專利名稱：變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警裝置及預(yù)警方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警裝置，特別涉及一種變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警裝置及預(yù)警方法。
背景技術(shù)：
隨著電カ系統(tǒng)向高壓大容量方向發(fā)展，電カ變壓器的電壓等級(jí)和單臺(tái)容量也在不斷提高，其運(yùn)行的可靠性直接關(guān)系到電カ系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。高壓大容量電カ變壓器一旦發(fā)生事故，將會(huì)造成大面積停電，甚至危及整個(gè)電カ系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，事故涉及面大、維修費(fèi)用高、周期長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)損失巨大。統(tǒng)計(jì)分析表明大型電カ變壓器事故發(fā)生 的ー個(gè)重要原因是絕緣故障，絕緣系統(tǒng)的狀況直接決定了變壓器運(yùn)行的可靠性。但由于理論的缺乏和技術(shù)的限制，目前的變壓器絕緣故障研究集中在故障后的保護(hù)以及絕緣老化監(jiān)測(cè)方面，暫時(shí)沒(méi)有故障預(yù)警方法和相應(yīng)的裝置。當(dāng)這些保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)或絕緣老化監(jiān)測(cè)裝置發(fā)現(xiàn)絕緣老化較為嚴(yán)重時(shí)，很有可能已經(jīng)造成無(wú)法挽回的損失，甚至是重大安全事故。但絕大多數(shù)的絕緣故障都是有ー個(gè)發(fā)展的過(guò)程，如果能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的捕捉到變壓器絕緣正常到故障之間的發(fā)展過(guò)程，就有可能實(shí)現(xiàn)變壓器絕緣實(shí)時(shí)故障預(yù)警。變壓器絕緣實(shí)時(shí)故障預(yù)警，是防止重大事故發(fā)生的最有效的手段之一，是提高供電可靠性和電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益的需要，也是繼電保護(hù)的進(jìn)一歩發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警裝置及預(yù)警方法，能夠及時(shí)的捕捉到變壓器絕緣正常到故障的發(fā)展過(guò)程，及時(shí)提供變壓器絕緣故障預(yù)警信息，防止進(jìn)ー步發(fā)展為重大事故。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，技術(shù)方案如下文所述變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警裝置，包括局部放電超高頻傳感器、局部放電超高頻信號(hào)調(diào)理器、同軸電纜、鐵芯接地電流傳感器、鐵芯接地電流信號(hào)調(diào)理器、屏蔽信號(hào)線、A/D采集卡、CAN通訊卡、エ控機(jī)，A/D采集卡、CAN通訊卡分別安裝在エ控機(jī)內(nèi)；局部放電超高頻傳感器安裝在變壓器檢查孔或事故放油閥處，局部放電超高頻傳感器的輸出端通過(guò)同軸電纜與局部放電超高頻信號(hào)調(diào)理器的輸入端相連，局部放電超高頻信號(hào)調(diào)理器的輸出端通過(guò)同軸電纜與エ控機(jī)內(nèi)部的A/D采集卡相連；鐵芯接地電流傳感器安裝在變壓器鐵芯引出線與接地網(wǎng)連接處，鐵芯接地電流傳感器的輸出端通過(guò)屏蔽信號(hào)線與鐵芯接地電流信號(hào)調(diào)理器的輸入端相連，鐵芯接地電流信號(hào)調(diào)理器的輸出端通過(guò)屏蔽信號(hào)線與エ控機(jī)內(nèi)部的A/D采集卡相連，エ控機(jī)的CAN通訊卡與CAN網(wǎng)絡(luò)相連。變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警方法，包括以下步驟(I)、エ控機(jī)對(duì)絕緣故障信號(hào)進(jìn)行連續(xù)采集和分析與計(jì)算エ控機(jī)依次完成以下エ作五個(gè)エ頻周期的局部放電超高頻信號(hào)的采集，采用多線程并發(fā)處理技術(shù)同步進(jìn)行局部放電超高頻信號(hào)的分析與計(jì)算和原始采樣數(shù)據(jù)顯示和存儲(chǔ)，五個(gè)エ頻周期的鐵芯接地電流信號(hào)的采集，采用多線程并發(fā)處理技術(shù)同步進(jìn)行鐵芯接地電流信號(hào)的分析與計(jì)算和原始采樣數(shù)據(jù)顯示和存儲(chǔ)，五個(gè)エ頻周期的局部放電超高頻信號(hào)的采集，周而復(fù)始；(2)、エ控機(jī)通過(guò)CAN通訊卡接收變壓器エ況信息，所述エ況信息為變壓器高低壓側(cè)斷路器狀態(tài)、一次側(cè)與二次側(cè)電壓值、一次側(cè)與二次側(cè)電流值，然后識(shí)別出變壓器的啟動(dòng)過(guò)程、空載運(yùn)行、并網(wǎng)過(guò)程、負(fù)載運(yùn)行、加負(fù)荷過(guò)程、減負(fù)荷過(guò)程、解列過(guò)程；(3)、エ控機(jī)通過(guò)CAN通訊卡把絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果向其他設(shè)備發(fā)送；
(4)、エ控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號(hào)分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器エ況信息，實(shí)時(shí)提供變壓器絕緣故障預(yù)警信息；(5)、エ控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號(hào)分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器エ況信息，采用多種數(shù)據(jù)儲(chǔ)存機(jī)制對(duì)原始采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存。多線程并發(fā)處理的技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)，描述如下所述的エ控機(jī)裝載有變壓器絕緣實(shí)時(shí)在線預(yù)警軟件，在軟件初始化時(shí)預(yù)先分別創(chuàng)建局部放電超高頻原始采樣數(shù)據(jù)的顯示(線程I )、局部放電超高頻原始采樣數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)(線程II)、局部放電超高頻信號(hào)的分析與計(jì) 算(線程III)、鐵芯接地電流原始采樣數(shù)據(jù)的顯示(線程IV)、鐵芯接地電流原始采樣數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)(線程V)、鐵芯接地電流信號(hào)的分析與計(jì)算(線程VD六個(gè)掛起的線程，當(dāng)局部放電超高頻信號(hào)采集完成時(shí)線程I、線程II、線程III三個(gè)線程被激活，當(dāng)完成局部放電超高頻原始采樣數(shù)據(jù)的顯示、原始采樣數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、信號(hào)的分析與計(jì)算之后，線程I、線程II、線程III三個(gè)線程被掛起；然后啟動(dòng)對(duì)鐵芯接地電流信號(hào)的采集，鐵芯接地電流信號(hào)的采集完成時(shí)線程IV、線程V、線程VI三個(gè)線程被激活，當(dāng)完成鐵芯接地電流原始采樣數(shù)據(jù)的顯示、原始采樣數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、信號(hào)的分析與計(jì)算之后，線程IV、線程V、線程VI分別被掛起，然后啟動(dòng)對(duì)局部放電超高頻信號(hào)的采集；周而復(fù)始。所述的局部放電超高頻信號(hào)的分析與計(jì)算，包括以下幾個(gè)步驟(I)、采用無(wú)限沖擊響應(yīng)高通數(shù)字濾波器來(lái)抑制傳感器耦合到的エ頻及其諧波等周期性窄帶干擾，其中的通帶邊界頻率為ΙΚΗζ，階數(shù)為2階；(2)、對(duì)局部放電超高頻信號(hào)中的脈沖進(jìn)行提取，脈沖提取的基本任務(wù)是確定脈沖的起始時(shí)間t(s)和終止時(shí)間t(e);即根據(jù)局部放電超高頻信號(hào)中脈沖上升沿和下降沿的位置，來(lái)確定脈沖的起點(diǎn)和終點(diǎn)；分別記錄下姆個(gè)脈沖的起點(diǎn)和終點(diǎn)在局部放電超高頻信號(hào)采樣序列l(wèi)x(i)}中的位置，作為脈沖提取的結(jié)果，i為自然數(shù)；(3)、對(duì)提取后的脈沖進(jìn)行脈沖寬度、脈沖幅值和脈沖上升沿的陡峭程度特征計(jì)算，并與エ控機(jī)內(nèi)知識(shí)庫(kù)中的各類脈沖相比較，來(lái)識(shí)別各類脈沖，各類脈沖為雷電感應(yīng)脈沖、雷電沖擊脈沖、刀閘操作感應(yīng)脈沖、刀閘操作沖擊脈沖、移動(dòng)通訊干擾脈沖和局部放電脈沖，再統(tǒng)計(jì)出各類脈沖幅值的最大值、平均值，各類脈沖的個(gè)數(shù)，作為局部放電超高頻信號(hào)的分析與計(jì)算的結(jié)果。對(duì)部放電超高頻信號(hào)中的脈沖進(jìn)行提取采用現(xiàn)有方法。鐵芯接地電流的分析與計(jì)算主要指計(jì)算鐵芯接地電流的全電流有效值，以及エ頻成分的有效值。在計(jì)算エ頻有效值時(shí)采用無(wú)限沖擊響應(yīng)低通數(shù)字濾波器來(lái)濾除高頻分量，其中的通帶邊界頻率為100Hz，階數(shù)為2階；由于變壓器絕緣故障信號(hào)通常同與變壓器エ況有密切的關(guān)系，變壓器絕緣故障預(yù)警得變壓器エ況信息來(lái)進(jìn)行。變壓器絕緣故障預(yù)警信息的技術(shù)方案如下文所述變壓器絕緣預(yù)警信息包括預(yù)警等級(jí)、預(yù)警機(jī)制、預(yù)警內(nèi)容。將變壓器絕緣故障預(yù)警信息等級(jí)分為異常提示、異常報(bào)警，級(jí)別依次升高。故障預(yù)警機(jī)制分為分エ況預(yù)警、突發(fā)性異常預(yù)警。分エ況報(bào)警指，根據(jù)當(dāng)前的變壓器エ況和絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果來(lái)提供變壓器絕緣故障預(yù)警信息，以并網(wǎng)過(guò)程為例預(yù)警信息可能為異常提示、分エ況預(yù)警、變壓器并網(wǎng)過(guò)程局部放電脈沖幅值較大。突發(fā)性異常預(yù)警指直接根據(jù)絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果，對(duì)突發(fā)性的絕緣故障信號(hào)異常直接發(fā)出預(yù)警信息，以雷電沖擊為例預(yù)警信息可能為異常報(bào)警、突發(fā)性異常預(yù)警、雷電沖擊后鐵芯接地電流明顯増大。エ控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號(hào)分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器エ況信息，實(shí)時(shí)提供變壓器絕緣故障預(yù)警信息，包括兩項(xiàng)內(nèi)容判斷在當(dāng)前エ況下，變壓器絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果是否超標(biāo)，若超標(biāo)則發(fā)出絕緣故障預(yù)警；不考慮當(dāng)前エ況，直接根據(jù)變壓器絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果簡(jiǎn)要分析，判斷是否發(fā)出絕緣故障預(yù)警。為了給絕緣故障預(yù)警保留證據(jù)并且在減少冗余的前提下盡量全面地保存絕緣故 障信號(hào)的原始采樣數(shù)據(jù)，為此采用了多種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制。エ控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號(hào)分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器エ況信息，對(duì)原始采樣數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)采用多種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制，包括以下幾個(gè)項(xiàng)預(yù)警事件存儲(chǔ)機(jī)制當(dāng)發(fā)出絕緣故障預(yù)警信息時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，為絕緣故障預(yù)警保留證據(jù)；變エ況存儲(chǔ)機(jī)制當(dāng)變壓器エ況出現(xiàn)變化時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，如當(dāng)出現(xiàn)并網(wǎng)過(guò)程、解列過(guò)程、變壓器增負(fù)荷或變壓器減負(fù)荷過(guò)程時(shí)保存數(shù)據(jù)，變エ況存儲(chǔ)機(jī)制主要用來(lái)記錄變壓器運(yùn)行特征變化下的絕緣故障信號(hào)的原始采樣數(shù)據(jù)；變負(fù)荷存儲(chǔ)機(jī)制將變壓器整個(gè)負(fù)荷區(qū)間劃分若干個(gè)子區(qū)間，當(dāng)變壓器在任意負(fù)荷子區(qū)間運(yùn)行的時(shí)間超過(guò)某閾值時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，每天每個(gè)負(fù)荷子區(qū)間上保存的文件不超過(guò)10個(gè)；特征信息過(guò)閾值存儲(chǔ)機(jī)制絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果超過(guò)某閾值時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；特征信息突變存儲(chǔ)機(jī)制當(dāng)絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果呈現(xiàn)突然増大或突然減小的趨勢(shì)時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；定時(shí)存儲(chǔ)機(jī)制根據(jù)時(shí)間定時(shí)觸發(fā)存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了絕緣預(yù)警裝置的常規(guī)信息記錄。本發(fā)明通過(guò)快速高效的實(shí)時(shí)信號(hào)處理的技術(shù)以及多線程并發(fā)處理的技術(shù)，使得エ控機(jī)完成五個(gè)エ頻周期的絕緣故障信號(hào)采集以及原始采樣數(shù)據(jù)的顯示、原始采樣數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算等這樣ー個(gè)采集-分析任務(wù)的時(shí)間花費(fèi)小于I秒，若發(fā)現(xiàn)變壓器絕緣故障信號(hào)出現(xiàn)異常立即發(fā)出預(yù)警信息，使得變壓器絕緣故障潛伏時(shí)間小于I秒。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)連接示意圖。圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明的絕緣故障預(yù)警方法流程圖。圖中I-變壓器，2-局部放電超高頻傳感器，3-同軸電纜，4-局部放電超高頻信號(hào)調(diào)理器，5-鐵芯接地電流傳感器，6-屏蔽信號(hào)線，7-鐵芯接地電流調(diào)理器，8- CAN網(wǎng)絡(luò)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明如圖I所示，本發(fā)明包括局部放電超高頻傳感器2、局部放電超高頻信號(hào)調(diào)理器4、同軸電纜3、鐵芯接地電流傳感器5、鐵芯接地電流信號(hào)調(diào)理器7、屏蔽信號(hào)線6、A/D采集卡、CAN通訊卡、エ控機(jī)，A/D采集卡、CAN通訊卡分別安裝在エ控機(jī)內(nèi)，局部放電超高頻傳感器2安裝在變壓器I檢查孔或事故放油閥處，局部放電超高頻傳感器2的輸出端通過(guò)高頻同軸電纜3用BNC連接頭與局部放電超高頻信號(hào)調(diào)理器4的輸入端相連，局部放電超高頻信號(hào)調(diào)理器4的輸出端通過(guò)高頻同軸電纜3用BNC連接頭與エ控機(jī)內(nèi)部的A/D采集卡相連；鐵芯接地電流傳感器5安裝在變壓器鐵芯引出線與接地網(wǎng)連接處，鐵芯接地電流傳感器5的輸出端通過(guò)屏蔽信號(hào)線6與鐵芯接地電流信號(hào)調(diào)理器7的輸入端相連，鐵芯接地電流信號(hào)調(diào)理器7的輸出端通過(guò)屏蔽信號(hào)線6用BNC連接頭與エ控機(jī)內(nèi)部的A/D采集卡相連，利用CAN通訊卡將エ控機(jī)通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)與其他監(jiān)測(cè)裝置相連接。局部放電超高頻傳感器采用的是武漢海泰電カ科技有限公司生產(chǎn)的UHTS 500型·傳感器(檢測(cè)頻帶500-1500 MHz)，局部放電超高頻信號(hào)調(diào)理器采用的是武漢海泰電カ科技有限公司生產(chǎn)的UHTM 500型信號(hào)調(diào)理器(通過(guò)包絡(luò)檢波技術(shù)對(duì)局放超高頻信號(hào)進(jìn)行降頻處理)，鐵芯接地電流傳感器采用的是武漢海泰電カ科技有限公司生產(chǎn)的CECS-3B型傳感器(接地電流測(cè)量范圍エ頻電流O. 001 10A，最大允許沖擊電流1000AX I秒)，鐵芯接地電流信號(hào)調(diào)理器采用的是武漢海泰電カ科技有限公司生產(chǎn)的CECM-3B型信號(hào)調(diào)理器，A/D采集卡采用的是采樣率為30MS/s的高速采集卡，エ控機(jī)采用的是的無(wú)風(fēng)扇、無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、免維護(hù)、可擴(kuò)展性強(qiáng)的エ控機(jī)。CAN通訊卡采用的是北京華控技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的HK-CAN30B。如圖2、圖3所示，變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警方法，包括以下步驟(I)、エ控機(jī)對(duì)絕緣故障信號(hào)進(jìn)行連續(xù)采集和分析與計(jì)算エ控機(jī)依次完成以下エ作五個(gè)エ頻周期的局部放電超高頻信號(hào)的采集，采用多線程并發(fā)處理技術(shù)同步進(jìn)行局部放電超高頻信號(hào)的分析與計(jì)算和原始采樣數(shù)據(jù)顯示和存儲(chǔ)，五個(gè)エ頻周期的鐵芯接地電流信號(hào)的采集，采用多線程并發(fā)處理技術(shù)同步進(jìn)行鐵芯接地電流信號(hào)的分析與計(jì)算和原始采樣數(shù)據(jù)顯示和存儲(chǔ)，五個(gè)エ頻周期的局部放電超高頻信號(hào)的采集，周而復(fù)始；(2)、エ控機(jī)通過(guò)CAN通訊卡接收變壓器エ況信息，所述エ況信息為變壓器高低壓側(cè)斷路器狀態(tài)、一次側(cè)與二次側(cè)電壓值、一次側(cè)與二次側(cè)電流值，然后識(shí)別出變壓器的啟動(dòng)過(guò)程、空載運(yùn)行、并網(wǎng)過(guò)程、負(fù)載運(yùn)行、加負(fù)荷過(guò)程、減負(fù)荷過(guò)程、解列過(guò)程；(3)、エ控機(jī)通過(guò)CAN通訊卡把絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果向其他設(shè)備發(fā)送；(4)、エ控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號(hào)分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器エ況信息，實(shí)時(shí)提供變壓器絕緣故障預(yù)警信息；(5)、エ控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號(hào)分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器エ況信息，采用多種數(shù)據(jù)儲(chǔ)存機(jī)制對(duì)原始采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存。所述的局部放電超高頻信號(hào)的分析與計(jì)算，包括以下幾個(gè)步驟(I)、采用無(wú)限沖擊響應(yīng)高通數(shù)字濾波器來(lái)抑制傳感器耦合到的エ頻及其諧波周期性窄帶干擾，其中的通帶邊界頻率為ΙΚΗζ，階數(shù)為2階；
(2)、對(duì)局部放電超高頻信號(hào)中的脈沖進(jìn)行提取，脈沖提取的基本任務(wù)是確定脈沖的起始時(shí)間t(s)和終止時(shí)間t(e);即根據(jù)局部放電超高頻信號(hào)中脈沖上升沿和下降沿的位置，來(lái)確定脈沖的起點(diǎn)和終點(diǎn)；分別記錄下姆個(gè)脈沖的起點(diǎn)和終點(diǎn)在局部放電超高頻信號(hào)采樣序列l(wèi)x(i)}中的位置，作為脈沖提取的結(jié)果，i為自然數(shù)；(3)、對(duì)提取后的脈沖進(jìn)行脈沖寬度、脈沖幅值和脈沖上升沿的陡峭程度特征計(jì)算，并與エ控機(jī)內(nèi)知識(shí)庫(kù)中的各類脈沖相比較，來(lái)識(shí)別各類脈沖，各類脈沖為雷電感應(yīng)脈沖、雷電沖擊脈沖、刀閘操作感應(yīng)脈沖、刀閘操作沖擊脈沖、移動(dòng)通訊干擾脈沖和局部放電脈沖，再統(tǒng)計(jì)出各類脈沖幅值的最大值、平均值，各類脈沖的個(gè)數(shù)，作為局部放電超高頻信號(hào)的分析與計(jì)算的結(jié)果。對(duì)部放電超高頻信號(hào)中的脈沖進(jìn)行提取采用現(xiàn)有方法。エ控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號(hào)分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器エ況信息，實(shí)時(shí)提供變壓器絕 緣故障預(yù)警信息，包括兩項(xiàng)內(nèi)容判斷在當(dāng)前エ況下，變壓器絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果是否超標(biāo)，若超標(biāo)則發(fā)出絕緣故障預(yù)警；不考慮當(dāng)前エ況，直接根據(jù)變壓器絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果簡(jiǎn)要分析，判斷是否發(fā)出絕緣故障預(yù)警。エ控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號(hào)分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器エ況信息，對(duì)原始采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用多種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制，包括以下幾個(gè)項(xiàng)預(yù)警事件存儲(chǔ)機(jī)制當(dāng)發(fā)出絕緣故障預(yù)警信息時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，為絕緣故障預(yù)警保留證據(jù)；變エ況存儲(chǔ)機(jī)制當(dāng)變壓器エ況出現(xiàn)變化時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，如當(dāng)出現(xiàn)并網(wǎng)過(guò)程、解列過(guò)程、變壓器增負(fù)荷或變壓器減負(fù)荷過(guò)程時(shí)保存數(shù)據(jù)，變エ況存儲(chǔ)機(jī)制主要用來(lái)記錄變壓器運(yùn)行特征變化下的絕緣故障信號(hào)的原始采樣數(shù)據(jù)；變負(fù)荷存儲(chǔ)機(jī)制將變壓器整個(gè)負(fù)荷區(qū)間劃分若干個(gè)子區(qū)間，當(dāng)變壓器在任意負(fù)荷子區(qū)間運(yùn)行的時(shí)間超過(guò)某閾值時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，每天每個(gè)負(fù)荷子區(qū)間上保存的文件不超過(guò)10個(gè)；特征信息過(guò)閾值存儲(chǔ)機(jī)制絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果超過(guò)某閾值時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；特征信息突變存儲(chǔ)機(jī)制當(dāng)絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果呈現(xiàn)突然増大或突然減小的趨勢(shì)時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；定時(shí)存儲(chǔ)機(jī)制根據(jù)時(shí)間定時(shí)觸發(fā)存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了絕緣預(yù)警裝置的常規(guī)信息記錄。以上所述，僅是用以說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施案例而已，并非用以限定本發(fā)明的可實(shí)施范圍，舉凡本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員在未脫離本發(fā)明所指示的精神與原理下所完成的一切等效改變或修飾，仍應(yīng)由本發(fā)明權(quán)利要求的范圍所覆蓋。
權(quán)利要求
1.變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警裝置，包括局部放電超高頻傳感器、局部放電超高頻信號(hào)調(diào)理器、同軸電纜、鐵芯接地電流傳感器、鐵芯接地電流信號(hào)調(diào)理器、屏蔽信號(hào)線、A/D采集卡、CAN通訊卡、工控機(jī)，A/D采集卡、CAN通訊卡分別安裝在工控機(jī)內(nèi)，其特征在于局部放電超高頻傳感器安裝在變壓器檢查孔或事故放油閥處，局部放電超高頻傳感器的輸出端通過(guò)同軸電纜與局部放電超高頻信號(hào)調(diào)理器的輸入端相連，局部放電超高頻信號(hào)調(diào)理器的輸出端通過(guò)同軸電纜與工控機(jī)內(nèi)部的A/D采集卡相連；鐵芯接地電流傳感器安裝在變壓器鐵芯引出線與接地網(wǎng)連接處，鐵芯接地電流傳感器的輸出端通過(guò)屏蔽信號(hào)線與鐵芯接地電流信號(hào)調(diào)理器的輸入端相連，鐵芯接地電流信號(hào)調(diào)理器的輸出端通過(guò)屏蔽信號(hào)線與工控機(jī)內(nèi)部的A/D采集卡相連，工控機(jī)的CAN通訊卡與CAN網(wǎng)絡(luò)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警方法，其特征在于包括以下步驟 (1)、工控機(jī)對(duì)絕緣故障信號(hào)進(jìn)行連續(xù)采集和分析與計(jì)算工控機(jī)依次完成以下工作五個(gè)工頻周期的局部放電超高頻信號(hào)的采集，采用多線程并發(fā)處理技術(shù)同步進(jìn)行局部放電超高頻信號(hào)的分析與計(jì)算和原始采樣數(shù)據(jù)顯示和存儲(chǔ)，五個(gè)工頻周期的鐵芯接地電流信號(hào)的采集，采用多線程并發(fā)處理技術(shù)同步進(jìn)行鐵芯接地電流信號(hào)的分析與計(jì)算和原始采樣數(shù)據(jù)顯示和存儲(chǔ)，五個(gè)工頻周期的局部放電超高頻信號(hào)的采集，周而復(fù)始； (2)、工控機(jī)通過(guò)CAN通訊卡接收變壓器工況信息，所述工況信息為變壓器高低壓側(cè)斷路器狀態(tài)、一次側(cè)與二次側(cè)電壓值、一次側(cè)與二次側(cè)電流值，然后識(shí)別出變壓器的啟動(dòng)過(guò)程、空載運(yùn)行、并網(wǎng)過(guò)程、負(fù)載運(yùn)行、加負(fù)荷過(guò)程、減負(fù)荷過(guò)程、解列過(guò)程； (3)、工控機(jī)通過(guò)CAN通訊卡把絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果向其他設(shè)備發(fā)送； (4)、工控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號(hào)分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器工況信息，實(shí)時(shí)提供變壓器絕緣故障預(yù)警信息； (5)、工控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號(hào)分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器工況信息，采用多種數(shù)據(jù)儲(chǔ)存機(jī)制對(duì)原始采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警方法，其特征在于所述的局部放電超高頻信號(hào)的分析與計(jì)算，包括以下幾個(gè)步驟 (1)、采用無(wú)限沖擊響應(yīng)高通數(shù)字濾波器來(lái)抑制傳感器耦合到的工頻及其諧波周期性窄帶干擾，其中的通帶邊界頻率為lKHz，階數(shù)為2階； (2)、對(duì)局部放電超高頻信號(hào)中的脈沖進(jìn)行提取，脈沖提取的基本任務(wù)是確定脈沖的起始時(shí)間t(s)和終止時(shí)間t(e);即根據(jù)局部放電超高頻信號(hào)中脈沖上升沿和下降沿的位置，來(lái)確定脈沖的起點(diǎn)和終點(diǎn)；分別記錄下每個(gè)脈沖的起點(diǎn)和終點(diǎn)在局部放電超高頻信號(hào)采樣序列l(wèi)x(i)}中的位置，作為脈沖提取的結(jié)果，i為自然數(shù)； (3)、對(duì)提取后的脈沖進(jìn)行脈沖寬度、脈沖幅值和脈沖上升沿的陡峭程度特征計(jì)算，并與工控機(jī)內(nèi)知識(shí)庫(kù)中的各類脈沖相比較，來(lái)識(shí)別各類脈沖，各類脈沖為雷電感應(yīng)脈沖、雷電沖擊脈沖、刀閘操作感應(yīng)脈沖、刀閘操作沖擊脈沖、移動(dòng)通訊干擾脈沖和局部放電脈沖，再統(tǒng)計(jì)出各類脈沖幅值的最大值、平均值，各類脈沖的個(gè)數(shù)，作為局部放電超高頻信號(hào)的分析與計(jì)算的結(jié)果。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警方法，其特征在于變壓器絕緣預(yù)警信息包括預(yù)警等級(jí)、預(yù)警機(jī)制、預(yù)警內(nèi)容。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警方法，其特征在于變壓器絕緣故障預(yù)警信息等級(jí)分為異常提示和異常報(bào)警。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警方法，其特征在于工控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號(hào)分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器工況信息，實(shí)時(shí)提供變壓器絕緣故障預(yù)警信息，包括兩項(xiàng)內(nèi)容 判斷在當(dāng)前工況下，變壓器絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果是否超標(biāo)，若超標(biāo)則發(fā)出絕緣故障預(yù)警； 不考慮當(dāng)前工況，直接根據(jù)變壓器絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果簡(jiǎn)要分析，判斷是否發(fā)出絕緣故障預(yù)警。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警方法，其特征在于工控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號(hào)分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器工況信息，對(duì)原始采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用多種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制，包括以下幾個(gè)項(xiàng) 預(yù)警事件存儲(chǔ)機(jī)制當(dāng)發(fā)出絕緣故障預(yù)警信息時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，為絕緣故障預(yù)警保留證據(jù)； 變工況存儲(chǔ)機(jī)制當(dāng)變壓器工況出現(xiàn)變化時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，如當(dāng)出現(xiàn)并網(wǎng)過(guò)程、解列過(guò)程、變壓器增負(fù)荷或變壓器減負(fù)荷過(guò)程時(shí)保存數(shù)據(jù)，變工況存儲(chǔ)機(jī)制主要用來(lái)記錄變壓器運(yùn)行特征變化下的絕緣故障信號(hào)的原始采樣數(shù)據(jù)； 變負(fù)荷存儲(chǔ)機(jī)制將變壓器整個(gè)負(fù)荷區(qū)間劃分若干個(gè)子區(qū)間，當(dāng)變壓器在任意負(fù)荷子區(qū)間運(yùn)行的時(shí)間超過(guò)某閾值時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，每天每個(gè)負(fù)荷子區(qū)間上保存的文件不超過(guò).10個(gè)； 特征信息過(guò)閾值存儲(chǔ)機(jī)制絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果超過(guò)某閾值時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)； 特征信息突變存儲(chǔ)機(jī)制當(dāng)絕緣故障信號(hào)的分析與計(jì)算結(jié)果呈現(xiàn)突然增大或突然減小的趨勢(shì)時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)； 定時(shí)存儲(chǔ)機(jī)制根據(jù)時(shí)間定時(shí)觸發(fā)存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了絕緣預(yù)警裝置的常規(guī)信息記錄。
全文摘要
本發(fā)明涉及變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警裝置及預(yù)警方法，裝置為局部放電超高頻傳感器安裝在變壓器檢查孔或事故放油閥處，局部放電超高頻傳感器通過(guò)同軸電纜與局部放電超高頻信號(hào)調(diào)理器相連，局部放電超高頻信號(hào)調(diào)理器通過(guò)同軸電纜與工控機(jī)內(nèi)部A/D采集卡相連；鐵芯接地電流傳感器安裝在變壓器鐵芯引出線與接地網(wǎng)處，鐵芯接地電流傳感器通過(guò)屏蔽信號(hào)線與鐵芯接地電流信號(hào)調(diào)理器相連，鐵芯接地電流信號(hào)調(diào)理器通過(guò)屏蔽信號(hào)線與工控機(jī)內(nèi)部A/D采集卡相連，工控機(jī)CAN通訊卡與CAN網(wǎng)絡(luò)相連。本發(fā)明實(shí)時(shí)在線完成原始采樣數(shù)據(jù)顯示、存儲(chǔ)及絕緣故障信號(hào)分析與計(jì)算，結(jié)合通過(guò)CAN通訊卡獲取的變壓器工況信息，及時(shí)提供變壓器絕緣故障預(yù)警信息，故障潛伏時(shí)間小于1秒。
文檔編號(hào)G01R19/25GK102680866SQ20121015962
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者孫文星, 李朝暉 申請(qǐng)人:李朝暉