常規(guī)互感器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)局部放電監(jiān)測(cè)的方法和監(jiān)測(cè)裝置，監(jiān)測(cè)裝置接入合并單元MU的SV采樣報(bào)文，對(duì)SV采樣報(bào)文解碼，檢測(cè)開(kāi)關(guān)電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻，依賴外部同步時(shí)鐘，精確計(jì)算通道延時(shí)，準(zhǔn)確還原開(kāi)關(guān)電壓正弦波形。監(jiān)測(cè)裝置根據(jù)開(kāi)關(guān)電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻形成的采樣脈沖實(shí)時(shí)采集安裝在開(kāi)關(guān)本體上的超高頻局放傳感器信息，對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，判斷局部放電類型，對(duì)局部放電趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)警，實(shí)時(shí)反映開(kāi)關(guān)絕緣狀況。本發(fā)明有效解決智能變電站或數(shù)字化變電站里，開(kāi)關(guān)電壓為數(shù)字信號(hào)時(shí)，一些在線監(jiān)測(cè)裝置無(wú)法引入開(kāi)關(guān)電壓信號(hào)獲得局部放電同步相位信息的問(wèn)題，能早發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)絕緣隱患缺陷，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。
【專利說(shuō)明】基于非常規(guī)互感器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)局部放電監(jiān)測(cè)的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及開(kāi)關(guān)局部放電狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于開(kāi)關(guān)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)很高，當(dāng)設(shè)備內(nèi)部存在一些缺陷時(shí)，就會(huì)在運(yùn)行中發(fā)生局部放電現(xiàn)象。局部放電是導(dǎo)致開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣劣化的主要原因之一，同時(shí)也是描述開(kāi)關(guān)絕緣老化的重要特征。通過(guò)對(duì)局放信號(hào)的檢測(cè)和分析，能判斷開(kāi)關(guān)內(nèi)部是否存在某種絕緣隱患。目前，局放檢測(cè)技術(shù)在開(kāi)關(guān)設(shè)備中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛。
[0003]在常規(guī)變電站，開(kāi)關(guān)局部放電狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置采用電壓抽取裝置從互感器上引入交流信號(hào)獲取相位信息，進(jìn)行局部放電監(jiān)測(cè)。但對(duì)于智能變電站，開(kāi)關(guān)電壓來(lái)自電子式(光電式)互感器，而非常規(guī)互感器，電壓抽取裝置已不再適用，同時(shí)傳統(tǒng)接入電壓模擬量信號(hào)的在線監(jiān)測(cè)裝置也不滿足數(shù)字化接口需求，具體有以下幾點(diǎn):
[0004]I)不具備光纖接口，無(wú)法采集數(shù)字信號(hào)的采樣數(shù)據(jù)值SV采樣報(bào)文；
[0005]2)受到SV采樣點(diǎn)數(shù)的限制，數(shù)字化SV報(bào)文還原為模擬信號(hào)有一定難度；
[0006]3) SV報(bào)文與局放超高頻信號(hào)不同步；
[0007]基于以上幾點(diǎn)不足，影響開(kāi)關(guān)局部放電狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展。
[0008]因此，需要尋求一種方法來(lái)解決此問(wèn)題。本發(fā)明提出的基于非常規(guī)互感器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)局部放電監(jiān)測(cè)的方法，彌補(bǔ)了上述幾點(diǎn)不足。這是在傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)局部放電在線監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上對(duì)智能變電站局部放電狀態(tài)監(jiān)測(cè)所做的新的嘗試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]對(duì)于采用電子式或光電式互感器的智能變電站或數(shù)字化變電站，為了解決無(wú)法通過(guò)電壓抽取裝置獲取電壓相位的問(wèn)題，解決傳統(tǒng)局部放電監(jiān)測(cè)裝置無(wú)法接入SV信號(hào)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于非常規(guī)互感器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)局部放電監(jiān)測(cè)的方法以及監(jiān)測(cè)裝置。
[0010]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案:
[0011]一種引入非常規(guī)互感器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)局部放電監(jiān)測(cè)的裝置，其特征在于:監(jiān)測(cè)裝置采集安裝在開(kāi)關(guān)本體上的超高頻局放傳感器所監(jiān)測(cè)到的局部放電信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)局部放電的監(jiān)測(cè)。
[0012]所述監(jiān)測(cè)裝置包括信息管理組件、SV組件、多組局放信號(hào)采集組件(即局部放電信號(hào)采集組件)、CPU分析診斷組件；各組件之間通過(guò)裝置內(nèi)部CAN網(wǎng)和/或以太網(wǎng)和/或?qū)r(shí)總線連接；
[0013]信息管理組件具備以太網(wǎng)口，與在線監(jiān)測(cè)后臺(tái)連接，完成其它組件的信息管理功能，具備IEC61850通信功能；
[0014]SV組件與合并單元相連，通過(guò)對(duì)SV采樣報(bào)文解碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)電壓的檢測(cè)；
[0015]所述局放信號(hào)采集組件與安裝在開(kāi)關(guān)本體上的局放超高頻傳感器進(jìn)行連接接收所述局放超高頻傳感器采集的開(kāi)關(guān)內(nèi)部的局部放電信號(hào)；[0016]所述CPU分析診斷組件通過(guò)所述監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)部高速以太網(wǎng)和CAN網(wǎng)與所述局放信號(hào)采集組件相連，接收局部放電信號(hào)的采樣數(shù)據(jù)并對(duì)局放信號(hào)采集組件采樣時(shí)序邏輯進(jìn)行控制，該CPU分析診斷組件通過(guò)所述監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)部高速以太網(wǎng)收集局放信號(hào)采集組件的采樣數(shù)據(jù)，對(duì)局部放電信號(hào)計(jì)算，判斷放電類型，完成PRPD、PRPS圖譜計(jì)算，生成局部放電事故簡(jiǎn)報(bào)，并通過(guò)監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)部高速以太網(wǎng)將所述局部放電事故簡(jiǎn)報(bào)及圖譜上送至信息管理組件。
[0017]所述局放信號(hào)采集組件通過(guò)N型連接器及高頻同軸電纜與安裝在開(kāi)關(guān)本體上的局放超高頻傳感器進(jìn)行連接，所述局放信號(hào)采集組件采用FPGA掛載高速AD完成所述局放超高頻傳感器所采集的局部放電信號(hào)的放大、濾波、降頻以及緩存。
[0018]每臺(tái)監(jiān)測(cè)裝置有一塊SV組件，完成開(kāi)關(guān)本體電壓相位同步采集功能，將SV采樣報(bào)文還原為對(duì)交流電壓信號(hào)，并向采集組件輸出電壓過(guò)零點(diǎn)相位脈沖，當(dāng)采集到電壓相位過(guò)零點(diǎn)有效時(shí)，該局放信號(hào)采集組件通過(guò)裝置內(nèi)部總線向其它局放信號(hào)采集組件發(fā)送同步采集脈沖，裝置內(nèi)所有局放信號(hào)采集組件均根據(jù)電壓相位同步脈沖完成同步采樣。
[0019]SV組件與局放信號(hào)采集組件通過(guò)背板對(duì)時(shí)總線進(jìn)行時(shí)間同步。
[0020]基于所述的監(jiān)測(cè)裝置的引入非常規(guī)互感器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)局部放電監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:
[0021 ] ( I)監(jiān)測(cè)裝置上電后，實(shí)時(shí)監(jiān)視SV組件通信狀態(tài)，如果SV組件通信異常，采集組件會(huì)形成報(bào)警報(bào)告，通過(guò)裝置內(nèi)部CAN網(wǎng)傳輸至信息管理組件進(jìn)行告警；
[0022](2)實(shí)時(shí)采集合并單元MU的SV采樣報(bào)文，對(duì)SV采樣報(bào)文解碼，計(jì)算開(kāi)關(guān)電壓參數(shù)，檢測(cè)開(kāi)關(guān)電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻，依賴外部同步時(shí)鐘，精確計(jì)算通道延時(shí)，準(zhǔn)確還原開(kāi)關(guān)電壓正弦波形，形成傳感器同步采集脈沖序列；
[0023](3)通過(guò)安裝在開(kāi)關(guān)本體上的局放超高頻傳感器，根據(jù)相位同步采樣脈沖序列實(shí)時(shí)采集超高頻傳感器信息，提取局部放電脈沖，診斷局部放電類型，計(jì)算局部放電趨勢(shì)，反映開(kāi)關(guān)本體絕緣狀態(tài)，對(duì)局部放電診斷報(bào)告進(jìn)行存儲(chǔ)，通過(guò)信息管理組件將診斷報(bào)告遠(yuǎn)傳；
[0024](4)監(jiān)測(cè)裝置上電后，對(duì)監(jiān)測(cè)裝置硬件進(jìn)行實(shí)時(shí)自檢，自檢異常后自動(dòng)報(bào)警。
[0025]本發(fā)明具有以下技術(shù)效果:解決了智能變電站或數(shù)字化變電站里，開(kāi)關(guān)電壓為數(shù)字信號(hào)時(shí)，一些在線監(jiān)測(cè)裝置無(wú)法獲取局部放電交流相位的問(wèn)題。此外，所述監(jiān)測(cè)裝置對(duì)外采用IEC61850通信協(xié)議，也解決了傳統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)裝置通信協(xié)議不統(tǒng)一的問(wèn)題，便于集成到智能變電站高級(jí)應(yīng)用的一體化信息平臺(tái)。
[0026]根據(jù)局部放電趨勢(shì)可實(shí)時(shí)反映開(kāi)關(guān)本體絕緣狀態(tài)，為運(yùn)行檢修人員提供可靠的設(shè)備絕緣信息和科學(xué)的檢修依據(jù)，從而達(dá)到減少生產(chǎn)事故發(fā)生，延長(zhǎng)檢修周期，減少停電檢修次數(shù)和檢修時(shí)間，提高設(shè)備利用率和整體經(jīng)濟(jì)效能的目的。有一定的發(fā)展?jié)摿?，市?chǎng)應(yīng)用前景廣闊。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明基于非常規(guī)互感器監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)局部放電方法原理框圖；
[0028]圖2是本發(fā)明監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖3-1是本申請(qǐng)引入非常規(guī)互感器監(jiān)測(cè)局部放電的方法流程圖；[0030]圖3-2是SV檢測(cè)方法流程圖；
[0031]圖3_3是時(shí)間同步處理方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0033]如圖1所示為引入非常規(guī)互感器監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)局部放電的總體結(jié)構(gòu)圖，局部放電監(jiān)測(cè)裝置要求全站統(tǒng)一對(duì)時(shí)，保證合并單元MU與局部放電監(jiān)測(cè)裝置時(shí)間同步。通過(guò)對(duì)SV報(bào)文解碼，搜索指定的開(kāi)關(guān)電壓采集通道，對(duì)開(kāi)關(guān)電壓通道進(jìn)行傅氏濾波處理，計(jì)算電壓有效值、諧波、系統(tǒng)頻率等參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)同步時(shí)鐘，計(jì)算開(kāi)關(guān)電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻，形成相位同步采樣脈沖序列，根據(jù)同步采樣指令對(duì)安裝在開(kāi)關(guān)本體上的局放超高頻傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，提取局部放電脈沖序列，計(jì)算局部放電量信息，診斷局部放電類型，計(jì)算局部放電趨勢(shì)，從而診斷開(kāi)關(guān)絕緣運(yùn)行狀態(tài)。下面分別就各部分內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)加以說(shuō)明:
[0034]如圖2所示為監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖，所述監(jiān)測(cè)裝置包括信息管理組件、SV組件、多組局放信號(hào)采集組件、CPU分析診斷組件；各組件之間通過(guò)裝置內(nèi)部CAN網(wǎng)、以太網(wǎng)、對(duì)時(shí)總線連接。各組件具體介紹如下:
[0035](一)信息管理組件
[0036]信息管理組件具備監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)數(shù)據(jù)管理和IEC61850通訊的功能。數(shù)據(jù)管理模塊又分為以下幾個(gè)功能模塊:通信管理模塊、配置管理模塊、報(bào)告管理模塊、歷史數(shù)據(jù)記錄模塊、時(shí)鐘管理模塊。通信管理模塊完成局放信號(hào)采集組件、SV組件送到信息管理組件的各種報(bào)文的解析，并將上送到信息管理組件的數(shù)據(jù)信息按內(nèi)部規(guī)約進(jìn)行打包發(fā)送到相應(yīng)的CPU分析診斷組件。配置管理模塊完成監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)CPU分析診斷組件的配置和描述信息的接收、解析、存儲(chǔ)、校驗(yàn)、上送等功能。報(bào)告管理模塊將CPU分析診斷組件及SV組件上送至信息管理組件的各類型報(bào)告信息按固定格式存儲(chǔ)為告警報(bào)告文件。歷史數(shù)據(jù)記錄模塊將指定的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按一定的時(shí)間間隔進(jìn)行存儲(chǔ)。時(shí)鐘接收裝置外部時(shí)鐘源發(fā)送的對(duì)時(shí)信號(hào)，同步裝置的系統(tǒng)時(shí)鐘，再通過(guò)裝置內(nèi)部的對(duì)時(shí)總線，同步各功能組件的時(shí)間。
[0037]監(jiān)測(cè)裝置的IEC61850建模原則完全遵循《基于DLT860標(biāo)準(zhǔn)的變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)用規(guī)范》。通過(guò)自動(dòng)建模工具導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)模型文件。支持的服務(wù)包括關(guān)聯(lián)服務(wù)、數(shù)據(jù)讀寫(xiě)服務(wù)、報(bào)告服務(wù)、控制服務(wù)、取代服務(wù)、定值服務(wù)、日志服務(wù)、文件服務(wù)等。各功能監(jiān)測(cè)裝置使用專用的邏輯節(jié)點(diǎn)構(gòu)建通信數(shù)據(jù)架構(gòu)。
[0038]監(jiān)測(cè)裝置對(duì)外采用IEC61850通信。監(jiān)測(cè)裝置的站控層網(wǎng)絡(luò)通信遵循IEC61850通信協(xié)議。具備兩個(gè)獨(dú)立的以太網(wǎng)口。
[0039](二)SV 組件
[0040]監(jiān)測(cè)裝置的SV組件通過(guò)光纖以太網(wǎng)與間隔內(nèi)合并單元的以太網(wǎng)口連接，完成開(kāi)關(guān)電壓數(shù)字信號(hào)采集。
[0041](三)局放信號(hào)采集組件
[0042]局放信號(hào)采集組件是監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)最底層的采集單元，通過(guò)N型連接器及高頻同軸電纜與安裝在開(kāi)關(guān)本體上的局放超高頻傳感器進(jìn)行連接。每塊局放信號(hào)采集組件完成兩路超高頻信號(hào)的采集、緩存、傳輸功能。每臺(tái)監(jiān)測(cè)裝置會(huì)有一塊SV組件，將SV采樣報(bào)文還原為交流電壓信息，完成開(kāi)關(guān)本體電壓相位同步采集功能，檢測(cè)交流電壓過(guò)零點(diǎn)有效信號(hào)(寫(xiě)明向那些組件或模塊輸出電壓過(guò)零點(diǎn)相位脈沖)輸出電壓過(guò)零點(diǎn)相位脈沖，當(dāng)采集到電壓相位過(guò)零點(diǎn)有效時(shí)，該局放信號(hào)采集組件通過(guò)裝置內(nèi)部總線向其它局放信號(hào)采集組件發(fā)送同步采集脈沖，裝置內(nèi)所有局放信號(hào)采集組件均根據(jù)電壓相位同步脈沖完成同步采樣。為實(shí)現(xiàn)局放信號(hào)40MHz同步采樣，局放信號(hào)采集組件采用FPGA掛載高速AD完成數(shù)據(jù)高速采集、緩存，完成本次采樣后，局放信號(hào)采集組件接收CPU分析診斷組件的采樣傳輸指令，采樣數(shù)據(jù)在CPU分析診斷組件召喚后通過(guò)FAGA掛載的以太網(wǎng)總線上送至CPU分析診斷組件。監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)采樣時(shí)序由CPU分析診斷組件控制，裝置內(nèi)需要的局放信號(hào)采集組件數(shù)量、種類、采樣參數(shù)等，可通過(guò)信息管理組件進(jìn)行配置。
[0043](0) CPU分析診斷組件
[0044]CPU分析診斷組件是監(jiān)測(cè)裝置的核心部分，一方面負(fù)責(zé)采樣邏輯控制，另一方面是數(shù)據(jù)的分析診斷。CPU分析診斷組件向各局放信號(hào)采集組件發(fā)送采樣命令，當(dāng)收到局放信號(hào)采集組件采樣結(jié)束命令后，開(kāi)始發(fā)送采樣召喚命令。為滿足大容量采樣數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算需求，CPU分析診斷組件核心部件采用高性能DSP處理器設(shè)計(jì)，保證網(wǎng)絡(luò)吞吐量的同時(shí)，也保證數(shù)據(jù)計(jì)算分析的快速性。考慮到局放數(shù)據(jù)計(jì)算量很大，DSP搭載大容量RAM，對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，根據(jù)采樣通道配置分別處理干擾通道和非干擾通道。首先，CPU分析診斷組件對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行脈沖提取，然后進(jìn)行通道去噪，統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算放電脈沖的幅值分布、相位分布、放電時(shí)間分布，得到最大放電量相位分布、平均放電量相位分布、放電次數(shù)相位分布、局部放電幅值分布等特征量。最后根據(jù)這些特征量與內(nèi)置局放特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行模式匹配，從而得到局部放電類型，判斷出局部放電是否發(fā)生，并將最終數(shù)據(jù)匯總為局部放電事故簡(jiǎn)報(bào)及PRPD、PRPS圖譜，通過(guò)裝置內(nèi)部以太網(wǎng)將事故簡(jiǎn)報(bào)及圖譜上傳到信息管理組件，從而完成單次采樣邏輯控制及計(jì)算，后續(xù)的采樣過(guò)程同上述過(guò)程。
[0045]如圖3-1所示為引入非常規(guī)互感器監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)局部放電的監(jiān)測(cè)方法流程圖。本發(fā)明的監(jiān)測(cè)方法包括以下步驟:
[0046]( I)監(jiān)測(cè)裝置上電后，實(shí)時(shí)監(jiān)視SV通信狀態(tài)，裝置開(kāi)辟SV單獨(dú)采樣緩沖區(qū)，如果在指定時(shí)間間隔內(nèi)檢測(cè)到采樣緩沖區(qū)數(shù)據(jù)無(wú)效，則認(rèn)為SV通信中斷，由SV組件形成SV通信中斷報(bào)文，通過(guò)CAN網(wǎng)將告警報(bào)文傳送至信息管理組件，同時(shí)閉鎖SV參數(shù)計(jì)算邏輯，SV組件形成點(diǎn)亮告警燈報(bào)文，通過(guò)CAN網(wǎng)傳送至信息管理組件。相反，在SV通信中斷狀態(tài)下，如果檢測(cè)到SV采樣緩沖區(qū)有效數(shù)據(jù)更新，則認(rèn)為SV通信恢復(fù)，由SV組件形成SV通信恢復(fù)報(bào)文，通過(guò)CAN網(wǎng)將恢復(fù)報(bào)文傳送至信息管理組件，同時(shí)開(kāi)放SV參數(shù)計(jì)算邏輯，由SV組件形成熄滅告警燈報(bào)文，通過(guò)CAN網(wǎng)傳送至信息管理組件。
[0047](2)實(shí)時(shí)采集合并單元MU的SV采樣報(bào)文，對(duì)SV采樣報(bào)文解碼，如圖3_2所示為SV檢測(cè)方法流程圖，SV組件以太網(wǎng)接收中斷檢測(cè)到以太網(wǎng)報(bào)文幀有效后，進(jìn)行中斷處理程序，通過(guò)以太網(wǎng)類型及SV配置信息對(duì)SV報(bào)文進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別SV報(bào)文有效后，進(jìn)行SV報(bào)文解碼邏輯。首先提取以太網(wǎng)MAC地址、SVID信息，與本地配置數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配，匹配成功后，解析應(yīng)用數(shù)據(jù)包，如果本幀報(bào)文時(shí)間同步位有效，且告警位無(wú)效，則進(jìn)行采樣值數(shù)據(jù)處理，將各通道數(shù)據(jù)信息、品質(zhì)位存儲(chǔ)在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)。如果檢測(cè)到線路電壓通道，則進(jìn)行線路電壓過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)邏輯，根據(jù)采樣數(shù)值進(jìn)行相位跳變檢測(cè)，將有效的電壓過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)椴蓸用}沖輸出至裝置內(nèi)部總線。為保證開(kāi)關(guān)電壓過(guò)零點(diǎn)計(jì)算的實(shí)時(shí)性，需要在以太網(wǎng)接收中斷中判斷相鄰兩個(gè)采樣值的數(shù)據(jù)，如果發(fā)生過(guò)零點(diǎn)跳變，則根據(jù)線性比例與采樣間隔，算出過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻。通過(guò)對(duì)SV接收?qǐng)?bào)文解碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)電壓的檢測(cè)。根據(jù)SV組件內(nèi)SV訂閱信息的配置，可對(duì)SV報(bào)文進(jìn)行解碼，并計(jì)算出有效值、諧波、系統(tǒng)頻率等參數(shù)信息。檢測(cè)開(kāi)關(guān)電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻，依賴外部同步時(shí)鐘，精確計(jì)算通道延時(shí)，準(zhǔn)確還原開(kāi)關(guān)電壓正弦波形。如圖3-3所示為時(shí)間同步處理方法流程圖，進(jìn)入定時(shí)器中斷后，將時(shí)間信息寫(xiě)入本地時(shí)鐘芯片，同時(shí)將微秒計(jì)數(shù)器清零?？紤]到電流數(shù)據(jù)采集與SV報(bào)文的同步性要求較高，需要將數(shù)據(jù)同步及通道延時(shí)在以太網(wǎng)中斷中處理。根據(jù)SV報(bào)文中的采樣計(jì)數(shù)器及本地微秒計(jì)數(shù)器，可計(jì)算本幀報(bào)文與合并單元MU采樣報(bào)文的以太網(wǎng)傳輸延時(shí)，再結(jié)合MU的采樣延時(shí)，即可精確計(jì)算開(kāi)關(guān)電壓過(guò)零點(diǎn)與實(shí)際開(kāi)關(guān)電壓采樣的偏差。根據(jù)此時(shí)間偏差，計(jì)算通道延時(shí)，對(duì)發(fā)送采樣脈沖時(shí)間序列做補(bǔ)償，從而準(zhǔn)確獲得開(kāi)關(guān)電壓的相位。
[0048](3)通過(guò)安裝在開(kāi)關(guān)本體上的局放超高頻傳感器，根據(jù)相位同步采樣脈沖序列實(shí)時(shí)采集超高頻傳感器信息，根據(jù)CPU分析診斷組件采樣邏輯對(duì)采樣時(shí)序進(jìn)行控制，當(dāng)采集組件收到CPU分析診斷組件采樣啟動(dòng)指令后，實(shí)時(shí)檢測(cè)SV組件的采樣脈沖，檢測(cè)脈沖有效后，進(jìn)行采樣并將采樣值傳輸至CPU分析診斷組件，CPU分析診斷組件對(duì)采樣數(shù)據(jù)提取局部放電脈沖，計(jì)算出最大放電量、最小放電量、平均放電量、放電相位和放電次數(shù)，診斷局部放電類型，將上述這些測(cè)量量信息及采樣波形通過(guò)裝置內(nèi)以太網(wǎng)傳輸至信息管理組件，信息管理組件根據(jù)歷史數(shù)據(jù)計(jì)算局部放電趨勢(shì)，反映開(kāi)關(guān)本體絕緣狀態(tài)，對(duì)局部放電診斷報(bào)告及圖譜進(jìn)行存儲(chǔ)，通過(guò)信息管理組件將診斷報(bào)告遠(yuǎn)傳至狀態(tài)監(jiān)測(cè)后臺(tái)。
[0049](4)裝置上電后，對(duì)硬件進(jìn)行實(shí)時(shí)自檢，包括程序存儲(chǔ)區(qū)是否異常、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)是否異常，軟件是否會(huì)正常進(jìn)行定時(shí)器中斷、以太網(wǎng)接收中斷，裝置內(nèi)CAN網(wǎng)通信是否正常，緩沖區(qū)是否溢出等，如果檢測(cè)到上述任一項(xiàng)內(nèi)容不符合要求，則立即形成告警報(bào)文，通過(guò)信息管理組件上送至監(jiān)控后臺(tái)顯示。
[0050]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明在引入非常規(guī)互感器監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)局部放電過(guò)程中的【具體實(shí)施方式】。而本發(fā)明的范圍不應(yīng)局限于這些描述。任何在本發(fā)明原理范圍內(nèi)的修改、改進(jìn)都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種引入非常規(guī)互感器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)局部放電監(jiān)測(cè)的裝置，其特征在于:監(jiān)測(cè)裝置采集安裝在開(kāi)關(guān)本體上的超高頻局放傳感器所監(jiān)測(cè)到的局部放電信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)局部放電的監(jiān)測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引入非常規(guī)互感器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)局部放電監(jiān)測(cè)的裝置，其特征在于: 所述監(jiān)測(cè)裝置包括信息管理組件、SV組件、多組局放信號(hào)采集組件、CPU分析診斷組件；各組件之間通過(guò)裝置內(nèi)部CAN網(wǎng)和/或以太網(wǎng)和/或?qū)r(shí)總線連接； 信息管理組件具備以太網(wǎng)口，與在線監(jiān)測(cè)后臺(tái)連接，完成其它組件的信息管理功能，具備IEC61850通信功能； SV組件與合并單元相連，通過(guò)對(duì)SV采樣報(bào)文解碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)電壓的檢測(cè)； 所述局放信號(hào)采集組件與安裝在開(kāi)關(guān)本體上的局放超高頻傳感器進(jìn)行連接接收所述局放超高頻傳感器采集的開(kāi)關(guān)內(nèi)部的局部放電信號(hào)。 所述CPU分析診斷組件通過(guò)所述監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)部高速以太網(wǎng)和CAN網(wǎng)與所述局放信號(hào)采集組件相連，接收局部放電信號(hào)的采樣數(shù)據(jù)并對(duì)局放信號(hào)采集組件采樣時(shí)序邏輯進(jìn)行控制，該CPU分析診斷組件通過(guò)所述監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)部高速以太網(wǎng)收集局放信號(hào)采集組件的采樣數(shù)據(jù)，對(duì)局部放電信號(hào)計(jì)算，判斷放電類型，完成PRPD、PRPS圖譜計(jì)算，生成局部放電事故簡(jiǎn)報(bào)，并通過(guò)監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)部高速以太網(wǎng)將所述局部放電事故簡(jiǎn)報(bào)及圖譜上送至信息管理組件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的引入非常規(guī)互感器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)局部放電監(jiān)測(cè)的裝置，其特征在于: 所述局放信號(hào)采集組件通過(guò)N型連接器及高頻同軸電纜與安裝在開(kāi)關(guān)本體上的局放超高頻傳感器進(jìn)行連接，所述局放信號(hào)采集組件采用FPGA掛載高速AD完成所述局放超高頻傳感器所采集的局部放電信號(hào)的放大、濾波、降頻以及緩存。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的引入非常規(guī)互感器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)局部放電監(jiān)測(cè)的裝置，其特征在于: 局部放電信號(hào)的采樣數(shù)據(jù)通過(guò)所述以太網(wǎng)由局放信號(hào)采集組件傳輸至CPU分析診斷組件，采樣時(shí)序控制指令由CPU分析診斷組件通過(guò)CAN網(wǎng)下達(dá)至局部放電信號(hào)采樣組件，及采集組件的采樣率及采樣長(zhǎng)度配置信息通過(guò)CAN網(wǎng)由CPU分析診斷組件進(jìn)行設(shè)置； 所述CPU分析診斷組件的處理器采用DSP處理器，通過(guò)所述監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)部高速以太網(wǎng)收集局放信號(hào)采集組件的采樣數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的引入非常規(guī)互感器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)局部放電監(jiān)測(cè)的裝置，其特征在于: 每臺(tái)監(jiān)測(cè)裝置有一塊SV組件完成開(kāi)關(guān)本體電壓相位同步采集功能，將SV采樣報(bào)文還原為交流電壓信號(hào)，向局部放電信號(hào)采集組件輸出電壓過(guò)零點(diǎn)相位脈沖，當(dāng)采集到電壓相位過(guò)零點(diǎn)有效時(shí)，該SV組件通過(guò)裝置內(nèi)部的對(duì)時(shí)總線向其它局放信號(hào)采集組件發(fā)送同步采集脈沖，裝置內(nèi)所有局放信號(hào)采集組件均根據(jù)電壓相位同步脈沖完成同步采樣。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的引入非常規(guī)互感器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)局部放電監(jiān)測(cè)的裝置，其特征在于: 所述SV組件與局放信號(hào)采集組件通過(guò)背板對(duì)時(shí)總線進(jìn)行時(shí)間同步。
7.基于權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述裝置的引入非常規(guī)互感器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)局部放電監(jiān)測(cè)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)監(jiān)測(cè)裝置上電后，實(shí)時(shí)監(jiān)視SV組件通信狀態(tài)，如果SV組件通信異常，SV組件會(huì)形成報(bào)警報(bào)告，通過(guò)裝置內(nèi)部CAN網(wǎng)傳輸至信息管理組件進(jìn)行告警； (2)通過(guò)SV組件實(shí)時(shí)采集合并單元MU的SV采樣報(bào)文，對(duì)SV采樣報(bào)文解碼，計(jì)算開(kāi)關(guān)電壓參數(shù)，檢測(cè)開(kāi)關(guān)電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻，依賴外部同步時(shí)鐘，精確計(jì)算通道延時(shí)，準(zhǔn)確還原開(kāi)關(guān)電壓正弦波形，形成傳感器同步采集脈沖序列； (3)通過(guò)安裝在開(kāi)關(guān)本體上的局放超高頻傳感器，根據(jù)相位同步采樣脈沖序列實(shí)時(shí)采集超高頻傳感器信息，提取局部放電脈沖，診斷局部放電類型，計(jì)算局部放電趨勢(shì)，反映開(kāi)關(guān)本體絕緣狀態(tài)，對(duì)局部放電診斷報(bào)告進(jìn)行存儲(chǔ)，通過(guò)信息管理組件將診斷報(bào)告遠(yuǎn)傳； (4)監(jiān)測(cè)裝置上電后，對(duì)監(jiān) 測(cè)裝置硬件進(jìn)行實(shí)時(shí)自檢，自檢異常后自動(dòng)報(bào)警。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK103605069SQ201310561188
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】唐喜, 任雁銘, 彭世寬, 徐萬(wàn)方, 黃昕, 李征, 陳建英, 肖文蘭, 左廷濤 申請(qǐng)人:北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司