新型局部放电综合监测分析系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种新型局部放电综合监测分析系统，其主要技术特点是：包括监测主机、现场信号处理单元、超高频/超声传感器和工频同步传感器，监测主机通过通讯网络与多个现场信号处理单元相连接，每个现场信号处理单元与多个超高频/超声传感器和工频同步传感器相连接，超高频/超声传感器和工频同步传感器安装在GIS设备的绝缘监测点上。本实用新型专利技术设计合理，可在不停电状态下实现110kV及以上GIS设备的局部放电状态监测与诊断的功能，能够及时发现设备内部局放隐患并进行准确定位，提高了GIS设备的运行可靠性，缩短了检修时间、节省了检修费用，减少了停电带来的经济损失。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力高压
，尤其是一种新型局部放电综合监测分析系统。
技术介绍
随着上世纪八九十年代金属封闭式组合电器技术的发展，电网中出现了大量的金属封闭式组合电器(GIS)设备。这些GIS设备的运行时间已经达到或超过15年以上，由于运行年代已久，GIS设备的各部件存在不同程度的老化，在绝缘性能方面存在极大的安全隐患，因此，电力系统迫切需要对GIS设备的绝缘状态进行监测以保证电力系统的正常运转。 目前，对GIS设备进行检测必须要在停电状态下进行检测，存在检测时间长、检测费用高等问题，同时给电力用户带来不便。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种检测速度快、检测费用低并且能够在不停电状态下进行绝缘性能检测的新型局部放电综合监测分析系统。本技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种新型局部放电综合监测分析系统，其特征在于包括监测主机、现场信号处理单元、超高频/超声传感器和工频同步传感器，监测主机通过通讯网络与多个现场信号处理单元相连接，每个现场信号处理单元与多个超高频/超声传感器和工频同步传感器相连接，超高频/超声传感器和工频同步传感器安装在GIS设备的绝缘监测点上。2、根据权利要求1所述的新型局部放电综合监测分析系统，其特征在于所述的监测主机为安装有局部放电诊断软件的计算机。3、根据权利要求1所述的新型局部放电综合监测分析系统，其特征在于所述的超高频/超声传感器由天线、匹配电路、对数降频模块、低通滤波电路和信号放大电路依次连接构成。4、根据权利要求1所述的新型局部放电综合监测分析系统，其特征在于所述的现场信号处理单元包括多路开关、高速AD模块、FPGA、存储器和DSP，多个超高频/超声传感器输出的放电信号经多路开关与高速AD模块相连接，工频同步传感器输出的同步信号与高速AD模块相连接，高速AD模块连接到FPGA的I/O接口上，FPGA通过I/O接口与存储器及DSP相连接，DSP通过网络通讯接口与通讯网络相连接。5、根据权利要求4所述的新型局部放电综合监测分析系统，其特征在于所述的多路开关采用8选1多路开关。本技术的优点和积极效果是1、本系统将超高频/超声传感器、现场信号处理单元及监测主机结合在一起，实现了 IlOkV及以上GIS设备的局部放电状态监测与诊断的功能，可实时地对正在运行的GIS 设备进行绝缘监测，能够发现设备内部局放隐患并进行准确定位，使得GIS设备的检修工作能有计划地进行，缩短了检修时间、节省了检修费用，提高了 GIS设备的运行可靠性。2、本系统可在不停电状态下及时了解GIS设备的运行状况，减少了停电带来的经济损失。3、本系统的检测主机利用局部放电诊断软件将收集的局部放电数据进行转换，自动生成图形方式和管理报表等，显示局部放电位置、数值型和严重性，进一步辅助技术人员对GIS设备的绝缘状态进行诊断分析。附图说明图1是本技术的系统连接示意图；图2是超高频/超声传感器的电路框图；图3是现场信号处理单元的电路框图。具体实施方式以下结合附图对本技术实施例做进一步详述一种新型局部放电综合监测分析系统，如图1所示，包括监测主机、现场信号处理单元、超高频/超声传感器和工频同步传感器，超高频/超声传感器和工频同步传感器安装在GIS设备的绝缘监测点上，超高频/超声传感器和工频同步传感器的输出端与现场信号处理单元相连接，现场信号处理单元通过通讯网络与监测主机相连接，通讯网络可以是以太网或互联网。本系统中的现场信号处理单元可以有多个，每个现场信号处理单元又可以连接多个超高频/超声传感器和工频同步传感器，实现同时对多个GIS设备的绝缘监测功能。本系统用于110KV及以上气体绝缘开关等电气设备的局部放电状态监测中，其将超高频/超声传感器和工频同步传感器安装在GIS设备外部的合适位置上，用于采集GIS设备的局部放电信号，然后经过现场信号处理单元进行数字化处理并由现场信号处理单元将局部放电数据传送到监测主机上，通过监测主机上的局部放电诊断软件对监测到的局部放电数据进行诊断分析，确定局部放电位置、数值和严重程度，辅助技术人员对GIS设备的绝缘状态进行诊断分析。如图2所示，超高频/超声传感器由天线、匹配电路、对数降频模块、低通滤波电路和信号放大电路依次连接构成。天线采用平面螺旋天线中的等臂螺旋天线和阿基米德天线，通过天线接收频率在500MHz 1500MHz的GIS局部放电脉冲信号或者通过天线接收频率在15KHz 70KHz的GIS局部放电超声信号，经过匹配电路进行阻抗匹配后，使天线的输入阻抗为50欧姆，驻波比小于2，匹配后的信号进入对数降频模块，降频后输出信号频率范围为0 20MHz，降频后的信号经过低通滤波模块进行低通滤波，最后由信号放大电路将信号放大后输出。超高频/超声传感器安装方式和位置的选择根据现场GIS设备结构不同(超高频信号在电气设备内部不同部位衰减率不同)，合理选择传感器安装点，使电气设备内部局部放电得以监测，由于UHF信号频率高，具有很强的穿透性，可以通过绝缘子与金属法兰的接缝到达电气设备外部，因此，一般可在盆式绝缘子外部测量电气设备内部的UHF 信号。如图3所示，现场信号处理单元包括多路开关、高速AD模块、FPGA、存储器和DSP， 多个超高频/超声传感器输出的放电信号经多路开关与高速AD模块相连接，工频同步传感器输出的同步信号与高速AD模块相连接，在本实施例中，多路开关采用8选1多路开关，多路开关选择其中一个超高频/超声传感器输出的放电信号输入到高速AD模块中，高速AD 模块连接到FPGA的I/O接口上，FPGA通过I/O接口与存储器及DSP相连接，DSP通过网络通讯接口与通讯网络相连接并与监测主机进行数据通讯。监测主机为一台安装有局部放电诊断软件的计算机，监测主机安装在监控室内并经通讯网络接收现场信号处理单元采集的局部放电数据，局部放电诊断软件通过动态阈值判断是否有局放存在，然后分析PRPD谱图，确定放电信号的频次、幅值和类型，根据局放信号的放电趋势判断放电是否严重，给出诊断结果，确定局部放电位置、数值和严重程度，辅助技术人员对GIS设备的绝缘状态进行诊断分析。监测主机内的局部放电诊断软件还具有以下功能在线实时监测、记录电气设备内部局放产生的超高频信号的幅度，相位等特征信息；提供局部放电历史数据查询、分析功能，以便进一步分析和诊断，确定电气设备局部放电情况；提供Q-Φ-Ν伪彩谱图，方便维护人员查看分析，为局部放电的模式识别提供依据； 每曰自动数据备份、拒绝删除功能和数据恢复功能，以便长期保存数据。需要强调的是，本技术所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本技术并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本技术的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本技术保护的范围。权利要求1.一种新型局部放电综合监测分析系统，其特征在于包括监测主机、现场信号处理单元、超高频/超声传感器和工频同步传感器，监测主机通过通讯网络与多个现场信号处理单元相连接，每个现场信号处理单元与多个超高频/超声传感器和工频同步传感器相连接，超高频/超声传感器和工频同步传感器安装在Gis设备的绝缘监测点上。2.根据权利要求1所述的新型局部放电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣亮，殷震，冀慧强，李宁，金卫军，
申请(专利权)人：天津市电力公司，
类型：实用新型
国别省市：