CN104316888B - 一种基于sv采样信号的局放监测内同步基准修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于SV采样信号的局放监测内同步基准修正方法，属于高压设备局部放电监测技术领域。本发明依托现有局放监测的设备架构实现，在不改变现有局放监测的硬件结构的基础上，利用局放监测的高速采集卡产生一个与工频周期相同的方波信号作为内同步信号，利用内同步信号对各个传感器输入信号进行相位预标定，局放数据处理模块以SV电压信号为基准对内同步信号进行修正，从而得到精确和可靠的工频相位基准。本发明无论在常规互感器还是电子互感器场合，均能给局部放电在线监测装置或局部放电检测仪器提供精确和可靠的工频相位基准，具有灵活性和普及性。

Description

一种基于SV采样信号的局放监测内同步基准修正方法

技术领域

本发明涉及一种基于SV采样信号的局放监测内同步基准修正方法，属于高压设备局部放电监测技术领域。

背景技术

高压设备局部放电监测是高压设备智能化和高压设备状态监测的重要技术领域之一，能够及时发现设备运行中的绝缘问题，为电力系统优化运行和状态检修提供数据和参考，减少事故停电和检修停电带来的巨大损失。高压设备内部发生局部放电时，局部放电信号与设备运行的工频电压具有高度的相关性，这种特征不但是区分局放信号和干扰噪声的重要方法，而且还是识别各种放电类型(如GIS设备中可能发生的悬浮电位体放电，绝缘件内部气隙放电，沿面放电，金属尖端放电等)的基础。因此，局部放电监测装置或仪器必须引入稳定可靠的工频相位信号才能正常工作。

目前，局部放电监测装置常用的获取工频电压相位的方法有：(1)从电压互感器二次端引入57.7V电压信号，经电压变送器变为5V～10V电压后送至局放装置的高速采集卡，高速采集卡在进行各个特高频或高频传感器信号的采样处理过程中，同步采样该电压信号并通过该信号实现来自各个传感器信号的相位标定。该方法虽然简单可靠，但由于目前变电站越来越多地使用电子互感器，其输出为网络传输的数字化信号，无法提供模拟量的二次电压信号，因此上述方法在电子互感器应用场合无法使用。(2)从装置使用的交流供电电源处引出220V工频电压信号，经电压变送器变为5V～10V电压后送至局放装置的高速采集卡，同样由高速采集卡同步采样该电压信号以实现来自各个传感器信号的相位标定。该方法引入的电压信号来此变电站二次厂用变压器的输出，由于厂用变压器星三角接线方式的影响，其电压相位与一次施加在高压设备上的电压不同，现场需要用真实反映高压系统的PT电压信号进行二次校准，操作繁杂，而且同样无法在电子互感器应用场合使用。加上从装置供电可靠性角度出发，工程上越来越多使用可靠的直流电源供电也限制该方法应用。(3)通过外加天线感应高压带电体的工频信号，再经滤波调理、积分放大后输出给局放监测系统使用，该方法需要增加天线和电子处理设备，设计复杂，而且空间感应的方式容易受相邻高压带电体的工频信号和其它电磁骚扰的影响，可靠性不高，现场极少应用。(4)若无法获取外同步信号，装置自动以50Hz固定频率进行同步触发，即“内同步触发”。该信号由晶振分频产生，其相位与实际工频信号的相位不一致，是一个随机值，而且运行时间一长，由于晶振的固有偏差，内同步信号的周期也会发生偏移，故只能做调试用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于SV采样信号的局放监测内同步基准修正方法，以解决目前局部放电监测装置在获取工频电压相位过程出现的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种基于SV采样信号的局放监测内同步基准修正方法，该修正方法包括以下步骤：

1)产生一个与工频周期相同的信号作为内同步信号，并利用该信号对实时采集的各个传感器输入信号进行相位预标定；

2)将产生的内同步信号与SV采样信号进行比较，计算两者的相位差；

3)以得到相位差对内同步信号的相位进行修正，从而实现对各个传感器输入信号的正确标定。

所述步骤1)中的内同步信号由局放监测高速采集卡自身的定时器产生。

所述步骤2)中的相位偏差计算由局放数据处理模块完成。

所述步骤3)还包括以SV采样信号的工频周期对内同步信号进行修正。

本发明的有益效果是:本发明依托现有局放监测的设备架构实现，在不改变现有局放监测的硬件结构的基础上，利用局放监测的高速采集卡产生一个与工频周期相同的方波信号作为内同步信号，利用该虚拟的工频相位信号对各个传感器输入信号进行相位预标定，局放数据处理模块接收经过相位预标定的传感器数字信号，同时接收合并单元送来的电压互感器的SV信号；局放数据处理模块以SV电压信号为基准对虚拟的工频相位进行修正，从而得到精确和可靠的工频相位基准。本发明无论在常规互感器还是电子互感器场合，均能给局部放电在线监测装置或局部放电检测仪器提供精确和可靠的工频相位基准，具有灵活性和普及性。

附图说明

图1是生成与系统电压周期相同的虚拟内同步相位信号的波形图；

图2是用虚拟内同步相位信号对局放采集信号进行预标定的示意图；

图3是信息交互示意图；

图4是内同步信号与系统电压信号的波形示意图；

图5对内同步相位基准进行修正前后示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

本发明是在现有局放监测设备的硬件架构实现，不改变现有局放监测设备的构架，局放监测的高速采集卡利用自身定时器生成一个与工频周期相同的50Hz方波信号，即背景中所述的“内同步”信号，并利用该虚拟的工频相位信号对各个传感器输入信号进行相位预标定；局放数据处理模块接收经过相位预标定的传感器数字信号，同时接收合并单元送来的电压互感器的SV信号；局放数据处理模块以SV电压信号为基准对虚拟的工频相位进行修正，从而得到精确和可靠的工频相位基准。

1.在不改变现有局放装置/仪器的高速采集卡+数据处理单元的基本构架的前提下，在高速采集卡与局放数据处理单元之间增加由高速采集卡至数据处理单元的一个开关量联络线，如图3所示。

2.高速采集卡利用自身定时器分频方式生成一个与工频周期相同的50Hz连续方波信号，即“内同步”信号，如图1所示，由于该信号是随机产生的，故该信号起始的相位是不确定的。

3高速采集卡利用产生的内同步信号相位对实时采集的各个传感器输入信号进行相位预标定，如图2所示，并将产生的50Hz方波信号通过开关量联络线传送给局放数据处理模块，将经过相位预标定的局放信号以高速以太网或数据总线方式传送给局放数据处理模块。

4局放数据处理模块接收内同步信号和经过相位预标定的传感器数字信号，同时接收合并单元送来的电压互感器的SV信号，该信号是基于采样点的SV信号，真实反映电压的相位、周期和幅值等特征，如图3所示。

5局放数据处理模块将合并单元发过来的SV采样信号与高速采集卡送来的内同步信号进行比较，局放数据处理模块计算SV电压信号和虚拟工频相位的相位差，以此相位差作为虚拟工频信号的相位修正因子；同时找出SV电压信号的工频周期T作为虚拟工频信号的周期修正因子，如图4所示。

6.局放数据处理模块利用因子和工频周期T因子对虚拟的内同步信号相位进行修正，得到精确和可靠的工频相位基准，从而实现局放信号的正确标定，如图5所示。

上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于SV采样信号的局放监测内同步基准修正方法，其特征在于，该修正方法包括以下步骤：

1)产生一个与工频周期相同的信号作为内同步信号，并利用该信号对实时采集的各个传感器输入信号进行相位预标定；

2)将产生的内同步信号与SV采样信号进行比较，计算两者的相位差；

3)以得到相位差对内同步信号的相位进行修正，从而实现对各个传感器输入信号的正确标定。

2.根据权利要求1所述的基于SV采样信号的局放监测内同步基准修正方法，其特征在于，所述步骤1)中的内同步信号由局放监测高速采集卡自身的定时器产生。

3.根据权利要求1或2所述的基于SV采样信号的局放监测内同步基准修正方法，其特征在于，所述步骤2)中的相位差计算由局放数据处理模块完成。

4.根据权利要求3所述的基于SV采样信号的局放监测内同步基准修正方法，其特征在于，所述步骤3)还包括以SV采样信号的工频周期对内同步信号进行修正。