CN103376394A - 用于检测局部放电信号的系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于检测局部放电信号的系统及其方法。用于检测局部放电信号的系统包括：信号检测单元，其被配置为检测电力设备的局部放电信号和噪声信号；通信单元，其被配置为通过通信网络来传送检测到的局部放电信号和噪声信号；控制单元，其被配置为：当通过所述通信网络传送的所述局部放电信号大于所述噪声信号时，基于局部放电信号趋势分析算法和局部放电信号模式分析算法的分析结果来判定所述局部放电信号的风险等级；以及显示单元，其被配置为显示所判定的风险等级。

Description

用于检测局部放电信号的系统及其方法
技术领域
本公开涉及用于检测局部放电（在下文中，被缩写为PD）信号的系统及其方法。
背景技术
通常，为了测量电力设备的PD信号，通过使用连接到电力设备（机器）高电压部分的耦合器和高频变流器（HFCT）或射频变流器（RFCT）的传感器来测量PD信号。然而，在将耦合器连接到电力设备的高电压部分以及将相同的耦合器应用到高电容/高电压设备上的情况下，耦合器的尺寸会增大很多且非常昂贵。除此之外，因为将耦合器直接连接到电力设备的高电压部分上，有时可能会使耦合器爆炸。依照相关技术的以无线方式检测电力设备的局部放电的装置的公开可参照公开号为10-2010-0125811的韩国专利中所公开的内容。
发明内容
因此，详细描述的说明书的方案提供了用于检测局部放电信号的系统及其方法，所述系统能够通过结合PD信号模式分析（例如，局部放电相位图谱（PRPD）或相位脉冲序列判定（PRPS））的结果以及PD信号趋势分析的结果，来最终自动地判定电力设备的PD信号的风险等级，并相应地通知用户，从而提供自动化操作并提高PD诊断的可靠性。
为了实现这些和其他优点，并根据本公开的目的，正如在此具体实施和宽泛描述的，一种用于检测局部放电信号的系统，所述系统包括：
信号检测单元，其被配置为检测电力设备的局部放电信号和噪声信号；
通信单元，其被配置为通过通信网络来传送检测到的局部放电信号和噪声信号；
控制单元，其被配置为：当通过所述通信网络传送的所述局部放电信号大于所述噪声信号时，基于局部放电信号趋势分析算法和局部放电信号模式分析算法的分析结果来判定所述局部放电信号的风险等级；以及
显示单元，其被配置为显示所判定的风险等级。
依照本发明的一个方案，所述局部放电信号模式分析算法可以为局部放电相位图谱（PRPD）分析算法或相位脉冲序列判定（PRPS）分析算法。
依照本发明的另一方案，当所述局部放电信号大于所述噪声信号并且所述局部放电信号超过容许的风险参考值时，可以计算所述局部放电信号的斜率，并且当所述局部放电信号的斜率等于或大于预定的警告等级参考值时，所述控制单元可以将所述局部放电信号的风险等级判定为警告等级。
依照本发明的又一方案，所述控制单元可以将对应于所述警告等级的预定事件和/或警报显示在所述显示单元上。
依照本发明的又一方案，当所述局部放电信号大于所述噪声信号并且所述局部放电超过预定的危急等级参考值时，所述控制单元可以计算所述局部放电信号的斜率，并且当所述斜率等于或大于所述预定的危急等级参考值时，所述控制单元可以将所述局部放电信号的风险等级判定为危急等级或危险等级。
依照本发明的又一方案，所述控制单元可以将对应于所述危急等级或危险等级的预定事件和/或警报显示在所述显示单元上。
依照本发明的又一方案，当所述局部放电信号大于所述噪声信号并且所述局部放电信号超过容许的风险参考值时，所述控制单元可以计算产生所述局部放电信号的时间间隔，并且当产生所述局部放电信号的时间间隔被缩短至预定的警告等级间隔内时，所述控制单元可以将所述局部放电信号的风险等级判定为警告等级。
依照本发明的又一方案，当所述局部放电信号大于所述噪声信号并且所述局部放电信号超过容许的风险参考值时，所述控制单元可以计算产生所述局部放电信号的时间间隔，并且当产生所述局部放电信号的时间间隔被缩短至预定的危急等级间隔内时，所述控制单元可以将所述局部放电信号的风险等级判定为危急等级或危险等级。
为了实现这些和其他优点，并根据本公开的目的，正如在此具体实施和宽泛描述的，一种用于检测局部放电信号的方法，所述方法包括：
检测电力设备的局部放电信号和噪声信号；
通过通信网络来传送检测到的局部放电信号和噪声信号；
当通过所述通信网络传送的所述局部放电信号大于所述噪声信号时，基于局部放电信号趋势分析算法和局部放电信号模式分析算法的分析结果来判定所述局部放电信号的风险等级；以及
将所判定的风险等级显示在显示单元上。
通过下面给出的详细描述，本申请进一步的适用范围将变得更加显而易见。然而，应该可以理解的是，由于在本发明的精神和范围内的各种变化和修改通过详细描述对本领域的技术人员来说将变得显而易见，所以仅仅通过说明的方式给出详细描述和具体示例，而详细描述和具体示例表示本发明的优选方案。
附图说明
所包括的附图提供了对本发明的进一步理解，其包含在本公开中且构成本公开的一部分，附图中示了示例性实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是根据本发明的优选实施例的用于检测局部放电信号的系统的方框图。
图2和图3是图示出根据本发明的实施例的用于检测局部放电信号的方法的过程的流程图。
图4是图示出根据本发明的另一个实施例的用于检测局部放电信号的方法的过程的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图给出示例性实施例的详细说明。为了简化参照附图的说明，相同或等同的部件将设置以相同的附图标记，并且将不再重复其说明。
在本发明的描述中，如果认为对相关的已知功能或结构的详细说明不必要地偏离了本发明的要旨，将省略这样的说明，但是其将被本领域的技术人员所理解。同样的，在本公开的整个内容中，相似的部件采用相似的附图标记。
在下文中，参照图1至图4，将描述检测局部放电信号的系统及其方法，所述系统能够通过结合局部放电信号趋势分析算法和局部放电相位图谱（PRPD）或相位脉冲序列判定（PRPS）分析算法，来最终判定局部放电（PD）信号的风险等级，并且根据所判定的风险等级来向用户提供事件或警报。
图1是根据本发明的实施例的用于检测局部放电信号的系统的方框图。
如图1所示，根据本发明的实施例的用于检测局部放电信号的系统100包括：信号检测单元110，其被配置为用来测量（或检测）电力设备（例如，诸如断路器，开关装置等电力装置）的局部放电信号和噪声信号；通信单元120，其被配置为通过通信网络来传送已测得的局部放电信号（在下文中，缩写为PDM信号）和噪声信号（在下文中，缩写为NGM信号）；控制单元130，其被配置为：当通过所述通信网络传送的PDM值大于NGM值时，基于PD信号趋势分析算法和PD信号模式分析算法（例如，PRPD或PRPS）的分析结果来判定PD信号的风险等级；以及显示单元140，其被配置为显示所判定的风险等级。
根据本发明实施例的用于检测PD信号的系统100可以进一步包括存储单元150，存储单元被配置为用来存储通过所述通信网络传送的PDM值和NGM值、PD信号趋势分析算法、PD信号模式分析算法（例如，PRPD或PRPS）等等。
图2和图3是图示出根据本发明实施例的用于检测PD信号的方法的过程的流程图。
首先，信号检测单元110测量（或检测）电力设备的PD信号和噪声信号，并通过通信单元120将PDM值和NGM值输出到控制单元130（S11）。例如，通过使用被连接到所述电力设备的高电压部分的信号检测单元110（诸如耦合器、HFCT传感器、RFCT传感器等），来测量PD信号和噪声信号，以及将PDM值和NGM值输出到控制单元130。
控制单元130比较PDM值和NGM值以将PD信号（固有的PD信号）与噪声信号中区分开（换句话说，进行噪声选通）（S12），并判定PD信号是否大于噪声信号（S13）。
当PD信号大于噪声信号时，控制单元130按下述方式通过结合PD信号趋势分析算法和PD信号模式分析算法（例如，PRPD或PRPS）来判定PD信号的风险等级。
当PD信号大于噪声信号时，控制单元130判定所述PD信号是否超过容许的风险参考值（S14）。例如，控制单元130可以通过PRPD（或PRPS）分析算法来判定PD信号是否超过容许的风险参考值。在这里，PRPD或PRPS分析算法是已知的，因此将省略其详细说明。
当PD信号超过容许的风险参考值时，控制单元130按下述方式执行PD趋势分析算法。
控制单元130计算出PD信号（例如，PD趋势图）的斜率（S15），并判定所述斜率是否等于或大于预定的警告等级参考值（S16）。
当所述斜率等于或大于所述预定的警告等级参考值时，控制单元130将PD信号的风险等级判定为警告等级（即，要小心谨慎）（或PD趋势警告等级）（S17）并将对应于所判定的警告等级的预定信息（事件和/或警报）输出到显示单元140（S18）。
控制单元130判定PD信号（例如，PD趋势图）的斜率是否等于或大于预定的危急参考值（或预定的危险参考值）（S19）。当PD信号（例如，PD趋势图）的斜率等于或大于所述预定的危急参考值时，控制单元130将PD信号的等级判定为危急等级（或PD趋势危急等级）或危险等级（S20）并将对应于所判定的危急等级或危险等级的预定信息（事件和/或警报）输出到显示单元140（S21）。可以根据电力设备的种类或设计者的意图来改变所述预定的警告等级参考值或所述预定的危急（或危险）参考值。
同时，控制单元130可以基于产生PD信号的时间间隔来判定PD信号的风险等级。这将参照图4进行说明。
图4是图示出依照本发明的另一个实施例的用于检测PD信号的方法的过程的流程图。
首先，信号检测单元110测量（或检测）电力设备（例如，电力机器）的PD信号和噪声信号，并通过通信单元120将PDM值和NGM值输出到控制单元130。例如，通过使用被连接到所述电力设备的高电压部分的信号检测单元110（诸如耦合器、HFCT传感器、RFCT传感器等），来测量PD信号和噪声信号，以及将PDM值和NGM值输出到控制单元130。
控制单元130比较PDM值和NGM值以将PD信号（固有的PD信号）与噪声信号区分开（换句话说，进行噪声选通），并判定PD信号是否大于噪声信号。
当PD信号大于噪声信号时，控制单元130通过以下述方式结合PD信号趋势分析算法和PD信号模式分析算法（例如，PRPD或PRPS）来判定PD信号的风险等级。
当PD信号大于噪声信号时，控制单元130判定PD信号是否超过容许的风险参考值。例如，控制单元130可以通过所述PRPD（或PRPS）分析算法来判定PD信号是否超过容许的风险参考值。
当PD信号超过容许的风险参考值时，控制单元130按下述方式执行PD趋势分析算法。
控制单元130计算产生PD信号的时间间隔（S31），并判定产生PD信号的时间间隔是否被缩短至预定的警告等级间隔内（S32）。
当产生PD信号的时间间隔被缩短至预定的警告等级间隔内时，控制单元130将PD信号风险的等级判定为警告等级（PD趋势警告等级）（S33），并将对应于所判定的警告等级的预定信息（事件和/或警报）输出到显示单元140（S34）。
控制单元130判定产生PD信号的时间间隔是否被缩短至预定的危急（或危险）间隔内（S35）。当产生PD信号的时间间隔被缩短至预定的危急（或危险）间隔内时，控制单元130将PD信号的风险等级判定为危急等级（PD趋势危急等级）或危险等级（S36），并将对应于所判定的危急等级或危险等级的预定信息（事件和/或警报）输出到显示单元140（S37）。可以根据所述电力设备的种类或设计者的意图来改变所述预定的警告等级间隔和所述预定的风险间隔。
同时，通过现有的PRPD（或PRPS）分析，当单一缺陷模式概率等于或大于预定值时，在本发明中所提出的PD模式分析算法基于所判定的缺陷来判定风险等级（即，警告等级或危急等级），并且当两种类型的模式概率都等于或大于40%时（例如，浮动电极：45%，以及绝缘体的表面缺陷：44%），在本发明中所提出的所述PD模式分析算法可以基于重新判定的缺陷再次执行采用多模式库的PRPS分析来判定风险等级（即，警告等级或危急等级）。
如上所述，在使用根据本发明实施例的用于检测PD信号的系统及其方法的情况下，通过结合PD模式分析（例如，PRPD或PRPS）的结果和PD信号趋势分析的结果，最终自动地判定电力设备的PD信号的等级，并将对应的信息提供给用户。通过这种方式，可以使用于检测PD信号的系统自动化并且能够提高PD诊断的可靠性。
前述实施例和优点仅为示例性的而不应当解释为限制本公开。本教导能够易于应用于其他类型的装置。本说明书旨在示例性的，而不是限制权利要求的范围。许多可选方案、改进和变型对于本领域技术人员而言将是显而易见的。这里说明的示例性实施例的特征、结构、方法和其他特性可以各种方式组合以获得另外的和/或可选的示例性实施例。
由于可以在不偏离其特点的情况下以多种形式来实施本特征，还应当理解的是，除非另外指出，上述实施例不受前述说明书的任一细节所限制，而是应当在如所附权利要求限定的范围内被宽泛地解释，因此落在权利要求的边界和界限或者这些边界和界限的等同布局内的全部改变和改进因而旨在被所附的权利要求所包含。

Claims (6)

1.一种用于检测局部放电信号的系统，其特征在于所述系统包括：
信号检测单元，其被配置为检测电力设备的局部放电信号和噪声信号；
通信单元，其被配置为通过通信网络来传送检测到的局部放电信号和噪声信号；
控制单元，其被配置为：当通过所述通信网络传送的所述局部放电信号大于所述噪声信号时，基于局部放电信号趋势分析算法和局部放电信号模式分析算法的分析结果来判定所述局部放电信号的风险等级；以及
显示单元，其被配置为显示所判定的风险等级；
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述局部放电信号模式分析算法为局部放电相位图谱分析算法或相位脉冲序列判定分析算法。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述局部放电信号大于所述噪声信号并且所述局部放电信号超过容许的风险参考值时，计算所述局部放电信号的斜率，并且当所述局部放电信号的斜率等于或大于预定的警告等级参考值时，所述控制单元将所述局部放电信号的风险等级判定为警告等级，并且
当所述斜率等于或大于预定的危急等级参考值时，所述控制单元将所述局部放电信号的风险等级判定为危急等级或危险等级。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述控制单元将对应于所述警告等级的预定事件和/或警报显示在所述显示单元上，并且
将对应于所述危急等级或危险等级的预定事件和/或警报显示在所述显示单元上。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述局部放电信号大于所述噪声信号并且所述局部放电信号超过容许的风险参考值时，所述控制单元计算产生所述局部放电信号的时间间隔，并且当产生所述局部放电信号的所述时间间隔被缩短至预定的警告等级间隔内时，所述控制单元将所述局部放电信号的风险等级判定为警告等级，并且
当产生所述局部放电信号的所述时间间隔被缩短至预定的危急等级间隔内时，所述控制单元将所述局部放电信号的风险等级判定为危急等级或危险等级。
6.一种用于检测局部放电信号的方法，其特征在于所述方法包括：
检测电力设备的局部放电信号和噪声信号；
通过通信网络来传送检测到的局部放电信号和噪声信号；
当通过所述通信网络传送的所述局部放电信号大于所述噪声信号时，基于局部放电信号趋势分析算法和局部放电信号模式分析算法的分析结果来判定所述局部放电信号的风险等级；以及
将所判定的风险等级显示在显示单元上。
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