用于识别电运行机构中的局部放电的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术的主题是一种用于识别电运行机构(80)中的局部放电的方法，其中借助于多个传感器装置(97‑102)，在运行机构(80)的不同位置处分散式地检测电磁信号(9)，其特征在于，借助于电压测量装置(3)对于电压(94‑96)集中地确定正弦形相位变化过程(2)；并且借助于参考装置(5)，给表征相位变化过程的至少一个相位点设置时间戳(t0，t1)；并且借助于时间戳装置(103)，给电磁信号(9)分别设置时间戳；并且借助于评估装置(10)，在电磁信号(9)中分别确定局部放电信号；并且借助于评估装置(10)，在将正弦形相位变化过程(2)与局部放电信号叠加时，考虑表征性的相位点的至少一个时间戳(t0，t1)和局部放电信号的时间戳。此外，本发明专利技术的主题涉及一种用于识别电运行机构中的局部放电的装置。

Method and device for identifying partial discharge in electric operation mechanism

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于识别电运行机构中的局部放电的方法和装置
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的方法以及一种根据权利要求11的前序部分所述的装置。
技术介绍
气体绝缘的开关设备从西门子公司的2011年的订货号为E50001-G620-A122-V1的产品手册“结构系列为8DN8至170kV、63kA、4000A的气体绝缘的开关设备”中已知。在气体绝缘的开关设备(GIS)的状态监控中，主要关注局部放电(TE)的识别，因为所述局部放电在大多数故障情况下发生。所述选择的手段是借助于测量电磁波(EM)来探测TE，所述电磁波在GIS中的每次TE时传播。所述电磁波通常在超高频范围(UHF范围)中被检测到，所述超高频范围在频谱中从几百MHz至几GHz。在TE的情况下，对于(例如50Hz的电网电压的)每次正弦波通常多次地出现电磁脉冲。所述脉冲是宽带的，但是由于GIS受构型所决定，所述脉冲在一些频率范围内比在其他频率范围内衰减更多。因此，用于检测TE的理想的频率范围对于不同类型的GIS变化。用于状态监控的方法必须可靠地检测TE从而必须足够敏感地能够检测待监控的GIS的电磁脉冲。为保证这一点，在开始运转时借助于所谓的校准器设定系统。校准器能够提供电磁参考脉冲，以便校准用于识别局部放电的方法或相应的装置。UHFTE监控系统的典型的装配由滤波器部件、信号放大装置和能够快速且精确地产生12位信号的模数转换器构成。此外，干扰信号滤波和故障原因识别根据所谓的断路器选相分合闸(Point-on-Wave)分析方法执行。附加地，需要数据存储、可视化和通信协议。作为基础的硬件和软件部分地使用直至每字段六次。这由此得出，例如在GIS三相地构成时，对于每个相，分别在功率开关上游和下游需要用于TE的测量装置。至今的方案的结果是允许技术专家直接分析故障原因和故障严重性的复杂的且昂贵的系统。例如，从西门子公司2012年的订单号为IC1000-G240A100-X-4A00的产品手册“Assetguard开关柜状态监控-集成的变电站状态监控”中已知的商标名为“AssetguardPDM”的用于GIS的数字状态监控系统。也从RolfKurrer于1997年在斯图加特大学的能量传输和高压技术研究所的博士论文《TeilentladungsmessungimGigahertz-FrequenzbereichanSF6-isoliertenSchaltanlagen》ISBN3-8265-2211-7已知用于评估UHF信号以识别GIS中的局部放电的方法。在已知的方法中，经常评估所谓的相位分布局部放电(PRPD)图，因为所述相位分布局部放电图谱能够实现推断出局部放电的原因。对于PRPD图谱，所识别到的局部放电信号与表示初级电压的正弦信号叠加，所述初级电压即施加在气体绝缘的开关设备上的且待切换的电压。通过UHF天线检测的TE信号本身不允许推导出关于在正弦波的哪个相上发生局部放电的结论。通过在PRPD图谱中的叠加，局部放电事件与相位位置相关联作为所谓的断路器选相分合闸(PoW)信息。所述相位信息允许假设关于局部放电的原因，因为局部放电在GIS中在相位变化过程中通常在特定的时间触发。UHFTE监控系统的典型的装配设有分散式检测单元，以便将天线与检测单元之间的线缆连接长度保持得短(通常小于10m)。否则，接收到的UHF信号的衰减过高。为了实现断路器选相分合闸评估，通常对于每个分散式检测单元在GIS处单独地检测正弦波的变化过程。在上述系统Assetguard中，例如分别从TE监控系统的电压供给中确定正弦波。
技术实现思路
从迄今已知的用于借助于UHF评估来识别电运行机构中的局部放电的方法为出发点，本专利技术的目的在于提成一种方法，所述方法是相对简单且成本低的。本专利技术通过根据权利要求1的方法实现所述目的。例如能够使用已知的相量测量装置作为电压测量装置。参考装置和时间戳装置例如能够借助于各一个数字信号处理器以及相应的软件来实行。评估装置也能够借助于常用的计算机构例如数字信号处理器或计算机来实行。根据本专利技术的方法的核心是：代替n次分散式地检测，集中地检测施加到运行机构上的电压仅一次。为此，集中的部件——如分散式的部件那样——具有与外部时间服务器同步的内部时间参考。这得出如下可行性：测量到的参考电压和分散式地检测到的脉冲设有时间戳以用于随后的评估。基于内部的时间参考，借助合适的测量方面的手段确定正弦波的特征点，例如在上升沿情况下的过零点的时刻(t0、t1、...tn)。考虑到在检测电磁脉冲或局部放电时可能的死区时间(Totzeit)或延迟，得到的TE测量结果可能与集中测量到的正弦波叠加。也就是说，与迄今为止的用于检测局部放电的方法相反，集中地测量参考电压以及分散式地将TE测量与参考电压叠加，其中，数字地和分组模式地交换每个信息。在这种情况下，系统部件彼此同步，但是原则上也在外部暂时地同步。得出一系列的优点。并非总是提供足够数量的电压转换器以便给所有的分散式的部件提供来自电压转换器的正弦信息。已知的关于在电压转换器上进行测量，例如在电压供给部上进行测量或测量荧光管的闪烁频率的替选方案，在实际的正弦信号方面以及在彼此同步方面是不精确的。根据本专利技术，能够使用已经存在的通信信道，这节省附加的布线并且节省成本。在根据本专利技术的方法的一个优选的实施方式中，根据局部放电信号的时间戳建立与在运行机构上发生的事件的关联。所述事件必须相应地同样设有允许暂时的同步的时间戳。在所述实施方式的一个优选的改进方案中，所述事件包括以下事件中的至少一个：保护事件、电压过高、切换事件。由于切换事件，电弧的构成——以及其持续时间——通常描述为“飞弧时间(ArcingTime)”。在此，涉及直至在GIS内的电弧熄灭的时间。这种电弧在切换过程中发生，其中，电弧的持续时间给出GIS中的错误的指示。保护事件例如能够通过将局部放电与所谓的“电力系统暂态数据交换通用格式文件(ComtradeFiles)”叠加来识别。在根据本专利技术的方法的一个优选的实施方式中，将用于接收电磁信号的内部天线和/或外部天线用作为传感器装置。内部和外部接收的UHF信号分别以相同的根据本专利技术的方式来评估。如果借助于内部天线识别到的TE信号也在相关联的外部天线的所接收到的UHF信号中出现，那么这是从外部作用的干扰，而不是在GIS中出现的TE。因此，这种被识别为外部的干扰作用的信号不被评估为局部放电，并且在进一步评估中不予考虑。在根据本专利技术的方法的另一优选的实施方式中，将气体绝缘的电开关设备用作为运行机构。这是有利的，因为局部放电经常可能在GIS中出现，并且在那里指示设备中的故障。当今的GIS在正常运行中不应该产生局部放电。在根据本专利技术的方法的另一优选的实施方式中，在用于运行机构的电压转换器处集中地检测电压。这是有利的，因为在电压转换器处能够特别简单地测量所连接的运行机构的电压变化过程。在根据本专利技术的方法的另一优选的实施方式中，分别评估叠加，以便识别相应的局部放电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于识别电运行机构(80)中的局部放电的方法，在所述方法中，/n借助于多个传感器装置(97-102)，在所述运行机构(80)的不同位置处分散式地检测电磁信号(9)，/n其特征在于，/n借助于电压测量装置(3)对于电压(94-96)集中地确定正弦形相位变化过程(2)，并且/n借助于参考装置(5)，给表征所述相位变化过程的至少一个相位点设置时间戳(t0，t1)，并且/n借助于时间戳装置(103)，分别给所述电磁信号(9)设置时间戳，并且/n借助于评估装置(10)，在所述电磁信号(9)中分别确定局部放电信号，并且/n借助于所述评估装置(10)，在将所述正弦形相位变化过程(2)与所述局部放电信号叠加(12)时，考虑表征性的相位点的至少一个时间戳(t0，t1)和所述局部放电信号的时间戳。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170926 DE 102017217127.81.一种用于识别电运行机构(80)中的局部放电的方法，在所述方法中，
借助于多个传感器装置(97-102)，在所述运行机构(80)的不同位置处分散式地检测电磁信号(9)，
其特征在于，
借助于电压测量装置(3)对于电压(94-96)集中地确定正弦形相位变化过程(2)，并且
借助于参考装置(5)，给表征所述相位变化过程的至少一个相位点设置时间戳(t0，t1)，并且
借助于时间戳装置(103)，分别给所述电磁信号(9)设置时间戳，并且
借助于评估装置(10)，在所述电磁信号(9)中分别确定局部放电信号，并且
借助于所述评估装置(10)，在将所述正弦形相位变化过程(2)与所述局部放电信号叠加(12)时，考虑表征性的相位点的至少一个时间戳(t0，t1)和所述局部放电信号的时间戳。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将用于接收电磁信号(9)的内部天线和/或外部天线(97-101)用作为传感器装置。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用气体绝缘的电开关设备(80)作为运行机构。


4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在用于所述运行机构(80)的电压转换器(87-90)处集中地检测电压(U)。


5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，分别评估所述叠加(12)，以便识别相应的局部放电的原因。


6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，分别将断路器选相分合闸方法用于所述叠加(12)。


7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将精确时间协议用于所述时间戳(t0，t1)。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，以小于100μs的精度确定所述时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东·威登鲍尔，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE