專利名稱：全封閉氣體絕緣組合電器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力設(shè)備狀態(tài)檢修領(lǐng)域，具體地說，涉及一種全封閉氣體絕緣組合電器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著故障診斷技術(shù)的發(fā)展，電力設(shè)備狀態(tài)檢修逐步進(jìn)入實用化，并由于其巨大的效益而在工業(yè)界引起廣泛重視，國外已在狀態(tài)檢修技術(shù)研究和實踐應(yīng)用方面取得了較成功的經(jīng)驗，我國目前也正在大力推廣應(yīng)用狀態(tài)檢修技術(shù)。要實施狀態(tài)檢修技術(shù)，設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)是關(guān)鍵點。相比于其它高壓電氣設(shè)備，全封閉氣體絕緣組合電器，簡稱 GIS (Gas Insulated Switchgear)，以其結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、噪聲低、無火災(zāi)危險、檢修周期長、可靠性高等其它電力設(shè)備所無法比擬的優(yōu)點，自從問世以來，發(fā)展非常迅速，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。局部放電是電氣設(shè)備老化過程中出現(xiàn)的必然現(xiàn)象。通過局部放電的測量以及局部放電特征量的分析與處理，可以確定電氣設(shè)備內(nèi)部是否存在嚴(yán)重的絕緣隱患，確定絕緣損壞的類型，范圍以及嚴(yán)重程度，從而有利于絕緣系統(tǒng)的設(shè)計、安裝的改進(jìn)以及更換老化的絕緣系統(tǒng)來防止事故的發(fā)生。目前，市場對GIS設(shè)備進(jìn)行局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)需求逐漸明確，已由工程試點向大范圍招標(biāo)過度，市場對局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)有巨大的需求量。
發(fā)明內(nèi)[0005]本實用新型的目的是提供一種具有診斷功能、報警功能，抗干擾能力強并可有效防止事故發(fā)生的全封閉氣體絕緣組合電器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種全封閉氣體絕緣組合電器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由UHF傳感器、信號處理模塊、現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)、通信單元、本地診斷服務(wù)器和本地工作站組成，UHF傳感器通過數(shù)據(jù)線和信號處理模塊的輸入端連接，信號處理模塊的輸出端通過數(shù)據(jù)線與現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)連接，現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)的輸出端通過數(shù)據(jù)線與通信單元連接，通信單元的通信端口將現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)計算、分析和判斷得出的數(shù)據(jù)按通訊規(guī)約送往本地工作站和本地診斷服務(wù)器。UHF傳感器的天線工作帶寬為300MHz 2. 7GHz。信號處理模塊由通過導(dǎo)線連接在一起的濾波電路、放大電路和檢波電路組成，并對UHF傳感器采集到的信號進(jìn)行濾波、放大、檢波，再傳送至現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)?，F(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)由通過導(dǎo)線連接在一起的采樣電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字濾波電路、 比較電路、報警電路、存儲電路和時控電路組成。采用上述技術(shù)方案后，內(nèi)置的或外置的UHF傳感器可以采集局部放電信號，信號調(diào)理模塊主要對UHF傳感器采集到的信號就行濾波、放大、檢波，傳送至現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)，現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)安裝在被監(jiān)測設(shè)備現(xiàn)場，實時監(jiān)視GIS設(shè)備相關(guān)特征參量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)采集的GIS
3局部放電數(shù)據(jù)的預(yù)處理，實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)就地數(shù)字化和緩存，經(jīng)過計算、分析和判斷，完成GIS 設(shè)備當(dāng)前運行狀況的就地監(jiān)測和缺陷報警功能，由通信端口按IEC61850通訊規(guī)約送往本地工作站和本地診斷服務(wù)器。本系統(tǒng)的優(yōu)點是抗干擾能力強，運行中能夠區(qū)分局部放電信號與內(nèi)、外界的干擾信號，如開合動作信號、自檢信號、無線電、通訊信號等干擾信號。能夠?qū)⒏邏洪_關(guān)設(shè)備操作所產(chǎn)生的暫態(tài)波、及其他外界干擾信號(移動電話信號、雷達(dá)信號、電動機干擾、熒光燈等干擾信號)的影響最小化。可以確定電氣設(shè)備內(nèi)部是否存在嚴(yán)重的絕緣隱患，確定絕緣損壞的類型，范圍以及嚴(yán)重程度，從而有利于絕緣系統(tǒng)的設(shè)計、安裝的改進(jìn)以及更換老化的絕緣系統(tǒng)來防止事故的發(fā)生。

圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，一種全封閉氣體絕緣組合電器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由UHF 傳感器、信號處理模塊、現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)、通信單元、本地診斷服務(wù)器和本地工作站組成，UHF 傳感器通過數(shù)據(jù)線和信號處理模塊的輸入端連接，信號處理模塊的輸出端通過數(shù)據(jù)線與現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)連接，現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)的輸出端通過數(shù)據(jù)線與通信單元連接，通信單元的通信端口將現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)計算、分析和判斷得出的數(shù)據(jù)按通訊規(guī)約送往本地工作站和本地診斷服務(wù)器。UHF傳感器的天線工作帶寬為300MHz 2. 7GHz。信號處理模塊由通過導(dǎo)線連接在一起的濾波電路、放大電路和檢波電路組成，并對UHF傳感器采集到的信號進(jìn)行濾波、放大、檢波，再傳送至現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)?，F(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)由通過導(dǎo)線連接在一起的采樣電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字濾波電路、 比較電路、報警電路、存儲電路和時控電路組成。本實用新型的UHF傳感器采用內(nèi)置式或外置式，新設(shè)備建議采用內(nèi)置傳感器方式，在設(shè)備制造前與GIS采用一體化設(shè)計。對已經(jīng)運行的設(shè)備采用外置傳感器方式，外置式局部放電信號檢測傳感器尺寸大小與GIS相配套，不影響GIS的正常運行。傳感器的位置分布會影響局部放電檢測靈敏度，在線監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器布置應(yīng)滿足于最大限度覆蓋所監(jiān)測的設(shè)備。為保證檢測靈敏度，系統(tǒng)安裝時應(yīng)進(jìn)行充分論證并提出合理的傳感器布置方案， 并進(jìn)行詳細(xì)論證。通信單元采用滿足監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸所需要的、標(biāo)準(zhǔn)的、可靠的現(xiàn)場工業(yè)控制總線、以太網(wǎng)絡(luò)總線或光纖網(wǎng)絡(luò)。在線監(jiān)測系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)及規(guī)約，應(yīng)符合電力設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測診斷中心系統(tǒng)之綜合處理單元的相關(guān)規(guī)定，必須支持IEC61850，并通過IEC61850互操作測試。本地工作站具有下列功能1、數(shù)據(jù)顯示在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件具備實時數(shù)據(jù)顯示功能，直接顯示傳感器接受到的局放活動。 軟件系統(tǒng)具有列明局放探頭標(biāo)識分布及盆式絕緣子位置的GIS間隔布置圖以及信號幅值、 相位、放電頻次等基本的局部放電表征參數(shù)及各種統(tǒng)計特征參數(shù)的顯示。[0022]2、數(shù)據(jù)記錄功能(1)現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)(Local Monitoring System，簡稱LMS)上傳的報警數(shù)據(jù)應(yīng)能準(zhǔn)確可靠地進(jìn)行本地儲存；LMS上傳報警后應(yīng)能正確記錄動態(tài)數(shù)據(jù)；裝置異常等情況下應(yīng)能夠正確建立事件標(biāo)識。( 2 )保證記錄數(shù)據(jù)的安全性，不會因電源中斷、快速或緩慢波動及跌落丟失已記錄的動態(tài)數(shù)據(jù)；不會因外部訪問而刪除動態(tài)記錄數(shù)據(jù)；不提供人工刪除和修改動態(tài)記錄數(shù)據(jù)的功能；按任意一個開關(guān)或按鍵，不會丟失或抹去已記錄的信息。3、報警功能能夠根據(jù)LMS上傳的報警數(shù)據(jù)發(fā)出報警信號，并且報警信號可遠(yuǎn)傳，報警功能限值可修改。報警包括聲、光、短信等形式，并提供可接入主控制室的信號接口。4、通訊功能(1)監(jiān)測裝置通訊采用滿足監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸所需要的、標(biāo)準(zhǔn)的、可靠的現(xiàn)場工業(yè)控制總線、以太網(wǎng)絡(luò)總線或光纖網(wǎng)絡(luò)。(2)監(jiān)測裝置的通訊和數(shù)據(jù)格式滿足在線監(jiān)測系統(tǒng)通訊規(guī)約及設(shè)備數(shù)據(jù)建模規(guī)范，并按上述規(guī)范將監(jiān)測數(shù)據(jù)接入到本地診斷服務(wù)器上。(3)能夠?qū)MS預(yù)先設(shè)定報警策略5、數(shù)據(jù)歷史查詢、趨勢分析通過調(diào)用LMS上的歷史數(shù)據(jù)，支持以‘小時、天、星期、月、年’等不同更新周期的趨勢分析，并且數(shù)據(jù)趨勢的顯示時間段應(yīng)是可選擇的。6、對時功能同一變電站內(nèi)連接在通信單元上的監(jiān)測裝置的監(jiān)測量和環(huán)境參數(shù)應(yīng)保證在同一時間采集；走時誤差優(yōu)于士0. 5s/Mh，應(yīng)具有與LMS和本地診斷服務(wù)器對時的功能。7、系統(tǒng)管理權(quán)限控制可訪問LMS的權(quán)限管理功能由密碼等方法控制。8、操作系統(tǒng)支持系統(tǒng)運行的電腦操作系統(tǒng)采用微軟公司最可靠的視窗系統(tǒng)。操作系統(tǒng)適配并通過測試，確保在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件可持續(xù)運行。系統(tǒng)硬件配置為當(dāng)前市場上最新配置。9、系統(tǒng)升級系統(tǒng)軟件可進(jìn)行升級，在使用年限中，通過系統(tǒng)升級、更新與局放技術(shù)同步。10 ‘軟件界面軟件系統(tǒng)采用用戶方便使用的界面。11、數(shù)據(jù)接口開放要求系統(tǒng)提供以下數(shù)據(jù)接口 (a)接收LMS上傳的數(shù)據(jù)。(b)對外提供所采集的報警數(shù)據(jù)。(c)其他業(yè)務(wù)所需要的數(shù)據(jù)接口信息。本地診斷服務(wù)器具有下列功能1、數(shù)據(jù)顯示在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件具備實時數(shù)據(jù)顯示功能，直接顯示傳感器接受到的局放活動。軟件系統(tǒng)具有列明局放探頭標(biāo)識分布及盆式絕緣子位置的GIS(HGIS)間隔布置圖以及信號幅值、相位、放電頻次等基本的局部放電表征參數(shù)及各種統(tǒng)計特征參數(shù)的顯示2、數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖譜分析功能具有在線局放幅值累積圖、局放數(shù)據(jù)顯示、單周期圖數(shù)據(jù)顯示、中、短期趨勢顯示圖以及基本統(tǒng)計譜圖(Φ-q-n)和二維譜圖(φ-q，Φ _n，q_n)、PRPD、PRPS等圖譜顯示，并能完成數(shù)據(jù)橫向?qū)Ρ?、不同圖表之間的疊加對比功能。3、數(shù)據(jù)分析及診斷系統(tǒng)在線監(jiān)測系統(tǒng)有智能診斷軟件對各種缺陷進(jìn)行自動辨認(rèn)，系統(tǒng)自動將采集到的信號進(jìn)行模式識別，能判斷出不同類型局放信號，包括懸浮電位的電極、自由微粒、內(nèi)部電暈、 內(nèi)部空穴、母線毛刺、殼體毛刺等，以及不同類型的干擾信號。診斷系統(tǒng)能準(zhǔn)確有效地找到故障現(xiàn)象的直接原因，其診斷方式，在數(shù)據(jù)信息不完全的情況下也應(yīng)能夠工作，最大限度地避免虛警和漏診。診斷系統(tǒng)對普通現(xiàn)場檢修人員隱藏系統(tǒng)的復(fù)雜細(xì)節(jié)，明確提示報警信息和診斷結(jié)論，提高了綜合診斷系統(tǒng)的易用性；而對高級用戶則強調(diào)診斷系統(tǒng)配置的靈活性和診斷結(jié)果的自說明性。4、數(shù)據(jù)歷史查詢、趨勢分析通過調(diào)用LMS上的歷史數(shù)據(jù)，支持以‘小時、天、星期、月、年’等不同更新周期的趨勢分析，并且數(shù)據(jù)趨勢的顯示時間段應(yīng)是可選擇的。5、數(shù)據(jù)輸出功能可將局放數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)自動輸出到Word或Excel等軟件的功能，或者可自動將局放數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換為SQL服務(wù)器數(shù)據(jù)庫或Oracle數(shù)據(jù)庫格式并輸出。6、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸診斷功能具有遠(yuǎn)程控制、診斷、查詢、訪問等功能，通過廣域網(wǎng)將數(shù)據(jù)實時傳送到遠(yuǎn)程診斷服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一管理及診斷。局域網(wǎng)中遠(yuǎn)程客戶可通過網(wǎng)絡(luò)方式在任何時間接入系統(tǒng)，查看最新的監(jiān)測診斷結(jié)果。在線監(jiān)測裝置與遠(yuǎn)程診斷服務(wù)器的信息交互，遵循遠(yuǎn)程診斷服務(wù)器平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所規(guī)定的方式。7、單一事件捕捉及報警可通過通信單元配置LMS，使其能采用閾值報警、關(guān)聯(lián)報警和趨勢報警等多種報警模式；可配置多個報警級別。能自動捕捉并記錄啟動報警的局放信號，同時進(jìn)行報警，報警包括聲、光、短信等形式，并提供可接入本地工作站的信號接口。8、參數(shù)設(shè)置功能在軟件菜單中可以遠(yuǎn)程對LMS進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，包括局放信號閾值、硬件可控參數(shù)設(shè)置等。9、數(shù)據(jù)調(diào)用功能可對LMS進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)和文件夾的創(chuàng)建日期及訪問時間等歷史數(shù)據(jù)的調(diào)用。10、缺陷信息統(tǒng)計功能根據(jù)報警的數(shù)據(jù)可以自動繪制每一測點的信號圖譜。自動對LMS上報的數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖，方便相關(guān)人員進(jìn)行分析判斷。同時具有手動選擇時間功能。所繪圖表能導(dǎo)出到word 文檔方便制作各類報表使用。11、對時功能[0070]同一變電站內(nèi)連接在通信單元上的監(jiān)測裝置的監(jiān)測量和環(huán)境參數(shù)應(yīng)保證在同一時間采集；走時誤差優(yōu)于士0. 5s/Mh，應(yīng)具有與LMS和本地工作站對時的功能。12、系統(tǒng)管理權(quán)限控制可訪問LMS的權(quán)限管理功能由密碼等方法控制。13、操作系統(tǒng)支持系統(tǒng)運行的電腦操作系統(tǒng)采用微軟公司最可靠的視窗系統(tǒng)。操作系統(tǒng)適配并通過測試，確保在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件可持續(xù)運行。系統(tǒng)硬件配置為當(dāng)前市場上最新配置。14、系統(tǒng)升級系統(tǒng)軟件可進(jìn)行升級，在使用年限中，通過系統(tǒng)升級、更新與局放技術(shù)同步。15、軟件界面軟件系統(tǒng)采用用戶方便使用的界面。16、數(shù)據(jù)接口開放要求系統(tǒng)提供以下數(shù)據(jù)接口 (a)接收LMS上傳的數(shù)據(jù)。(b)對外提供所采集的報警數(shù)據(jù)。(c)其他業(yè)務(wù)所需要的數(shù)據(jù)接口信息。
權(quán)利要求1.一種全封閉氣體絕緣組合電器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由UHF 傳感器、信號處理模塊、現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)、通信單元、本地診斷服務(wù)器和本地工作站組成，UHF 傳感器通過數(shù)據(jù)線和信號處理模塊的輸入端連接，信號處理模塊的輸出端通過數(shù)據(jù)線與現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)連接，現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)的輸出端通過數(shù)據(jù)線與通信單元連接，通信單元的通信端口將現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)計算、分析和判斷得出的數(shù)據(jù)按通訊規(guī)約送往本地工作站和本地診斷服務(wù)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封閉氣體絕緣組合電器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的UHF傳感器的天線工作帶寬為300MHC2. 7GHz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全封閉氣體絕緣組合電器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于信號處理模塊由通過導(dǎo)線連接在一起的濾波電路、放大電路和檢波電路組成，并對 UHF傳感器采集到的信號進(jìn)行濾波、放大、檢波，再傳送至現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全封閉氣體絕緣組合電器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)由通過導(dǎo)線連接在一起的采樣電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字濾波電路、 比較電路、報警電路、存儲電路和時控電路組成。
專利摘要一種全封閉氣體絕緣組合電器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由UHF傳感器、信號處理模塊、現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)、通信單元、本地診斷服務(wù)器和本地工作站組成，UHF傳感器通過數(shù)據(jù)線和信號處理模塊的輸入端連接，信號處理模塊的輸出端通過數(shù)據(jù)線與現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)連接，現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)的輸出端通過數(shù)據(jù)線與通信單元連接，通信單元的通信端口將現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)計算、分析和判斷得出的數(shù)據(jù)按通訊規(guī)約送往本地工作站和本地診斷服務(wù)器。本實用新型用于電力設(shè)備檢修領(lǐng)域，具有診斷功能、報警功能，抗干擾能力強并可有效防止事故發(fā)生。
文檔編號G01R31/12GK202196143SQ20112030419
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者黃崢 申請人:南京智信達(dá)電力自動化有限公司