CN104730440A - 一种基于tev的开关柜局部放电检测系统 - Google Patents

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李杰华
邢云琪
温红旗
张福广
陈鹏
孟艳
田冬梅
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Abstract

一种基于TEV的开关柜局部放电检测系统。其包括：监控终端、无线中继器和监测计算机；其中：监控终端安装于开关柜外表面；无线中继器为Zigbee无线接收中继器，用于接收站内所有监控终端的数据，并将这些数据传至监测计算机。监测计算机为后台处理计算机。本发明提供的基于TEV的开关柜局部放电检测系统的效果：在现场测试的结果中可以看出，本系统较EA公司产品可以更准确地测量开关柜内的局部放电并且可以明显区分出故障开关柜，证明了本系统具有较高的现场检测能力。

Description

一种基于TEV的开关柜局部放电检测系统
技术领域
本发明属于电力设备局部放电检测技术领域，特别是涉及一种基于TEV的开关柜局部放电检测系统。
背景技术
随着国民经济的发展，电力行业取得了长足的进步，电力系统的稳定越来越多的关系到社会的稳定以及经济的发展，开关柜是电力系统中的重要的一个设备。为了保证其顺利进行，对开关柜进行局部放电检测已成为日趋重要的课题。TEV法作为一种新型的开关柜局部放电的检测方法，在近几年得到了越来越多的关注。因此，研究TEV信号波形在开关柜表面的传播以及利用TEV波形实现开关柜内局部放电模式识别具有重要的意义。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于TEV的开关柜局部放电检测系统。
为了达到上述目的，本发明提供的基于TEV的开关柜局部放电检测系统包括：监控终端、无线中继器和监测计算机；其中：
监控终端为局部放电监控终端，安装于开关柜外表面，当开关柜内部发生局部放电时，监控终端可监测到开关柜表面的TEV信号并且实现对信号强度的测量；此外放电时产生的超声信号也会被监控终端中的超声传感器捕获并测量其强度；测量的结果经过无线中继器传输至监测计算机，进行后续处理；
无线中继器为Zigbee无线接收中继器，用于接收站内所有监控终端的数据，并将这些数据传至监测计算机。
监测计算机为后台处理计算机。
所述的无线中继器与监测计算机的通讯方式为光纤传输或485通信。
所述的监控终端包括：TEV传感器、超声传感器、TEV监测电路、超声监测电路、监测控制器、无线通信模块、射频天线和电源；其中：TEV传感器为暂态地电压检测传感器，TEV信号为局部放电产生的暂态地电压峰值，用于监测开关柜表面的TEV信号并且实现对信号强度的测量，其与TEV监测电路相连接；
超声传感器为超声波信号检测装置，用于监测开关柜内局部放电放电时产生的超声信号并测量其强度，其与超声监测电路相连接；
TEV监测电路为TEV信号采集电路，用于完成TEV信号的采集和转换，其与监测控制器相连接；
超声监测电路为超声信号采集电路，用于完成超声信号的采集和转换，其与监测控制器相连接；
监测控制器为本装置的核心控制器，用于采集TEV传感器和超声传感器的输入信号，并将其通过无线通信模块传送给无线中继器，其与无线通信模块相连接；
无线通信模块为无线数据通信装置，用于通过射频天线建立与无线中继器的无线连接，其与射频天线相连接；射频天线为无线射频天线；
电源为本装置的工作电源，其与本装置的用电部件相连接。
本发明提供的基于TEV的开关柜局部放电检测系统的效果：在现场测试的结果中可以看出，本系统较EA公司产品可以更准确地测量开关柜内的局部放电并且可以明显区分出故障开关柜，证明了本系统具有较高的现场检测能力。
附图说明
图1为本发明提供的基于TEV的开关柜局部放电检测系统的示意图。
图2为本发明提供的基于TEV的开关柜局部放电检测系统中监控终端的组成框图。
图3为本发明提供的基于TEV的开关柜局部放电检测系统的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的基于TEV的开关柜局部放电检测系统进行详细说明。
TEV(暂态地电压)技术是一种局部放电检测的新方法。当高压电气设备发生局部放电时,放电产生的电磁波通过金属箱体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传播出去,同时产生一个暂态电压,通过设备的金属箱体外表面而传到接地端，这些电压脉冲即为暂态地电压，简称TEV。
如图1所示，本发明提供的基于TEV的开关柜局部放电检测系统包括：监控终端1、无线中继器2和监测计算机3；其中：
监控终端1为局部放电监控终端，其能够有效监测开关柜内局部放电，测量结果通过无线传输，尽可能地减小了对于变电室内部结构的影响；本监控终端1安装于开关柜外表面，当开关柜内部发生局部放电时，监控终端1可监测到开关柜表面的TEV信号并且实现对信号强度的测量；此外放电时产生的超声信号也会被监控终端1中的超声传感器捕获并测量其强度；测量的结果经过无线中继器2传输至监测计算机3，进行后续处理；
无线中继器2为Zigbee无线接收中继器，用于接收站内所有监控终端1的数据，并将这些数据传至监测计算机3。其与监测计算机3的通讯方式为光纤传输或485通信，可根据现场情况选择。
监测计算机3为后台处理计算机，后台处理程序及人机界面软件包基于windows系统开发，操作简便，容易掌握。软件包括处理程序及人际交互界面，显示内容包括：
1.当前监测数据值
2.历史监测数据值
3.历史监测数据曲线
4.历史报警值
5.开关柜安全状态评估结果
软件界面根据具体变电站检测规数量及结构而定，可根据用户要求修改主界面显示参数。
如图2所示，所述的监控终端1包括：TEV传感器1.1、超声传感器1.2、TEV监测电路1.3、超声监测电路1.4、监测控制器1.5、无线通信模块1.6、射频天线1.7和电源1.8；其中：TEV传感器1.1为暂态地电压检测传感器，TEV信号为局部放电产生的暂态地电压峰值，用于监测开关柜表面的TEV信号并且实现对信号强度的测量，其与TEV监测电路1.3相连接；
超声传感器1.2为超声波信号检测装置，用于监测开关柜内局部放电放电时产生的超声信号并测量其强度，其与超声监测电路1.4相连接；
TEV监测电路1.3为TEV信号采集电路，用于完成TEV信号的采集和转换，其与监测控制器1.5相连接；
超声监测电路1.4为超声信号采集电路，用于完成超声信号的采集和转换，其与监测控制器1.5相连接；
监测控制器1.5为本装置的核心控制器，用于采集TEV传感器1.1和超声传感器1.2的输入信号，并将其通过无线通信模块1.6传送给无线中继器2，其与无线通信模块1.6相连接；
无线通信模块1.6为无线数据通信装置，用于通过射频天线1.7建立与无线中继器2的无线连接，其与射频天线1.7相连接；射频天线1.7为无线射频天线；
电源1.8为本装置的工作电源，其与本装置的用电部件相连接。
如图3所示，本装置的工作原理如下：
监测终端1用于检测开关柜内局部放电信号，无线中继器2用于接收站内所有监测终端数据，并将这些数据传至后台服务器，通过服务器上的局部放电处理程序对放电信号进行处理分析，判断开关柜内是否发生放电并给出放电位置信息。
检测终端1可有效监测开关柜内局部放电，具有高精度、高灵敏度、抗干扰能力强等特点，已广泛用于电力企业的开关柜安全监测系统中。测量结果通过无线传输，尽可能地减小了对于变电室结构的影响。仪器安装于开关柜外表面，当开关柜内部发生局部放电时，本系统中的超声传感器1.2和TEV传感器1.1可监测到开关柜表面的TEV信号并且实现对信号强度的测量；此外放电时产生的超声信号也会被本系统的超声传感器1.2捕获并测量其强度。测量的结果经过无线传输至无线接收器及服务器，进行后续处理。
本发明提供的基于TEV的开关柜局部放电检测系统可进行开关柜内局部放电检测及模式识别，具有高精度、高灵敏度、抗干扰能力强等特点，已广泛用于电力企业的开关柜安全监测系统中。
本系统和EA公司产品性能比较见表1、表2。
表1 EA公司TEV检测仪的测量结果
测量位置 空气 301柜 302柜 303柜 304柜
测量均值(dB) 52 60 60 60 60
表2 实验室制本系统测量值
测量位置 空气 301柜 302柜 303柜 304柜
测量均值(dB) 30 37 37 38 41

Claims (3)

1.一种基于TEV的开关柜局部放电检测系统，其特征在于：所述的基于TEV的开关柜局部放电检测系统包括：监控终端(1)、无线中继器(2)和监测计算机(3)；其中：
监控终端(1)为局部放电监控终端，安装于开关柜外表面，当开关柜内部发生局部放电时，监控终端(1)可监测到开关柜表面的TEV信号并且实现对信号强度的测量；此外放电时产生的超声信号也会被监控终端(1)中的超声传感器捕获并测量其强度；测量的结果经过无线中继器(2)传输至监测计算机(3)，进行后续处理；
无线中继器(2)为Zigbee无线接收中继器，用于接收站内所有监控终端(1)的数据，并将这些数据传至监测计算机(3)。
监测计算机(3)为后台处理计算机。
2.根据权利要求1所述的基于TEV的开关柜局部放电检测系统，其特征在于：所述的无线中继器(2)与监测计算机(3)的通讯方式为光纤传输或485通信。
3.根据权利要求1所述的基于TEV的开关柜局部放电检测系统，其特征在于：所述的监控终端(1)包括：TEV传感器(1.1)、超声传感器(1.2)、TEV监测电路(1.3)、超声监测电路(1.4)、监测控制器(1.5)、无线通信模块(1.6)、射频天线(1.7)和电源(1.8)；其中：TEV传感器(1.1)为暂态地电压检测传感器，TEV信号为局部放电产生的暂态地电压峰值，用于监测开关柜表面的TEV信号并且实现对信号强度的测量，其与TEV监测电路(1.3)相连接；
超声传感器(1.2)为超声波信号检测装置，用于监测开关柜内局部放电放电时产生的超声信号并测量其强度，其与超声监测电路(1.4)相连接；
TEV监测电路(1.3)为TEV信号采集电路，用于完成TEV信号的采集和转换，其与监测控制器(1.5)相连接；
超声监测电路(1.4)为超声信号采集电路，用于完成超声信号的采集和转换，其与监测控制器(1.5)相连接；
监测控制器(1.5)为本装置的核心控制器，用于采集TEV传感器(1.1)和超声传感器(1.2)的输入信号，并将其通过无线通信模块(1.6)传送给无线中继器(2)，其与无线通信模块(1.6)相连接；
无线通信模块(1.6)为无线数据通信装置，用于通过射频天线(1.7)建立与无线中继器(2)的无线连接，其与射频天线(1.7)相连接；射频天线(1.7)为无线射频天线；
电源(1.8)为本装置的工作电源，其与本装置的用电部件相连接。
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