CN103675532A - 一种gis故障诊断装置及故障诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种GIS故障诊断装置，包括GIS箱体和设置在GIS箱体内的控制器，所述控制器连接有湿度传感器、红外摄像头、温度传感器、气体组分传感器和局放传感器，所述控制器包括故障诊断模块、历史数据存储模块、通信模块。本发明能够发现GIS早期绝缘缺陷情况，可以全面、实时、有效监测智能变电站GIS的运行工况，并实时记录动箱体内的情况保存数据，实现了远程诊断，并且诊断准确性和可靠性极高。极大方便了运检人员巡查，提高了GIS运行维护水平，为保障GIS安全运行发挥了重要作用。

Description

一种GIS故障诊断装置及故障诊断方法

技术领域

本发明涉及电力设备在线监测技术领域，特别涉及一种GIS故障诊断装置及故障诊断方法。

背景技术

近年来，随着城市电网建设的发展，GIS变电站的数量不断增加，GIS因其具有的诸多优点，已经成为主导的开关设备。目前，系统内GIS故障率较高，新设备虽然通过了产品出厂考核和现场交接试验，但投运不久便发生事故，有的在启运时便发生事故。但GIS还存在其他固有的问题。如SF6气体泄漏、外部水分渗入、导电杂质存在、绝缘子老化等因素都可能导致GIS 内部绝缘故障。同时，GIS 由于采用全封闭结构，一旦内部发生绝缘故障，故障定位与检修都十分困难，检修工期长，将直接影响变电站的正常运行，乃至影响区域电网的安全稳定。因此，实时在线监测GIS 的运行工况，为运行人员评估诊断GIS 设备的安全状况和安排检修计划提供依据，对智能变电站乃至电网的安全稳定运行都十分重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种GIS故障诊断装置及故障诊断方法，该专家诊断系统通过安装不同的信号传感器在GIS操动机构的各个监测部位，实时在线测量和记录，利用控制器处理模块统一进行数据处理和存储，该装置不但具有自动诊断功能，而且能够自动将报警将信息发送到管理后台，给变电站控制中心提供操作依据。  

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种GIS故障诊断装置，包括GIS箱体和设置在GIS箱体内的控制器，所述控制器连接有湿度传感器、红外摄像头、温度传感器、气体组分传感器和局放传感器，所述控制器包括故障诊断模块、历史数据存储模块、通信模块。

所述通信模块包括M2M模块，该模块将音视频数据、温度数据、湿度数据、气体组分分析数据、放电数据发送到所述M2M模块，通过所述M2M模块上传到管理平台。

所述通信模块还包括手机GSM发送模块。

所述局放传感器具有强抗干扰性、高检测灵敏度，易于安装为原则。

所述局放传感器包括探头天线、放大单元、滤波单元、微波检波单元和锁相放大单元元。

上述诊断装置的诊断方法，包括如下步骤：

1）温度传感器实时监测箱体内的温度，故障诊断模块对比存储的数据，当温度超过设定值，控制器控制报警器工作，同时通信模块将数据信息传输到管理平台。

2）湿度传感器实时监测箱体内的温度，故障诊断模块对比存储的数据，当湿度超过设定值，控制器控制报警器工作，同时通信模块将数据信息传输到管理平台。

3）气体组分传感器和放电数据实时监测箱体内的气体成分数据和放电数据，故障诊断模块对比存储的标准数据，故障诊断模块分析模块结合气体成分数据的对比结果和放电数据的对比结果，将两项对比数据通过手机GSM模块发送给管理人员，同时通信模块将数据信息传输到管理平台。

4）红外摄像头实时监测箱体内的状况，通过通信模块将音视频数据信息传输到管理平台，管理人员接收到步骤3中的信息后，从管理后台观察箱体内的情况，是否与报警信息相符合，若符合，派检修人员检修，反之则不去，判断准确，省时省工。

本发明通过在GIS箱体内设置湿度传感器、红外摄像头、温度传感器、气体组分传感器和局放传感器，将箱体内采集到温度数据、湿度数据、音视频数据、气体组分分析数据、放电数据观察并与标准数据对比，综合各方面的数据对比，准确判断处箱体内的故障情况。同时本发明的局放传感器设置微波检波单元和锁相放大单元。能够获得UHF信号峰值和时域工频相位信息，采集装置需要具有很高的采样率，并且需要记录大量的数据，但是巨大的数据量极难实时处理。而利用检波器可以很好的解决这个问题，它可以从高频载波信号中取出低频的调制信号，将超高频传感器输出信号的超高频成分滤除，而仅保留信号的幅值和相位信息，这就大大减少了数据量的处理工作，方便了后续的信号处理。锁相放大单元主要的功能是将局放产生的超高频脉冲电磁波从大量的噪声中恢复出来。其原理是两路通道的信号送入相敏检测器，经后面带有积分功能的低通滤波器滤除掉非相关项，输出的直流分量代表PD信号的幅值信息，其中两路信号要满足同频同相的要求。本发明能够发现GIS早期绝缘缺陷情况，可以全面、实时、有效监测智能变电站GIS的运行工况，并实时记录动箱体内的情况保存数据，实现了远程诊断，并且诊断准确性和可靠性极高。极大方便了运检人员巡查，提高了GIS运行维护水平，为保障GIS 安全运行发挥了重要作用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1是本发明的电气连接结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种GIS故障诊断装置，包括GIS箱体和设置在GIS箱体内的控制器，所述控制器连接有湿度传感器、红外摄像头、温度传感器、气体组分传感器和局放传感器，所述控制器包括故障诊断模块、历史数据存储模块、通信模块。

所述通信模块包括M2M模块，该模块将音视频数据、温度数据、湿度数据、气体组分分析数据、放电数据发送到所述M2M模块，通过所述M2M模块上传到管理平台。

所述通信模块还包括手机GSM发送模块。

所述局放传感器具有强抗干扰性、高检测灵敏度，易于安装为原则。

所述局放传感器包括探头天线、放大单元、滤波单元、微波检波单元和锁相放大单元元。

上述诊断装置的诊断方法，包括如下步骤：

1）温度传感器实时监测箱体内的温度，故障诊断模块对比存储的数据，当温度超过设定值，控制器控制报警器工作，同时通信模块将数据信息传输到管理平台。

2）湿度传感器实时监测箱体内的温度，故障诊断模块对比存储的数据，当湿度超过设定值，控制器控制报警器工作，同时通信模块将数据信息传输到管理平台。

    3）气体组分传感器和放电数据实时监测箱体内的气体成分数据和放电数据，故障诊断模块对比存储的标准数据，故障诊断模块分析模块结合气体成分数据的对比结果和放电数据的对比结果，将两项对比数据通过手机GSM模块发送给管理人员，同时通信模块将数据信息传输到管理平台。

    4）红外摄像头实时监测箱体内的状况，通过通信模块将音视频数据信息传输到管理平台，管理人员接收到步骤3中的信息后，从管理后台观察箱体内的情况，是否与报警信息相符合，若符合，派检修人员检修，反之则不去，判断准确，省时省工。

本发明通过在GIS箱体内设置湿度传感器、红外摄像头、温度传感器、气体组分传感器和局放传感器，将箱体内采集到温度数据、湿度数据、音视频数据、气体组分分析数据、放电数据观察并与标准数据对比，综合各方面的数据对比，准确判断处箱体内的故障情况。同时本发明的局放传感器设置微波检波单元和锁相放大单元。能够获得UHF信号峰值和时域工频相位信息，采集装置需要具有很高的采样率，并且需要记录大量的数据，但是巨大的数据量极难实时处理。而利用检波器可以很好的解决这个问题，它可以从高频载波信号中取出低频的调制信号，将超高频传感器输出信号的超高频成分滤除，而仅保留信号的幅值和相位信息，这就大大减少了数据量的处理工作，方便了后续的信号处理。锁相放大单元主要的功能是将局放产生的超高频脉冲电磁波从大量的噪声中恢复出来。其原理是两路通道的信号送入相敏检测器，经后面带有积分功能的低通滤波器滤除掉非相关项，输出的直流分量代表PD信号的幅值信息，其中两路信号要满足同频同相的要求。本发明能够发现GIS早期绝缘缺陷情况，可以全面、实时、有效监测智能变电站GIS的运行工况，并实时记录动箱体内的情况保存数据，实现了远程诊断，并且诊断准确性和可靠性极高。极大方便了运检人员巡查，提高了GIS运行维护水平，为保障GIS 安全运行发挥了重要作用。

Claims (6)

1.一种GIS故障诊断装置，其特征在于：包括GIS箱体和设置在GIS箱体内的控制器，所述控制器连接有湿度传感器、红外摄像头、温度传感器、气体组分传感器和局放传感器，所述控制器包括故障诊断模块、历史数据存储模块、通信模块。

2.如权利要求1所述的GIS故障诊断装置，其特征在于：所述通信模块包括M2M模块，该模块将音视频数据、温度数据、湿度数据、气体组分分析数据、放电数据发送到所述M2M模块，通过所述M2M模块上传到管理平台。

3.如权利要求1或2所述的GIS故障诊断装置，其特征在于：所述通信模块还包括手机GSM发送模块。

4.如权利要求1所述的GIS故障诊断装置，其特征在于：所述局放传感器具有强抗干扰性、高检测灵敏度，易于安装为原则。

5.如权利要求1或4所述的GIS故障诊断装置，其特征在于：所述局放传感器包括探头天线、放大单元、滤波单元、微波检波单元和锁相放大单元元。

6.上述诊断装置的诊断方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）温度传感器实时监测箱体内的温度，故障诊断模块对比存储的数据，当温度超过设定值，控制器控制报警器工作，同时通信模块将数据信息传输到管理平台；

 2）湿度传感器实时监测箱体内的温度，故障诊断模块对比存储的数据，当湿度超过设定值，控制器控制报警器工作，同时通信模块将数据信息传输到管理平台；

 3）气体组分传感器和放电数据实时监测箱体内的气体成分数据和放电数据，故障诊断模块对比存储的标准数据，故障诊断模块分析模块结合气体成分数据的对比结果和放电数据的对比结果，将两项对比数据通过手机GSM模块发送给管理人员，同时通信模块将数据信息传输到管理平台；

 4）红外摄像头实时监测箱体内的状况，通过通信模块将音视频数据信息传输到管理平台，管理人员接收到步骤3中的信息后，从管理后台观察箱体内的情况，是否与报警信息相符合，若符合，派检修人员检修，反之则不去，判断准确，省时省工。