CN105301464A - 移动式特高频局部放电在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式特高频局部放电在线监测系统，包括有设置在移动柜内的中央处理器，分别与中央处理器连接的数据采集模块、通讯模块和数据显示单元，连接于数据采集模块上的时钟芯片；数据采集模块采集两个局部放电传感器的特高频信号，然后中央处理器的时差比较单元进行时差比较，最后数据统计单元计算放电点的位置数据。本发明的中央处理器、数据采集模块、通讯模块和数据显示单元均集成在一个移动柜上，根据实际需要随时移动，放置在任一疑似故障点位置，方便灵活；本发明可实时、持续地采集数据，通过通信模块随时远程查看疑似故障点的绝缘缺陷发展趋势，且具有自动定位功能，无需人为记录时间和计算，大大降低了带电检测人员的工作量。

Description

移动式特高频局部放电在线监测系统

技术领域

本发明涉及放电监测领域，具体是一种移动式特高频局部放电在线监测系统。

背景技术

局部放电是指当外加电压在电气设备中产生的场强，足以使绝缘部分区域发生放电，但在放电区域内未形成固定放电通道的放电现象。局部放电通常发生在有绝缘缺陷的高压电气设备内，高压设备发生局部放电时，会伴随有电磁波的产生。特高频是指频带为300MHz～3000MHz的电磁波。在该频段的电磁波信号可有效的避开变电站内其他电磁干扰源，具有较高的信噪比。特高频法相较于其他测量局部放电的方法具有以下优点：检测频段高、抗干扰能力强、灵敏度高、可以区分故障类型及定位。工作原理是局部放电激发电磁波信号，该信号被内置式或外置式特高频传感器所感应，信号经过同轴电缆，被采集单元所采集，通过在线监测系统对信号进行分析、诊断和定位。

目前，通过特高频法对高压设备局部放电检测通常有两种手段。一种是安装局部放电在线监测系统，另一种则是采用便携式局部放电检测仪定期或不定期的对高压设备进行带电检测。在线监测系统是指预先将传感器安装在特定的位置，采集单元放置在传感器附近，并通过同轴电缆互相连接，一般采集单元可以集成多个传感器。监测系统的数据分析、诊断、定位及显示一般固定在后台机柜内，监测系统与采集单元通过通讯线传输采集的数据。后台机柜一般放置在控制室内。在线监测系统的优势在于可以实时查看被监测设备的绝缘状态，对高压设备早期的局部放电进行预警；历史数据可以有效辅助运行人员进行绝缘缺陷风险程度的分析、判定；带电检测相比较在线监测更加灵活，传感器位置可以放置在更加靠近局部放电源的位置；对在线监测系统的位置盲区，提供有效的补充。但是，在线监测系统只能固定于后台机柜内，不能根据需要随意移动，而带电检测则只能对故障点进行短期监测，监测时间有限。并且目前对GIS内部局部放电源的定位主要还是依靠示波器，工作方法为采集两个通道脉冲信号到达的时间差，测量两通道之间的距离，采用时间差法计算局放源位于两个通道之间的距离。该方法对测试人员的专业技能要求高；定位时间长，尤其是间歇性信号时，可能需要1到2天的时间；在GIS周边环境存在不同程度的电磁信号干扰，为设置有效的触发值，往往需要凭借经验多次试验；采样样本较少，每触发一次，测试人员记录一次，两次记录间隔时间长，可能引入人为误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种移动式特高频局部放电在线监测系统，可根据需要移动，且具有在线监测和定位的功能。

本发明的技术方案为：

移动式特高频局部放电在线监测系统，其特征在于：包括有设置在移动柜内的中央处理器，分别与中央处理器连接的数据采集模块、通讯模块和数据显示单元，连接于数据采集模块上的时钟芯片；所述的数据采集模块与两个局部放电传感器连接，所述的数据采集模块采集两个局部放电传感器的特高频信号并进行A/D转换，然后把转换后的特高频数字信号传输给中央处理器的时差比较单元，时差比较单元对数据采集模块采集的两个特高频数字信号进行时差比较，然后将时差比较数据传输给中央处理器的数据统计单元，数据统计单元根据公式(1)计算放电点的位置数据，然后将放电点的位置数据传输给数据显示单元进行显示，并通过通讯模块将放电点的位置数据传输给远程监控端；

$d=\frac{(D-0.3t)}{2}---\left(1\right);$

其中，d为放电点相应于其中一个局部放电传感器的距离，D为两个局部放电传感器之间的距离，t为时差比较数据。

所述的时差比较单元进行时差比较的具体步骤为:时差比较单元确定两个特高频数字信号的起始接收点，并提取时钟芯片中起始接收点相对应的起始时刻，并将两个起始时刻进行差值运算得到时差比较数据。

所述的数据采集模块与温湿度传感器进行连接。

两个局部放电传感器和温湿度传感器为一组传感器，一至三组传感器与所述的数据采集模块进行连接。

所述的通讯模块包括有4G通信模块和信号增强天线。

本发明的优点：

本发明的中央处理器、数据采集模块、通讯模块和数据显示单元均集成在一个移动柜上，根据实际需要随时移动，放置在任何一处疑似故障点位置，方便灵活；本发明可实时、持续地采集数据，通过通信模块随时远程查看疑似故障点的绝缘缺陷发展趋势；可对疑似故障点进行长达半年甚至1年的持续监测，直至该疑似缺陷消除，尤其对于偏远的变电站，可有效的降低带电检测人员的工作量；本发明具有自动定位功能，与局部放电传感器连接，实现自动采集和计算放电点的位置，无需人为记录时间和计算，采集和计算数据准确，且大大降低了带电检测人员的工作量；本发明可与温湿度传感器连接，采集温湿度数据，传输给远程监控端，并于带电检测人员分析温湿度对放电情况的影响。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明计算放电点的位置的流程图。

具体实施方式

见图1，移动式特高频局部放电在线监测系统，包括有设置在移动柜内的中央处理器1，分别与中央处理器1连接的数据采集模块2、通讯模块3和数据显示单元4，以及连接于数据采集模块2上的时钟芯片5；通讯模块3包括有4G通信模块和信号增强天线；数据采集模块2与两个局部放电传感器6、温湿度传感器7连接；两个局部放电传感器6和温湿度传感器7为一组传感器，一至三组传感器与数据采集模块2进行连接；

本发明的工作原理：

见图1和图2，检测前，首先将三组传感器放置于不同的疑似故障点，检测时，数据采集模块首先采集局部放电传感器6的特高频信号、温湿度传感器7的温湿度数据并进行A/D转换，然后把转换后的特高频数字信号传输给中央处理器的时差比较单元8，时差比较单元8确定两个特高频数字信号的起始接收点，并提取时钟芯片5中起始接收点相对应的起始时刻，并将两个起始时刻进行差值运算得到时差比较数据，然后将时差比较数据传输给中央处理器的数据统计单元9，数据统计单元9根据公式(1)计算放电点的位置数据，然后将放电点的位置数据和温湿度数据传输给数据显示单元4进行显示，并通过通讯模块3将放电点的位置数据和温湿度数据传输给远程监控端；

$d=\frac{(D-0.3t)}{2}---\left(1\right).$

Claims (5)

1.移动式特高频局部放电在线监测系统，其特征在于：包括有设置在移动柜内的中央处理器，分别与中央处理器连接的数据采集模块、通讯模块和数据显示单元，连接于数据采集模块上的时钟芯片；所述的数据采集模块与两个局部放电传感器连接，所述的数据采集模块采集两个局部放电传感器的特高频信号并进行A/D转换，然后把转换后的特高频数字信号传输给中央处理器的时差比较单元，时差比较单元对数据采集模块采集的两个特高频数字信号进行时差比较，然后将时差比较数据传输给中央处理器的数据统计单元，数据统计单元根据公式(1)计算放电点的位置数据，然后将放电点的位置数据传输给数据显示单元进行显示，并通过通讯模块将放电点的位置数据传输给远程监控端；

$d=\frac{(D-0.3t)}{2}---\left(1\right);$

其中，d为放电点相应于其中一个局部放电传感器的距离，D为两个局部放电传感器之间的距离，t为时差比较数据。

2.根据权利要求1所述的移动式特高频局部放电在线监测系统，其特征在于：所述的时差比较单元进行时差比较的具体步骤为:时差比较单元确定两个特高频数字信号的起始接收点，并提取时钟芯片中起始接收点相对应的起始时刻，并将两个起始时刻进行差值运算得到时差比较数据。

3.根据权利要求1所述的移动式特高频局部放电在线监测系统，其特征在于：所述的数据采集模块与温湿度传感器进行连接。

4.根据权利要求3所述的移动式特高频局部放电在线监测系统，其特征在于：所述的两个局部放电传感器和温湿度传感器为一组传感器，一至三组传感器与所述的数据采集模块进行连接。

5.根据权利要求1所述的移动式特高频局部放电在线监测系统，其特征在于：所述的通讯模块包括有4G通信模块和信号增强天线。