專利名稱：一種電容性設(shè)備絕緣狀態(tài)實時在線監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電容性設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電容性設(shè)備絕緣狀態(tài)實時在線監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
電容性設(shè)備主要包括電流互感器(TA)、耦合電容器(0Y)、電容式電壓互感器 (CVT)，避雷器等都是重要的輸變電設(shè)備，在變電站中比例很大，在變電站中占有非常重要的地位，其絕緣狀態(tài)是否良好直接關(guān)系到整個變電站能否正常運行，甚至還會危及其它設(shè)備及人身的安全。近年來所采用的狀態(tài)檢修逐步彌補預(yù)防性維修的不足，共同完善電力系統(tǒng)設(shè)備檢修和維護(hù)。狀態(tài)檢修可節(jié)省大量人力物力、延長設(shè)備使用壽命，增加輸變電可靠性。但是，早期已實際投運的安全運行監(jiān)測系統(tǒng)運行效果并不理想，沒有取得預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。據(jù)文獻(xiàn)統(tǒng)計，在全國調(diào)研的157個在線監(jiān)測系統(tǒng)中，能正常運行的只占 15 %，已不能正常使用或處于癱瘓狀態(tài)的占51 %，不能準(zhǔn)確反映現(xiàn)場設(shè)備實時絕緣狀態(tài)，尤其不能通過專家軟件對現(xiàn)場在線監(jiān)測終端所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確分析來判斷設(shè)備的實時絕緣狀態(tài)，更不能將狀態(tài)直觀顯示在專家軟件界面中，并在檢測到故障時及時向值班人員發(fā)出報警。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電容性設(shè)備絕緣狀態(tài)實時在線監(jiān)測方法，能對電容型設(shè)備絕緣狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測，避免了以往的狀態(tài)檢修帶來的勞動強(qiáng)度大、試驗周期長、缺陷檢出時效性差、影響供電可靠性的問題，減少了變電站中因電容型設(shè)備絕緣導(dǎo)致的停電、供電異常的現(xiàn)象。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種電容性設(shè)備絕緣狀態(tài)實時在線監(jiān)測方法，具體按照以下步驟實施步驟1 數(shù)據(jù)采集；步驟2 數(shù)據(jù)解析；步驟3:報警。本發(fā)明的特點還在于，其中的步驟1數(shù)據(jù)采集，具體按照以下步驟實施自檢電路對整體硬件狀態(tài)進(jìn)行檢測，檢測信號是由工頻信號發(fā)生模塊產(chǎn)生的50Hz的正弦信號，在檢測結(jié)束并確認(rèn)硬件正常工作后，信號選擇模塊將檢測電路關(guān)閉，選擇二次末屏泄漏電流采集通路，泄漏電流采集模塊將采集數(shù)據(jù)送往程控放大器進(jìn)行放大，在GPS同步觸發(fā)秒脈沖的激勵下，所有采集終端同時對信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號被送往核心處理芯片F(xiàn)PGA內(nèi)部的高速RAM 中，由NIOSII微處理器將設(shè)備編號、設(shè)備類型、采樣間隔、采樣時間、現(xiàn)場溫濕度、電網(wǎng)頻率、采樣放大倍數(shù)、以及存儲在高速RAM中的經(jīng)數(shù)字化處理后的二次末屏泄漏電流數(shù)據(jù)信息進(jìn)行打包，然后通過GPRS無線模塊上傳至上位機(jī)。
其中的步驟2數(shù)據(jù)解析，具體按照以下步驟實施步驟a 根據(jù)下式計算采集數(shù)據(jù)的電壓峰峰值其中Upeak+，Upeak_為經(jīng)快速FFT后的采樣數(shù)據(jù)的正負(fù)峰值，Kfflag為信號放大倍數(shù)；步驟b 根據(jù)下式計算泄漏電流的大小
u vion1 = .二 -——
，其中Ureal為電壓峰峰值；步驟c 按照下式，結(jié)合泄漏電流、電網(wǎng)頻率計算等值電容其中U為母線電壓，f為泄漏電流的頻率；步驟d 按照下式用相對比較法得出相對介損
相對介損， T其中Ts為計數(shù)器的計數(shù)周期，T為電網(wǎng)電壓的周期，η為計算脈沖數(shù)。其中的步驟3報警，具體按照以下步驟實施當(dāng)監(jiān)測到的相對介損的值大于總閾值0. 5時，通過手機(jī)短信Modem向值班人員發(fā)送手機(jī)短信。其中的步驟3報警，具體按照以下步驟實施在專家軟件數(shù)據(jù)報表界面中將檢測到故障的數(shù)據(jù)以紅色方式突出顯示。其中的步驟3報警，具體按照以下步驟實施使用報警燈，當(dāng)接收到故障消息時報
警燈亮并發(fā)聲。本發(fā)明的有益效果是，對各種類型容性設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測的基礎(chǔ)上，通過上位機(jī)專家軟件對現(xiàn)場在線監(jiān)測終端所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確分析與處理，將反映設(shè)備狀態(tài)的各個參數(shù)以圖表、數(shù)據(jù)、曲線形式直觀顯示在專家軟件畫面上，并在檢測到設(shè)備故障時及時向值班人員以三種方式發(fā)出報警，提高了在線監(jiān)測的實時性、準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性以及時效性。


圖1為本發(fā)明方法中監(jiān)測終端數(shù)據(jù)采集框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明電容性設(shè)備絕緣狀態(tài)實時在線監(jiān)測方法，具體按照以下步驟實施步驟1 由于反映電容型設(shè)備絕緣性能的一個主要參數(shù)是介質(zhì)損耗因數(shù)，而本方法中使用相對比較法對介質(zhì)損耗因數(shù)進(jìn)行計算，該計算需要將若干個電容性設(shè)備的二次末屏電流進(jìn)行采樣，然后通過上位機(jī)將采集數(shù)據(jù)進(jìn)行計算分析。數(shù)據(jù)采集框圖如圖1，為了保證系統(tǒng)設(shè)計的穩(wěn)定、安全，該方法的硬件實現(xiàn)包含自檢電路對整體硬件狀態(tài)進(jìn)行檢測，而檢測信號是由工頻信號發(fā)生模塊產(chǎn)生的50Hz的正弦信號，在檢測結(jié)束并確認(rèn)硬件正常工作后，信號選擇模塊將檢測電路關(guān)閉，選擇二次末屏泄漏電流采集通路，泄漏電流采集模塊將采集數(shù)據(jù)送往程控放大器進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯?，目的是為了保證A/D轉(zhuǎn)換模塊的安全，在GPS同步觸發(fā)秒脈沖的激勵下，所有采集終端同時對信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號被送往核心處理芯片F(xiàn)PGA內(nèi)部的高速RAM中，由NIOSII 微處理器將該方法實現(xiàn)中的設(shè)備編號、設(shè)備類型、采樣間隔、采樣時間、現(xiàn)場溫濕度、電網(wǎng)頻率、采樣放大倍數(shù)、以及存儲在高速RAM中的經(jīng)數(shù)字化處理后的二次末屏泄漏電流數(shù)據(jù)信息進(jìn)行打包，然后通過GPRS無線模塊上傳至上位機(jī)。步驟2 上位機(jī)專家首先對接收到的由采集終端設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)包按照設(shè)計協(xié)議進(jìn)行解析，解析參數(shù)包括設(shè)備編號、設(shè)備類型、采樣間隔、采樣時間、現(xiàn)場溫度、現(xiàn)場濕度、電網(wǎng)頻率、采樣放大倍數(shù)以及泄漏電流數(shù)據(jù)。電網(wǎng)頻率前的各項參數(shù)主要用做采集終端標(biāo)識、 設(shè)置以及環(huán)境監(jiān)測，而從電網(wǎng)頻率開始往后的各項參數(shù)經(jīng)過以下運算步驟得到反映設(shè)備主要性能的幾個重要參數(shù)，包括泄漏電流、等值電容，相對介損。運算步驟步驟a 根據(jù)公式(1)計算采集數(shù)據(jù)的電壓峰峰值。
權(quán)利要求
1.一種電容性設(shè)備絕緣狀態(tài)實時在線監(jiān)測方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施步驟1 數(shù)據(jù)采集； 步驟2 數(shù)據(jù)解析； 步驟3:報警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容性設(shè)備絕緣狀態(tài)實時在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述的步驟1數(shù)據(jù)采集，具體按照以下步驟實施自檢電路對整體硬件狀態(tài)進(jìn)行檢測，檢測信號是由工頻信號發(fā)生模塊產(chǎn)生的50Hz的正弦信號，在檢測結(jié)束并確認(rèn)硬件正常工作后，信號選擇模塊將檢測電路關(guān)閉，選擇二次末屏泄漏電流采集通路，泄漏電流采集模塊將采集數(shù)據(jù)送往程控放大器進(jìn)行放大，在GPS同步觸發(fā)秒脈沖的激勵下，所有采集終端同時對信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號被送往核心處理芯片F(xiàn)PGA內(nèi)部的高速RAM中，由NIOSII 微處理器將設(shè)備編號、設(shè)備類型、采樣間隔、采樣時間、現(xiàn)場溫濕度、電網(wǎng)頻率、采樣放大倍數(shù)、以及存儲在高速RAM中的經(jīng)數(shù)字化處理后的二次末屏泄漏電流數(shù)據(jù)信息進(jìn)行打包，然后通過GPRS無線模塊上傳至上位機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容性設(shè)備絕緣狀態(tài)實時在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述的步驟2數(shù)據(jù)解析，具體按照以下步驟實施步驟a 根據(jù)下式計算采集數(shù)據(jù)的電壓峰峰值其中Upeak+，Upeak_為經(jīng)快速FFT后的采樣數(shù)據(jù)的正負(fù)峰值，Kfflag為信號放大倍數(shù)； 步驟b 根據(jù)下式計算泄漏電流的大小其中Ureal為電壓峰峰值；步驟c 按照下式，結(jié)合泄漏電流、電網(wǎng)頻率計算等值電容其中U為母線電壓，f為泄漏電流的頻率； 步驟d 按照下式用相對比較法得出相對介損相對介損， T其中&為計數(shù)器的計數(shù)周期，τ為電網(wǎng)電壓的周期，η為計算脈沖數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容性設(shè)備絕緣狀態(tài)實時在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述的步驟3報警，具體按照以下步驟實施當(dāng)監(jiān)測到的相對介損的值大于總閾值0. 5時，通過手機(jī)短信Modem向值班人員發(fā)送手機(jī)短信。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容性設(shè)備絕緣狀態(tài)實時在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述的步驟3報警，具體按照以下步驟實施在專家軟件數(shù)據(jù)報表界面中將檢測到故障的數(shù)據(jù)以紅色方式突出顯示。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容性設(shè)備絕緣狀態(tài)實時在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述的步驟3報警，具體按照以下步驟實施使用報警燈，當(dāng)接收到故障消息時報警燈亮并發(fā)
全文摘要
本發(fā)明公開的一種電容性設(shè)備絕緣狀態(tài)實時在線監(jiān)測方法，對各種類型容性設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測的基礎(chǔ)上，通過上位機(jī)專家軟件對現(xiàn)場在線監(jiān)測終端所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確分析與處理，將反映設(shè)備狀態(tài)的各個參數(shù)以圖表、數(shù)據(jù)、曲線形式直觀顯示在專家軟件畫面上，并在檢測到設(shè)備故障時及時向值班人員以三種方式發(fā)出報警，提高了在線監(jiān)測的實時性、準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性以及時效性。避免了以往的狀態(tài)檢修帶來的勞動強(qiáng)度大、試驗周期長、缺陷檢出時效性差、影響供電可靠性等問題，減少了變電站中因電容型設(shè)備絕緣導(dǎo)致的停電、供電異常等現(xiàn)象。
文檔編號G01R31/16GK102426328SQ201110345949
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者付濤陽, 劉娟, 劉宗杰, 劉錦英, 孔令明, 李斌, 肖云東 申請人:山東電力集團(tuán)公司濟(jì)寧供電公司