专利名称：全封闭气体绝缘组合电器局部放电在线监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力设备状态检修领域，具体地说，涉及一种全封闭气体绝缘组合电器局部放电在线监测系统。
背景技术：
随着故障诊断技术的发展，电力设备状态检修逐步进入实用化，并由于其巨大的效益而在工业界引起广泛重视，国外已在状态检修技术研究和实践应用方面取得了较成功的经验，我国目前也正在大力推广应用状态检修技术。要实施状态检修技术，设备的状态监测和故障诊断技术是关键点。相比于其它高压电气设备，全封闭气体绝缘组合电器，简称 GIS (Gas Insulated Switchgear)，以其结构紧凑、占地面积小、噪声低、无火灾危险、检修周期长、可靠性高等其它电力设备所无法比拟的优点，自从问世以来，发展非常迅速，得到了越来越广泛的应用。局部放电是电气设备老化过程中出现的必然现象。通过局部放电的测量以及局部放电特征量的分析与处理，可以确定电气设备内部是否存在严重的绝缘隐患，确定绝缘损坏的类型，范围以及严重程度，从而有利于绝缘系统的设计、安装的改进以及更换老化的绝缘系统来防止事故的发生。目前，市场对GIS设备进行局部放电在线监测系统需求逐渐明确，已由工程试点向大范围招标过度，市场对局部放电在线监测系统有巨大的需求量。
发明内[0005]本实用新型的目的是提供一种具有诊断功能、报警功能，抗干扰能力强并可有效防止事故发生的全封闭气体绝缘组合电器局部放电在线监测系统。实现上述目的的技术方案是一种全封闭气体绝缘组合电器局部放电在线监测系统，该系统由UHF传感器、信号处理模块、现场监测系统、通信单元、本地诊断服务器和本地工作站组成，UHF传感器通过数据线和信号处理模块的输入端连接，信号处理模块的输出端通过数据线与现场监测系统连接，现场监测系统的输出端通过数据线与通信单元连接，通信单元的通信端口将现场监测系统经计算、分析和判断得出的数据按通讯规约送往本地工作站和本地诊断服务器。UHF传感器的天线工作带宽为300MHz 2. 7GHz。信号处理模块由通过导线连接在一起的滤波电路、放大电路和检波电路组成，并对UHF传感器采集到的信号进行滤波、放大、检波，再传送至现场监测系统。现场监测系统由通过导线连接在一起的采样电路、模数转换电路、数字滤波电路、 比较电路、报警电路、存储电路和时控电路组成。采用上述技术方案后，内置的或外置的UHF传感器可以采集局部放电信号，信号调理模块主要对UHF传感器采集到的信号就行滤波、放大、检波，传送至现场监测系统，现场监测系统安装在被监测设备现场，实时监视GIS设备相关特征参量数据，实现采集的GIS
3局部放电数据的预处理，实现采集数据就地数字化和缓存，经过计算、分析和判断，完成GIS 设备当前运行状况的就地监测和缺陷报警功能，由通信端口按IEC61850通讯规约送往本地工作站和本地诊断服务器。本系统的优点是抗干扰能力强，运行中能够区分局部放电信号与内、外界的干扰信号，如开合动作信号、自检信号、无线电、通讯信号等干扰信号。能够将高压开关设备操作所产生的暂态波、及其他外界干扰信号(移动电话信号、雷达信号、电动机干扰、荧光灯等干扰信号)的影响最小化。可以确定电气设备内部是否存在严重的绝缘隐患，确定绝缘损坏的类型，范围以及严重程度，从而有利于绝缘系统的设计、安装的改进以及更换老化的绝缘系统来防止事故的发生。

图1为本实用新型的系统结构示意图。
具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。如图1所示，一种全封闭气体绝缘组合电器局部放电在线监测系统，该系统由UHF 传感器、信号处理模块、现场监测系统、通信单元、本地诊断服务器和本地工作站组成，UHF 传感器通过数据线和信号处理模块的输入端连接，信号处理模块的输出端通过数据线与现场监测系统连接，现场监测系统的输出端通过数据线与通信单元连接，通信单元的通信端口将现场监测系统经计算、分析和判断得出的数据按通讯规约送往本地工作站和本地诊断服务器。UHF传感器的天线工作带宽为300MHz 2. 7GHz。信号处理模块由通过导线连接在一起的滤波电路、放大电路和检波电路组成，并对UHF传感器采集到的信号进行滤波、放大、检波，再传送至现场监测系统。现场监测系统由通过导线连接在一起的采样电路、模数转换电路、数字滤波电路、 比较电路、报警电路、存储电路和时控电路组成。本实用新型的UHF传感器采用内置式或外置式，新设备建议采用内置传感器方式，在设备制造前与GIS采用一体化设计。对已经运行的设备采用外置传感器方式，外置式局部放电信号检测传感器尺寸大小与GIS相配套，不影响GIS的正常运行。传感器的位置分布会影响局部放电检测灵敏度，在线监测系统的传感器布置应满足于最大限度覆盖所监测的设备。为保证检测灵敏度，系统安装时应进行充分论证并提出合理的传感器布置方案， 并进行详细论证。通信单元采用满足监测数据传输所需要的、标准的、可靠的现场工业控制总线、以太网络总线或光纤网络。在线监测系统的通信网络及规约，应符合电力设备远程监测诊断中心系统之综合处理单元的相关规定，必须支持IEC61850，并通过IEC61850互操作测试。本地工作站具有下列功能1、数据显示在线监测系统软件具备实时数据显示功能，直接显示传感器接受到的局放活动。 软件系统具有列明局放探头标识分布及盆式绝缘子位置的GIS间隔布置图以及信号幅值、 相位、放电频次等基本的局部放电表征参数及各种统计特征参数的显示。[0022]2、数据记录功能(1)现场监测系统(Local Monitoring System，简称LMS)上传的报警数据应能准确可靠地进行本地储存；LMS上传报警后应能正确记录动态数据；装置异常等情况下应能够正确建立事件标识。( 2 )保证记录数据的安全性，不会因电源中断、快速或缓慢波动及跌落丢失已记录的动态数据；不会因外部访问而删除动态记录数据；不提供人工删除和修改动态记录数据的功能；按任意一个开关或按键，不会丢失或抹去已记录的信息。3、报警功能能够根据LMS上传的报警数据发出报警信号，并且报警信号可远传，报警功能限值可修改。报警包括声、光、短信等形式，并提供可接入主控制室的信号接口。4、通讯功能(1)监测装置通讯采用满足监测数据传输所需要的、标准的、可靠的现场工业控制总线、以太网络总线或光纤网络。(2)监测装置的通讯和数据格式满足在线监测系统通讯规约及设备数据建模规范，并按上述规范将监测数据接入到本地诊断服务器上。(3)能够对LMS预先设定报警策略5、数据历史查询、趋势分析通过调用LMS上的历史数据，支持以‘小时、天、星期、月、年’等不同更新周期的趋势分析，并且数据趋势的显示时间段应是可选择的。6、对时功能同一变电站内连接在通信单元上的监测装置的监测量和环境参数应保证在同一时间采集；走时误差优于士0. 5s/Mh，应具有与LMS和本地诊断服务器对时的功能。7、系统管理权限控制可访问LMS的权限管理功能由密码等方法控制。8、操作系统支持系统运行的电脑操作系统采用微软公司最可靠的视窗系统。操作系统适配并通过测试，确保在线监测系统软件可持续运行。系统硬件配置为当前市场上最新配置。9、系统升级系统软件可进行升级，在使用年限中，通过系统升级、更新与局放技术同步。10 ‘软件界面软件系统采用用户方便使用的界面。11、数据接口开放要求系统提供以下数据接口 (a)接收LMS上传的数据。(b)对外提供所采集的报警数据。(c)其他业务所需要的数据接口信息。本地诊断服务器具有下列功能1、数据显示在线监测系统软件具备实时数据显示功能，直接显示传感器接受到的局放活动。软件系统具有列明局放探头标识分布及盆式绝缘子位置的GIS(HGIS)间隔布置图以及信号幅值、相位、放电频次等基本的局部放电表征参数及各种统计特征参数的显示2、数据统计图谱分析功能具有在线局放幅值累积图、局放数据显示、单周期图数据显示、中、短期趋势显示图以及基本统计谱图(Φ-q-n)和二维谱图(φ-q，Φ _n，q_n)、PRPD、PRPS等图谱显示，并能完成数据横向对比、不同图表之间的叠加对比功能。3、数据分析及诊断系统在线监测系统有智能诊断软件对各种缺陷进行自动辨认，系统自动将采集到的信号进行模式识别，能判断出不同类型局放信号，包括悬浮电位的电极、自由微粒、内部电晕、 内部空穴、母线毛刺、壳体毛刺等，以及不同类型的干扰信号。诊断系统能准确有效地找到故障现象的直接原因，其诊断方式，在数据信息不完全的情况下也应能够工作，最大限度地避免虚警和漏诊。诊断系统对普通现场检修人员隐藏系统的复杂细节，明确提示报警信息和诊断结论，提高了综合诊断系统的易用性；而对高级用户则强调诊断系统配置的灵活性和诊断结果的自说明性。4、数据历史查询、趋势分析通过调用LMS上的历史数据，支持以‘小时、天、星期、月、年’等不同更新周期的趋势分析，并且数据趋势的显示时间段应是可选择的。5、数据输出功能可将局放数据库数据自动输出到Word或Excel等软件的功能，或者可自动将局放数据库转换为SQL服务器数据库或Oracle数据库格式并输出。6、数据远程传输诊断功能具有远程控制、诊断、查询、访问等功能，通过广域网将数据实时传送到远程诊断服务器进行统一管理及诊断。局域网中远程客户可通过网络方式在任何时间接入系统，查看最新的监测诊断结果。在线监测装置与远程诊断服务器的信息交互，遵循远程诊断服务器平台系统结构图所规定的方式。7、单一事件捕捉及报警可通过通信单元配置LMS，使其能采用阈值报警、关联报警和趋势报警等多种报警模式；可配置多个报警级别。能自动捕捉并记录启动报警的局放信号，同时进行报警，报警包括声、光、短信等形式，并提供可接入本地工作站的信号接口。8、参数设置功能在软件菜单中可以远程对LMS进行参数设置，包括局放信号阈值、硬件可控参数设置等。9、数据调用功能可对LMS进行历史数据和文件夹的创建日期及访问时间等历史数据的调用。10、缺陷信息统计功能根据报警的数据可以自动绘制每一测点的信号图谱。自动对LMS上报的数据进行绘图，方便相关人员进行分析判断。同时具有手动选择时间功能。所绘图表能导出到word 文档方便制作各类报表使用。11、对时功能[0070]同一变电站内连接在通信单元上的监测装置的监测量和环境参数应保证在同一时间采集；走时误差优于士0. 5s/Mh，应具有与LMS和本地工作站对时的功能。12、系统管理权限控制可访问LMS的权限管理功能由密码等方法控制。13、操作系统支持系统运行的电脑操作系统采用微软公司最可靠的视窗系统。操作系统适配并通过测试，确保在线监测系统软件可持续运行。系统硬件配置为当前市场上最新配置。14、系统升级系统软件可进行升级，在使用年限中，通过系统升级、更新与局放技术同步。15、软件界面软件系统采用用户方便使用的界面。16、数据接口开放要求系统提供以下数据接口 (a)接收LMS上传的数据。(b)对外提供所采集的报警数据。(c)其他业务所需要的数据接口信息。
权利要求1.一种全封闭气体绝缘组合电器局部放电在线监测系统，其特征在于该系统由UHF 传感器、信号处理模块、现场监测系统、通信单元、本地诊断服务器和本地工作站组成，UHF 传感器通过数据线和信号处理模块的输入端连接，信号处理模块的输出端通过数据线与现场监测系统连接，现场监测系统的输出端通过数据线与通信单元连接，通信单元的通信端口将现场监测系统经计算、分析和判断得出的数据按通讯规约送往本地工作站和本地诊断服务器。
2.根据权利要求1所述的全封闭气体绝缘组合电器局部放电在线监测系统，其特征在于所述的UHF传感器的天线工作带宽为300MHC2. 7GHz。
3.根据权利要求1或2所述的全封闭气体绝缘组合电器局部放电在线监测系统，其特征在于信号处理模块由通过导线连接在一起的滤波电路、放大电路和检波电路组成，并对 UHF传感器采集到的信号进行滤波、放大、检波，再传送至现场监测系统。
4.根据权利要求1或2所述的全封闭气体绝缘组合电器局部放电在线监测系统，其特征在于现场监测系统由通过导线连接在一起的采样电路、模数转换电路、数字滤波电路、 比较电路、报警电路、存储电路和时控电路组成。
专利摘要一种全封闭气体绝缘组合电器局部放电在线监测系统，该系统由UHF传感器、信号处理模块、现场监测系统、通信单元、本地诊断服务器和本地工作站组成，UHF传感器通过数据线和信号处理模块的输入端连接，信号处理模块的输出端通过数据线与现场监测系统连接，现场监测系统的输出端通过数据线与通信单元连接，通信单元的通信端口将现场监测系统经计算、分析和判断得出的数据按通讯规约送往本地工作站和本地诊断服务器。本实用新型用于电力设备检修领域，具有诊断功能、报警功能，抗干扰能力强并可有效防止事故发生。
文档编号G01R31/12GK202196143SQ20112030419
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月19日 优先权日2011年8月19日
发明者黄峥 申请人:南京智信达电力自动化有限公司