CN102866333A - Gis超高频局部放电检测仿真系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种GIS超高频局部放电检测仿真系统，包括：信号采集模块，用于采集各个变电站的GIS设备产生的电信号获得测试数据，并将所述测试数据保存在变电站的系统配置文件中；存储数据库，用于实时保存所述系统配置文件；数据处理模块，用于从所述保存的系统配置文件中的提取测试数据，并根据设定的检测阀值判断出局部放电信号，记录所述局部放电信号的峰值并计算局部放电速率；数据显示模块，用于获取所述局部放电信号的峰值和放电速率，将所述峰值和放电速率生成与GIS设备相关的参数数据进行显示。本发明的技术，仿真了GIS超高频局部放电检测仪器的物理特性，实现了数字化的仿真，适用于电力系统仿真平台中进行实验和培训。

Description

GIS超高频局部放电检测仿真系统
技术领域
本发明涉及电力系统仿真技术，特别是涉及一种GIS超高频局部放电检测仿真系统。
背景技术
GIS设备是电力系统、大型城市电网可靠供电的关键设备。因此，对GIS设备的局部放电点进行检测，监控GIS设备的状态，是保证电网安全供电的重要手段，对GIS设备的局部放电点进行检测主要是采用GIS超高频局部放电检测仪器，所以对于GIS超高频局部放电检测仪器的仿真就极为必要。
目前，在电力系统的仿真系统中，关于GIS超高频局部放电检测仪器应用的仿真手段有限，对于国际上先进的GIS超高频局部放电检测仪器仍然缺乏实现数字仿真的技术手段，如英国DMS公司的便携式局部放电测试仪PM05.0001。由于缺乏仿真手段，导致基于数字的电力系统仿真平台中，缺乏GIS超高频局部放电检测过程的仿真培训技术，难以开展更深入的培训，阻碍了GIS超高频局部放电检测仪器的推广应用。
发明内容
基于此，有必要提供一种实现数字仿真的GIS超高频局部放电检测仿真系统。
一种GIS超高频局部放电检测仿真系统，包括：
信号采集模块，用于采集各个变电站的GIS设备产生的电信号获得测试数据，并将所述测试数据保存在变电站的系统配置文件中；
存储数据库，用于实时保存所述系统配置文件；
数据处理模块，用于从所述保存的系统配置文件中提取测试数据，并根据设定的检测阀值判断出局部放电信号，记录所述局部放电信号的峰值并计算局部放电速率；
数据显示模块，用于获取所述局部放电信号的峰值和放电速率，将所述峰值和放电速率生成与GIS设备相关的参数数据进行显示。
上述GIS超高频局部放电检测仿真系统，通过采集GIS设备的电信号，判断出局部放电信号并技术局部放电速率，将其生成GIS设备相关的参数数据进行显示，仿真了GIS超高频局部放电检测仪器的物理特性，实现了数字化的仿真，适用于电力系统仿真平台中进行实验和培训。
附图说明
图1为一个实施例的GIS超高频局部放电检测仿真系统的结构示意图；
图2为较佳实施例的信号采集模块的结构示意图；
图3为较佳实施例的数据处理模块的结构示意图；
图4为较佳实施例的数据显示模块的结构示意图；
图5为较佳实施例的GIS超高频局部放电检测仿真系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的GIS超高频局部放电检测仿真系统的具体实施方式作详细描述。
参见图1所示，图1为一个实施例的GIS超高频局部放电检测仿真系统的结构示意图，包括：信号采集模块、存储数据库、数据处理模块以及数据显示模块。
信号采集模块，用于采集各个变电站的GIS设备产生的电信号获得测试数据，并将所述测试数据保存在变电站的系统配置文件中。
存储数据库，用于实时保存所述系统配置文件。
数据处理模块，用于从所述保存的系统配置文件中的提取测试数据，并根据设定的检测阀值判断出局部放电信号，记录所述局部放电信号的峰值并计算局部放电速率。
数据显示模块，用于获取所述局部放电信号的峰值和放电速率，将所述峰值和放电速率生成与GIS设备相关的参数数据进行显示。
为了更加清晰本发明的技术，下面结合附图阐述较佳实施例。
在本实施例中，信号采集模块采集的局部放电信号包括：金属颗粒放电信号、电晕放电信号或间隙内局部放电信号等，符合国际大电网委员会CIGRE的有关要求。
信号采集模块通过网络与存储数据库连接，通过虚拟耦合器采集各个变电站的GIS设备产生的电信号。
在本实施例中，如图2所示，信号采集模块进一步包括：峰值俘获单元和峰值提取单元。
峰值俘获单元，用于分别在每个采集周期中，俘获本周起内信号振幅最强的信号峰值并进行保存。
例如，将1个50Hz的统计周期分成64个采集周期，每个采集周期的长度约为312微秒。峰值俘获单元在每一个采集周期利用信号峰值俘获电路，将本采集周期内振幅最强的电信号的峰值，并将其发送至存储数据库保存起来，同时对俘获的信号峰值进行数字化处理，以适应计算机的处理。
峰值提取单元，用于提取统计周期内所有保存的信号峰值，并筛选出振幅最大的信号峰值，将该信号峰值与上一个统计周期筛选出的最大信号峰值进行比较，获取较大的信号峰值，然后将该信号峰值保存在变电站的系统配置文件中；其中，统计周期包括多个采集周期。
例如，在该50Hz的统计周期结束的时候，从本统计周期各个采集周期俘获的电信号峰值中选取最大者保存，并将此电信号峰值与前面的一个统计周期已记录的电信号峰值进行比较，保留其中的最大值。
在本实施例中，如图3所示，数据处理模块进一步包括：数据提取单元、阀值判决单元和速率计算单元。
数据提取单元，用于解析所述保存的系统配置文件，并从所述系统配置文件中提取电信号的峰值数据。
阀值判决单元，用于利用预设的阀值判断所述电信号的峰值，筛选出局部放电信号。
速率计算单元，用于计算所述局部放电信号的局部放电速率。
具体的，当一个电信号的峰值超过了预设的局部放电的检测阈值时，则表示这个电信号为局部放电信号，即测到了一次局部放电事件。在监测到局部放电事件后，计算每个采集周期的局部放电速率，在完成50个50Hz的统计周期（即1秒）的时间后，从采集周期中选取局部放电速率最大者进行保存。
在本实施例中，数据处理模块进一步还包括：检测阀值设置单元、峰值数据清除单元、数据读取单元以及相位设置单元。
检测阀值设置单元，用于根据输入的阀值参数设定局部放电信号的检测阀值；具体的，通过检测阀值设置，用户可以设置相应的检测阀值，可以针对于不同类型的GIS设备进行检测。
峰值数据清除单元，用于根据输入的清除指令删除对应的局部放电信号的峰值数据及其局部放电速率数据；具体的，通过峰值数据清除，可以将一些没用的记录数据进行及时删除，降低数据存储量。
数据读取单元，用于根据输入的读取指令设定允许或禁止从所述保存的系统配置文件中的提取测试数据。
相位设置单元，用于当所述测试数据为单通道检测数据时，设置主电源与母线电压测试数据之间的相位差。
在本实施例中，如图4所示，数据显示模块进一步包括：单周期检测数据显示单元和PRPD显示单元。
单周期检测数据显示单元，用于提取单个统计周期内所有采集周期内的所述局部放电信号的峰值及其局部放电速率，将其生成动态局部放电信号并发送至显示器进行显示。
具体的，单个统计周期数据包含了分析、识别局部放电源的重要信息，通过单周期检测数据显示单元，系统能够实时、连续地显示一个50Hz的统计周期内的动态局部放电活动信号。
PRPD显示单元，用于获取所述局部放电信号的峰值及其局部放电速率，提取单个统计周期的所有采集周期内的局部放电信号的局部放电参数，并根据该局部放电参数生成局部放信号相位分布图谱，并发送至显示器进行显示。
具体的，在获取局部放电信号峰值的时候，通过PRPD显示单元将局部放信号相位分布（PRPD）检测数据，包括单个统计周期的局部放电参数、局部放电信号与相位的关系等信息进行显示。
在本实施例中，数据显示模块还包括局部放电事件监测单元。
局部放电事件监测单元，用于当判断出局部放电信号时，启用局部放电事件模式，根据预设的局部放电的水平参数，检测和记录超过预设参数的局部放电信号。
具体的，通过设置局部放电事件模式，监测出现的局部放电现象。在这种模式下，当电力设备出现局部放电现象时，启用局部放电事件模式，对局部放电信号进行检测和记录，并将其进行显示。
在本实施例中，数据显示模块还包括插值单元。
插值单元，用于采用插值平均法对将要发送至显示器的数据进行插值处理，将相邻若干个统计周期的数据进行平均。
具体的，为了提高检测的可靠性，将发送到显示器的数据更好地显示在屏幕上，可以采用插值平均法对检测数据进行处理，将相邻3个统计周期的检测值进行平均。
参见如图5所示，图5为较佳实施例的GIS超高频局部放电检测仿真系统的结构示意图。
在本实施例中，GIS超高频局部放电检测仿真系统还包括：在线仿真模块，用于利用虚拟示波器显示所述与GIS设备相关的参数数据，并计算多通道检测的局部放电信号的时间差，并根据所述时间差对局部放电点进行定位。
通过在线仿真模块可以实现通过网络对检测结果进行远程的仿真定位，获得局部放电点的位置。
在本实施例中，GIS超高频局部放电检测仿真系统还包括：可疑信号处理模块，用于对选择的可疑信号对应的参数数据进行放大处理和/或相位偏移处理。
具体的，通过对显示数据的观察，当发现有可疑信号时，可以选择这一部分可疑信号，通过可疑信号模块的处理后，利于分析和判断产生可疑信号的原因。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种GIS超高频局部放电检测仿真系统，其特征在于，包括：
信号采集模块，用于采集各个变电站的GIS设备产生的电信号获得测试数据，并将所述测试数据保存在变电站的系统配置文件中；
存储数据库，用于实时保存所述系统配置文件；
数据处理模块，用于从所述保存的系统配置文件中的提取测试数据，并根据设定的检测阀值判断出局部放电信号，记录所述局部放电信号的峰值并计算局部放电速率；
数据显示模块，用于获取所述局部放电信号的峰值和放电速率，将所述峰值和放电速率生成与GIS设备相关的参数数据进行显示。
2.根据权利要求1所述的GIS超高频局部放电检测仿真系统，其特征在于，所述信号采集模块采集的局部放电信号包括：金属颗粒放电信号、电晕放电信号或间隙内局部放电信号。
3.根据权利要求1所述的GIS超高频局部放电检测仿真系统，其特征在于，所述信号采集模块包括：
峰值俘获单元，用于分别在每个采集周期中，俘获本周起内信号振幅最强的信号峰值并进行保存；
峰值提取单元，用于提取统计周期内所有保存的信号峰值，并筛选出振幅最大的信号峰值，将该信号峰值与上一个统计周期筛选出的最大信号峰值进行比较，获取较大的信号峰值，然后将该信号峰值保存在变电站的系统配置文件中；其中，所述统计周期包括多个采集周期。
4.根据权利要求1所述的GIS超高频局部放电检测仿真系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：
数据提取单元，用于解析所述保存的系统配置文件，并从所述系统配置文件中提取电信号的峰值数据；
阀值判决单元，用于利用预设的阀值判断所述电信号的峰值，筛选出局部放电信号；
速率计算单元，用于计算所述局部放电信号的局部放电速率。
5.根据权利要求4所述的GIS超高频局部放电检测仿真系统，其特征在于，所述数据处理模块还包括：
检测阀值设置单元，用于根据输入的阀值参数设定局部放电信号的检测阀值；
峰值数据清除单元，用于根据输入的清除指令删除对应的局部放电信号的峰值数据及其局部放电速率数据；
数据读取单元，用于根据输入的读取指令设定允许或禁止从所述保存的系统配置文件中的提取测试数据；
相位设置单元，用于当所述测试数据为单通道检测数据时，设置主电源与母线电压测试数据之间的相位差。
6.根据权利要求1所述的GIS超高频局部放电检测仿真系统，其特征在于，所述数据显示模块包括：
单周期检测数据显示单元，用于提取单个统计周期内所有采集周期内的所述局部放电信号的峰值及其局部放电速率，将其生成动态局部放电信号并发送至显示器进行显示；
PRPD显示单元，用于获取所述局部放电信号的峰值及其局部放电速率，提取单个统计周期的所有采集周期内的局部放电信号的局部放电参数，并根据该局部放电参数生成局部放信号相位分布图谱，并发送至显示器进行显示。
7.根据权利要求6所述的GIS超高频局部放电检测仿真系统，其特征在于，所述数据显示模块还包括：
局部放电事件监测单元，用于当判断出局部放电信号时，启用局部放电事件模式，根据预设的局部放电的水平参数，检测和记录超过预设参数的局部放电信号。
8.根据权利要求6或7所述的GIS超高频局部放电检测仿真系统，其特征在于，所述数据显示模块还包括：
插值单元，用于采用插值平均法对将要发送至显示器的数据进行插值处理，将相邻若干个统计周期的数据进行平均。
9.根据权利要求1所述的GIS超高频局部放电检测仿真系统，其特征在于，还包括在线仿真模块，用于利用虚拟示波器显示所述与GIS设备相关的参数数据，并计算多通道检测的局部放电信号的时间差，并根据所述时间差对局部放电点进行定位。
10.根据权利要求1所述的GIS超高频局部放电检测仿真系统，其特征在于，还包括可疑信号处理模块，用于对选择的可疑信号对应的参数数据进行放大处理和/或相位偏移处理。
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