用于高压电力设备异常诊断的系统及方法技术方案

一种高压电力设备的异常诊断系统和方法，其中有多个检测器检测高压电力设备的异常，并提供表示异常的输出，设备上述检测器，是用于检测存在于高压电力设备内部异常中的至少表示一种绝缘异常，供电异常和异物的预定现象，一个监控装置响应检测器的输出，提供所测得的异常类型的一个输出和显示两者中的至少一个。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。特别是，涉及一种适用于诊断至少某处绝缘的异常、供电的异常及用于检测异物存在的系统及方法。通常用于电力机械设备的异常诊断技术是离散型的，如对于绝缘异常情况，可参考日本专利公开号2518/1984、日本专利公开号41135/1980，及“关于气体绝缘变电站的国际会议论文”L1(1985)(Int.Symp.on Gas Insulated Substations)等。对于供电异常，可参考日本专利公开号31323/1981，IEEE学报，电力设备和系统，第100卷，第6期(1981)第2733至2739页(IEEE Trans.Power Apparatus and Systems VoL，PAS-100，No.6(1981)pp.2733～2739)等。例如，在关于气体绝缘变电站的国际会议论文L1中，描述了用以检测从数MHz至数GHz局部放电信号的装置。日本专利公开号41135/1980，采用检测由于GIS的振动或电场而使异物跳动而撞击出的声音，并监视异物的存在。进而，如对供电异常的诊断，公开号117421/1980的日本专利提出了一种具有复杂算法的处理机，用于检测来自箱体的振动。电力技术文献PE-87-7，变电站设备的异常诊断系统和方法是通过采用外部诊断系统，对检测信号进行基本处理，现场控制板和中心控制板之间的功能分担，以及应用光学传输和计算机而做出的。上面所述的通常技术试图分别检测高压电力机械设备的绝缘异常和供电异常。但是，异常信号的处理技术并不总是同需要相适应，并且有时会漏掉异常信号。此外，没有充分考虑各种信号的异常诊断算法，并存在着从确定异常的因素与程度到确定异常的部位不能达到高精度的问题。例如，虽然在关于气体绝缘变电站的国际会议上发表的论文L1描述了通过检测数MHz以上的高频电信号来检测绝缘异常征兆的局部放电方法，但该文献并未讨论当噪声如此大以致不能准确检测到局部放电时消除噪声的方法。同样的噪声问题还出现在由AE(声发射)来检测很小的异物的跳动振动的装置中，并且，这个问题也出现在供电异常的检测装置中。电技术协会的电力技术研究部分的文献提出了一种变电站设备的诊断系统，但即使该系统能够检测异常信号，它也不能进行定性及定量的诊断，因为异常情况的种类、程度和位置与信号之间的相应关系还未完全清楚。因而，异常诊断、显示、记录及转换方法的相容系统没有得到充分的考虑，因此，系统缺乏合理性和经济性。因此，本专利技术的目的是克服上述问题，并提供能够高度准确地诊断高压电力设备的绝缘特性和供电特性的方法和系统，并使高压电力设备能够得到合理的防护、预防，例如异常的处理控制，安全防护等。根据本专利技术，上述目的是通过检测由于绝缘异常、供电异常或很小异物的存在而出现的微弱信号的特定的频率分量，用另一相的信号进行计算处理。例如，为消除噪声所进行的处理、光学传输合成信号、在必要时，为异常诊断程序输入含有周围环境信号或类似信号的异常信号，作为异常诊断程序的数据输入，确定已记录的信号之间的关系，诊断异常，并将诊断结果通过阴极射线管，打印机或类似设备输出故障位置、处理方法指示、预期寿命等。例如，通过因绝缘异常而产生的局部放电的数百MHz以上频率的电信号被集中作为一种频谱，用其它相的频谱减去一相的频谱，从而消除噪声。此外，确定发生的信号中的工频电压的极性和相，并且输入例如来自容器的声音信号，从而可以诊断出具有一定大小的导电异物在气体绝缘设备中的位置。关于信号处理部分，本专利技术采用了用于合成多个传感器信号、模拟/数字变换及光学传输的局部或现场控制板系统;诊断数据的现场控制板组合系统，高功能移动式诊断车，信号记录的分时系统，环境起动系统，连续系统，为核查信号检测系统可靠性的系统，传输回路系统星形系统等，因为大部分是弱信号，又需要远距离传输，以这种方式，信号可以高可靠性和高精度收集。关于集中诊断部分，对于气体绝缘设备的使用期限，可通过将异常临界值与基于各种处理信号的过去数据相比较而预计，对于维修方法，可以在检查/维修方法数据的基础上进行判断，用于维修的预期成本由维修成本数据输出，其结果很容易由用户打印或显示出来。另外，也可检测外部信号，如环境数据和气候异常变化的数据，并将其输入到集中诊断输入端。而且，可优选信号诊断检测周期，以致可有效完成具有高可靠性的处理方法的诊断。可以识别作为绝缘异常征兆的局部放电的存在，并且很小的导电异物的跳动可以根据本专利技术借助置于高压电力机械设备中的传感器而由检测电信号和一定频率范围的声学信号来检测，还可检测供电异常的情况。如果导电异物附着到高压异体的表面和高压电力机械设备内部的衬垫上时，则出现局部放电，并且其电信号包含频率范围为数百KHz到数百GHz的宽范围分量，但含有许多低频分量的环境局部放电可以用检测其中数百MHz至数百GHz范围的信号来容易地识别。如果噪声如此之大，以致不能完成鉴别时，可计算与不包含异常的其它相的信号相平衡的量，这样便可更精确地消除噪声。当细微异物碰撞高压电力设备的容器时，由于接触时间短，可包含数百KHz的高频分量，该频率分布随着异物的材料和碰撞速度而变化。另一方面，雨声、碰撞声和噪声具有低的频率，因此，雨声和碰撞声的噪声可以通过由AE测量声学信号的高频分量和低频分量并计算它们的比值来消除。通过实验可以看出，从200～5000Hz的振动在最初的供电异常时是通过壳体传播的，并且等于工频的若干倍。异常可通过检测该声学信号来判断。在供电异常的最后阶段，热传递到壳体上，使壳体表面温度升高，这通过红外照相可容易地测量。但由于发现存在太阳辐射的影响，因此，红外照相在夜间测量时，或考虑一个辐射因数消除太阳辐射的影响的条件下选用。上述所述的信号很弱，且数量大，又必须将其传递到远距离的地方，因此，系统可以将这些信号集中、放大、变换、计算、记录、检查和传输，这些都置于适当位置上进行，以使得集中诊断可在控制/指令室中进行。至于出现的低频征兆，高精度流动型诊断车显示了适用和经济的作用。集中诊断部分能够输出具有高可靠性的预计寿命，以及由优化手段得到的维修方法的判断和维修成本的计算，异常信号的检测周期，诊断顺序等。其中维修方法的判断是由优化手段，如将外部信号与异常信号相比较而得到的。因此，能够做出高效率的定量的诊断，并且能够获得适用的处理方法。在结合附图进行下列描述时，将使本专利技术的这些以及进一步的目的、特征和优点变得更为明显，其中附图说明图1是本专利技术的总体结构图;图2是本专利技术异常诊断系统的功能结构图;图3是本专利技术绝缘异常诊断系统的总体结构图;图4至图6示出了本专利技术局部放电检测器及其安装结构的示意图;图7是在本专利技术的一个实施例中频谱分析器和计算判断单元的功能示意简图;图8示出了依照本专利技术中出现的局部放电位置来解释频谱分布不同的频谱分布图;图9示出了五个频谱型式;图10示出了本专利技术中频谱相减的原理;图11示出了由于气体空间放电和衬垫漂移放电所表现的频谱宽度的不同;图12示出了由引起模拟内部放电得到的内部放电位置和频谱密度的标准型式之间的关系及原理;图13是本专利技术的另一个实施例的解释性示意图;图14是检测细小异物的方框图;图15是一声学鉴别计算器的方框图;图16示出了声学鉴别计算结果的一个例子;图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压电力设备的异常诊断系统包括：检测装置，该检测装置包括多个检测器，用于检测高压电力设备的异常并提供表示异常的输出，设置该检测装置是用于检测存在于高压电力设备内部异常中的至少表示一种绝缘异常，供电异常和异物的预定现象；以及监控装 置，该监控装置响应检测装置的输出，并且用于提供被检测的上述类型异常的至少一个输出和显示中的一个。

【技术特征摘要】
JP 1988-5-16 881168281.一种高压电力设备的异常诊断系统包括检测装置，该检测装置包括多个检测器，用于检测高压电力设备的异常并提供表示异常的输出，设置该检测装置是用于检测存在于高压电力设备内部异常中的至少表示一种绝缘异常，供电异常和异物的预定现象；以及监控装置，该监控装置响应检测装置的输出，并且用于提供被检测的上述类型异常的至少一个输出和显示中的一个。2.根据权利要求1的异常诊断系统，其中在高压电力设备中没有上述多个检测器中的至少一个部分，并且还包括靠近该高压电力设备设置的局部板装置，它用于放大上述多个检测器的输出，作为中央监控装置的监控装置设在远离上述高压电力设备的位置，并设有信号传送装置，用于把上述放大装置的输出传送到中央监控装置。3.如权利要求2所述的异常诊断系统，其中局部板装置还包括用于判定检测装置完好的装置。4.根据权利要求1的异常诊断系统，其中的检测装置能检测出高压电力设备内部的异物成分。5.根据权利要求1的异常诊断系统，其中检测装置中的至少一个部分检测器检测由检测装置检测到的频率成分中的一个预定的频率成分和一个预定的频带成分两者中的至少一个成分，以及监控装置，该监控装置根据包含在检测器输出信号中的一个预定的频率成分和一个预定的频带成分之一，实现异常类型的输出和显示的一个。6.根据权利要求1的异常诊断系统，其中的多个检测器包括多套提供输出信号的检测器，并且还包括在多套用于检测一个异常的检测器中选择一套检测器的装置，该选择装置至少选择另一套检测器，用于证实异常的检测。7.根据权利要求1的异常诊断系统，其中的监控装置包括根据检测到的异常类型提供高压电力设备的连续可用时间的一个指标的装置。8.根据权利要求1的异常诊断系统，其中的监控装置包括根据检测到的异常类型提供维修方法和维修所需费用指标的装置。9.根据权利要求1的异常诊断系统，其中的多个检测器包括第一检测器用于检测高压电力设备内部出现的异常，及第二检测器用于协助第一检测器的输出的异常判定，还包括根据第二检测器的输出改变第一检测器输出的异常判断标准和第一检测器的检测间隔两者中的至少一个的装置。10.根据权利要求1的异常诊断系统，其中的多个检测器包括第一组检测器检测局部放电，以及第二组检测器检测局部放电和大气中的电磁波，监控装置包括对第一和第二检测器的每个输出进行频谱分析的装置，从而根据不同的频谱识别高压电力设备内部的局部放电。11.根据权利要求1的异常诊断系统，其中的多个检测器包括至少一个安装在高压电力设备内的音响传播传感器，以及至少一个加速度传感器用于检测一个低于音响传播传感器的检测频率的频带信号，监控装置响应音响传播传感器和速度传感器的输出，用于根据音响传播传感器的输出与加速度传感器的输出之比检测高压电力设备内部的异物。12.根据权利要求1的异常诊断系统，其中的多个检测器安装在高压电力设备的不同部分，上述监控装置包括存储位于高压电力设备的不同部分的一个检测器的一个输出信号的装置，该输出信号在对高压电力设备做异常模拟时表现出异常，以及通过对表现出异常的存储输出信号与出现异常时检测器的检测信号之间的相拟程度进行计算，用于判断高压电力设备异常的真空出现的装置。13.根据权利要求1的异常诊断系统，其中的多个检测器包括至少一个测量温度和提供一个表示该测量温度的输出的检测器。14.根据权利要求2的异常诊断系统，其中的信号传送装置包括光纤电缆装置用于连接局部板装置和中央监控装置。15.一种高压电力设备的异常诊断系统包括检测装置，该检测装置包括多个检测器，用于检测出现在高压电力设备内部的至少一个异常，并提供表示该异常的输出;以及监控装置，该监控装置响应上述检测装置的输出，提...

【专利技术属性】
技术研发人员：小泽淳，远藤奎将，大下阳一，山田泉，山极时生，山田洋，泽入光雄，永井一，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]