CN113625133A - 一种配电设备局部放电的在线监测反馈系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及局部放电检测技术领域，具体地说，涉及一种配电设备局部放电的在线监测反馈系统及方法。包括基建管理单元、分析展示单元、检测反馈单元和功能应用单元；基建管理单元用于提供并管理基建设备；分析展示单元用于从多方面对局部放电的情况进行分析；检测反馈单元用于将配电设备运行的检测结果反馈给用户；功能应用单元用于通过完善系统的功能性。本发明设计的系统可以全面地检测所有类型的配电设备内外的局部放电情况，可以更快速准确地发现局放情况，还可以预测局放的变动趋势，并及时发出异常警示；其方法可以实现长期实时在线的配电设备局放监测，降低人工投入，可以尽早发现配电设备出现故障的局放征兆，提高电力系统的安全稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及局部放电检测技术领域，具体地说，涉及一种配电设备局部放电的在线监测反馈系统及方法。
背景技术
随着社会经济的不断发展，现在电力工业建设突飞猛进，为保障电力系统的稳定性、可靠性，对电力设备的安全程度提出了更高的要求。变电站内配电设备的安全运行对整个电力系统的稳定有着至关重要的影响，因此，在配电设备发生故障之前，在线检测并判断其内部缺陷状况尤为重要。其中，局部放电是配电设备发生故障的主要征兆，检测局部放电是对配电设备进行评估的有效途径，也是实现配电设备状态检修的关键技术之一。目前，对配电设备进行局部放电检测的方法存在较多局限：如使用便携式的局部放电检测仪时，每台设备或者每个点检测不超过24小时，如使用移动式局部放电检测仪时，每个店监测时间在1到2个月之内，而其他时间没有进行监测，容易错过中间时间段大量的局部放电情况，导致配电设备仍然存在较大的故障风险，难以及时发现配电设备的故障前兆。同时，现有技术中，大多数的局部放电检测仪器一般都是采用单一或少量的检测方法，无法适用于所有类型的配电设备，也存在检测不够准确的局限。然而，目前却没有采用多种检测方式、适用于所有类型配电设备且能够长期实时在线对配电设备进行局部放电监测的系统及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配电设备局部放电的在线监测反馈系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述技术问题的解决，本发明的目的之一在于，提供了一种配电设备局部放电的在线监测反馈系统，包括
基建管理单元、分析展示单元、检测反馈单元和功能应用单元；所述基建管理单元、所述分析展示单元、所述检测反馈单元与所述功能应用单元依次通过网络通信连接；所述基建管理单元用于提供并管理支持系统运行的终端、传感器等基建设备；所述分析展示单元用于通过多种检测设备反馈的检测信息从多方面对配电设备局部放电的情况进行分析并通过报表进行直观展示；所述检测反馈单元用于对配电设备的运行情况进行检测并将检测结果反馈给用户；所述功能应用单元用于通过扩展应用服务来完善系统的功能性；
所述基建管理单元包括终端设备模块、智能传感模块、检测方法模块和通信支持模块；
所述分析展示单元包括横向分析模块、趋势预判模块、阈值比较模块和报表展现模块；
所述检测反馈单元包括状态显示模块、局放点定位模块、异常警示模块和检修建议模块；
所述功能应用单元包括用户管理模块、上传存储模块、web发布模块和远程操作模块。
作为本技术方案的进一步改进，所述终端设备模块、所述智能传感模块与所述检测方法模块依次通过网络通信连接；所述终端设备模块用于提供通过网络通讯连接的各种终端设备并进行管理和工作分配；所述智能传感模块用于对多种可进行局部放电进行检测的仪器及智能传感器进行连接管理；所述检测方法模块用于通过不同的传感器及对应的介质原理实现对配电设备局部放电的检测过程；所述通信支持模块用于通过多种网络通信技术在系统各层面之间建立信号连接及数据传输的通道。
其中，终端设备包括但不限于处理器、显示器、控制器等。
其中，智能传感器包括但不限于超声波传感器、TEV暂态地电波传感器、HFCT高频电流传感器、UHF超高频传感器，或包含上述两种及两种以上传感器的检测仪器(如多功能局放检测仪)，以及上述各种传感器或检测仪器配套的设备等。
其中，网络通信技术包括但不限于有线网、局域网、无线WiFi、数据流量、蓝牙等。
作为本技术方案的进一步改进，所述检测方法模块包括超声波检测模块、暂态地电波模块、高频电流检测模块和超高频检测模块；所述超声波检测模块、所述暂态地电波模块、所述高频电流检测模块与所述超高频检测模块并列运行；所述超声波检测模块用于利用超声波良好的穿透性能、反射回波及多普勒效应的特性，通过超声波传感器以非侵入的方式检测工频周期内的放电信号来实现局部放电巡检的过程；所述暂态地电波模块用于通过TFV暂态地电波传感器测量配电设备内部因局部放电致使其金属壳体上产生的暂态地电波来检测判断设备内部是否存在绝缘故障的过程；所述高频电流检测模块用于通过HFCT高频电流传感器以电磁感应方式采集高频电流以实现检测局部放电的过程；所述超高频检测模块用于通过超高频信号传感器接收局部放电过程辐射的超高频电磁波来实现局部放电的检测过程。
其中，超高频检测方法中，当配电设备内部发生局部放电时，由于外部绝缘保护层绝缘强度高，局部放电脉冲的上升沿很陡，脉冲宽度多为纳秒级，能激励起1GHz超高频电磁信号，此时通过超高频信号传感器检测超高频电流信号实现局部放电检测，在通过数据采集卡进行数据处理和存储，再使用后台数据分析软件的数据分析功能(PD plot、N_q plot、Weibull、Dvdt plot等)和多种消除噪音功能对检测到的数据进行分析和处理，便可得出电气设备内是否存在局部放电现象，以及局部放电的类型。
作为本技术方案的进一步改进，所述超声波检测模块中，超声波传感的传播原理计算表达式如下：
超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，能量逐渐衰减，其衰减的程度与声波的扩散、散射及吸收等因素有关；其声压和声强的衰减规律为：
Px＝P0e-ax；
Ix＝I0e-2ax；
式中：Px、Ix分别为声波在距声波x处的声压和声强，P0、I0分别为声波在声源处的声压和声强，x为声波与声源间的距离，a为衰减系数；
其中，声波在介质中传播时，能量的衰减决定于声波的扩散、散射和吸收，在理想介质中，声波的衰减仅来自于声波的扩散，即随声波传播距离增加而引起声能的减弱；
散射衰减时固体介质中的颗粒界面或流体介质中的悬浮粒子使声波散射；
吸收衰减是由介质的导热性、粘滞性及弹性滞后造成的，介质吸收声能并转换为热能。
作为本技术方案的进一步改进，所述横向分析模块、所述趋势预判模块与所述阈值比较模块并列运行，所述横向分析模块、所述趋势预判模块、所述阈值比较模块的信号输出端与所述报表展现模块的信号输入端连接；所述横向分析模块用于对同一时间点通过不同检测方式获取的检测情况进行综合分析以获取更准确的监测结果；所述趋势预判模块用于结合各检测方式获取的历史情况来进行配电设备局部放电变动趋势预测判识；所述阈值比较模块用于将不同检测方式获取的检测情况分别与其对应的预设阈值进行比较分析以判断配电设备局部放电的程度；所述报表展现模块用于分别将不同检测方式获取的检测情况整理生成对应的分析报表，报表格式包括报告、图形、三维立体图等，并通过显示器反馈给用户。
作为本技术方案的进一步改进，所述状态显示模块与所述局放点定位模块并列运行，所述局放点定位模块的信号输出端与所述异常警示模块的信号输入端连接，所述异常警示模块的信号输出端与所述检修建议模块的信号输入端连接；所述状态显示模块用于在显示终端上实时显示配电设备的运行状态；所述局放点定位模块用于在检测到配电设备内存在局部放电的情况并对存在局部放电的故障点进行定位；所述异常警示模块用于通过不同的警示方式对存在不同程度局部放电故障的情况进行警报提示；所述检修建议模块用于结合判识出的局部放电类型及往期检修记录来对检测出的局部放电故障给出辅助检修建议。
其中，配电设备的运行状态包括但不限于“正常”、“局部放电”、“注意”、“异常”、“严重故障”等。
其中，异常警示的方法包括不同警示弹框、不同颜色边框、不同提示音效等。
作为本技术方案的进一步改进，所述局放点定位模块中，对局部放电故障点进行距离定位的方法采用欧式距离计算方法，其计算公式为：
其中，(x1，y1)为局部放电检测仪器的位置坐标，(x2，y2)为配电设备内局部放电故障点的位置坐标，d12为检测仪器到局放点的欧式距离。
作为本技术方案的进一步改进，所述用户管理模块、所述上传存储模块、所述web发布模块与所述远程操作模块依次通过网络通信连接；所述用户管理模块用于对访问系统的用户身份进行管理并根据用户的身份分配对应的操作权限；所述上传存储模块用于在获取各智能传感器及检测仪器提供的检测数据后给数据提供上传及存储的功能；所述web发布模块用于自动将需要公开的数据信息通过web进行发布展示以便用户通过网页浏览器对系统进行访问；所述远程操作模块用于给有权限的用户提供通过远程通讯技术在远端向控制器发送工作指令以实现远程操控系统运作的过程。
其中，用户的身份及对应权限包括：游客可查看公开数据，普通用户可查看、查询及下载公开数据，高级用户可查看、查询及下载公开及部分重要数据，管理员用户可查看、查询及下载所有数据，并具有远程操控权限及修改系统参数的权限。
本发明的目的之二在于，提供了一种配电设备局部放电的在线监测反馈方法，该方法以上述任一所述的配电设备局部放电的在线监测反馈系统为运行基础，包括如下步骤：
S1、在配电设备周围搭建局部放电的在线监测反馈网络架构，安装各种智能传感器及检测仪器，并将智能传感器及检测仪器与处理器通讯连接起来，试运行以保证系统可正常运行；
S2、配电设备运行过程中，各种智能传感器及检测仪器实时对配电设备的运行状态进行检测并将检测信息反馈到系统处理器上；
S3、处理器结合同一时间点多个检测信息，进行横向分析，判断配电设备内是否存在局部放电的情况，并将配电设备的实时运行状态显示在显示器上；
S4、处理器针对多个检测信息，分别绘制检测到的局部放电状态波动情况并预测其变动趋势，同时将多个趋势图展现在显示器上；
S5、实时将各检测方法检测到的数据与其对应的预设阈值进行比较，在数据超过预设阈值时，对配电设备内存在局部放电的故障点进行精确定位，确定配电设备的局部放电位置与局部放电量，并发出警示；
S6、系统自动对存在异常信号的设备进行诊断性测量，分析局部放电故障点的放电程度、危险程度并判识局部放电类型，同时给出对应的检修建议，等待检修工程师前往现场进行检修操作；
S7、系统实时将历史监测数据整理起来并生成对应的报表、图形及三维立体图像信息，自动将报表数据上传存储到云库，并自动对需要公开的数据进行web发布；
S8、用户以合法身份访问系统，可在权限内进行数据查询、下载等操作，具有权限的管理员可通过系统经控制器向各传感器及检测仪器发送远程操控指令，或远程地修改检测仪器的预设阈值参数等。
作为本技术方案的进一步改进，所述S2中，各种智能传感器及检测仪器实时对配电设备的运行状态进行检测的方法包括如下步骤：
S2.1、使用多功能局放检测仪多点测试环境噪音，以降低监测过程中的环境干扰；
S2.2、使用TEV模式对配电设备的内外环境进行TEV信号普测，并自动记录局部放电幅值(dB)；
S2.3、使用超声波模式对配电设备的内外环境进行超声波信号普测，并记录超声信号幅值(dB)；
S2.4、使用HFCT模式对配电设备的内外环境进行电磁感应的电流信号普测，并记录电流信号幅值(dB)；
S2.5、使用UHF模式对配电设备的内外环境进行超高频电流信号普测，并记录电流信号幅值(dB)；
S2.6、将采集获取的数据上传到主控处理器中，同时对于普测放电值较大的配电设备，可使用HVPDLongshot提取信号波形、相位图、上升沿、下降沿时间来进一步分析并定位。
作为本技术方案的进一步改进，所述。
本发明的目的之三在于，提供了一种配电设备局部放电的在线监测反馈系统的运行装置，包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序，处理器用于执行计算机程序时实现上述任一的配电设备局部放电的在线监测反馈系统及方法步骤。
本发明的目的之四在于，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一的配电设备局部放电的在线监测反馈系统及方法步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.该配电设备局部放电的在线监测反馈系统通过连接采用多种检测方式的智能传感器及局放检测仪器，可以全面地检测配电设备内外的局部放电情况，适用于所有类型的配电设备，结合多组检测信息进行综合分析，可以更快速准确地发现局放情况、定位局放点位置及判识局放类型，还可以预测局放的变动趋势，并及时发出异常警示，对异常情况给出检修建议；
2.该配电设备局部放电的在线监测反馈方法以上述检测反馈系统为运行基础，可以实现长期实时在线的配电设备局放监测，降低人工投入，可以尽早发现配电设备出现故障的局放征兆，以便评估配电设备的运行状态，更好地保障配电设备的安全，提高电力系统的安全稳定性。
附图说明
图1为本发明的示例性产品架构图；
图2为本发明的整体系统装置结构图；
图3为本发明的局部系统装置结构图之一；
图4为本发明的局部系统装置结构图之二；
图5为本发明的局部系统装置结构图之三；
图6为本发明的局部系统装置结构图之四；
图7为本发明的局部系统装置结构图之五；
图8为本发明的整体方法流程图；
图9为本发明的局部方法流程图；
图10为本发明的示例性电子计算机产品装置结构图。
图中：
1、主控处理器；2、局放检测传感器；3、显示终端；4、存储云；5、用户；
100、基建管理单元；101、终端设备模块；102、智能传感模块；103、检测方法模块；1031、超声波检测模块；1032、暂态地电波模块；1033、高频电流检测模块；1034、超高频检测模块；104、通信支持模块；
200、分析展示单元；201、横向分析模块；202、趋势预判模块；203、阈值比较模块；204、报表展现模块；
300、检测反馈单元；301、状态显示模块；302、局放点定位模块；303、异常警示模块；304、检修建议模块；
400、功能应用单元；401、用户管理模块；402、上传存储模块；403、web发布模块；404、远程操作模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-图10所示，本实施例的目的在于，提供了一种配电设备局部放电的在线监测反馈系统，包括
基建管理单元100、分析展示单元200、检测反馈单元300和功能应用单元400；基建管理单元100、分析展示单元200、检测反馈单元300与功能应用单元400依次通过网络通信连接；基建管理单元100用于提供并管理支持系统运行的终端、传感器等基建设备；分析展示单元200用于通过多种检测设备反馈的检测信息从多方面对配电设备局部放电的情况进行分析并通过报表进行直观展示；检测反馈单元300用于对配电设备的运行情况进行检测并将检测结果反馈给用户；功能应用单元400用于通过扩展应用服务来完善系统的功能性；
基建管理单元100包括终端设备模块101、智能传感模块102、检测方法模块103和通信支持模块104；
分析展示单元200包括横向分析模块201、趋势预判模块202、阈值比较模块203和报表展现模块204；
检测反馈单元300包括状态显示模块301、局放点定位模块302、异常警示模块303和检修建议模块304；
功能应用单元400包括用户管理模块401、上传存储模块402、web发布模块403和远程操作模块404。
本实施例中，终端设备模块101、智能传感模块102与检测方法模块103依次通过网络通信连接；终端设备模块101用于提供通过网络通讯连接的各种终端设备并进行管理和工作分配；智能传感模块102用于对多种可进行局部放电进行检测的仪器及智能传感器进行连接管理；检测方法模块103用于通过不同的传感器及对应的介质原理实现对配电设备局部放电的检测过程；通信支持模块104用于通过多种网络通信技术在系统各层面之间建立信号连接及数据传输的通道。
其中，终端设备包括但不限于处理器、显示器、控制器等。
其中，智能传感器包括但不限于超声波传感器、TEV暂态地电波传感器、HFCT高频电流传感器、UHF超高频传感器，或包含上述两种及两种以上传感器的检测仪器(如多功能局放检测仪)，以及上述各种传感器或检测仪器配套的设备等。
其中，网络通信技术包括但不限于有线网、局域网、无线WiFi、数据流量、蓝牙等。
进一步地，检测方法模块103包括超声波检测模块1031、暂态地电波模块1032、高频电流检测模块1033和超高频检测模块1034；超声波检测模块1031、暂态地电波模块1032、高频电流检测模块1033与超高频检测模块1034并列运行；超声波检测模块1031用于利用超声波良好的穿透性能、反射回波及多普勒效应的特性，通过超声波传感器以非侵入的方式检测工频周期内的放电信号来实现局部放电巡检的过程；暂态地电波模块1032用于通过TFV暂态地电波传感器测量配电设备内部因局部放电致使其金属壳体上产生的暂态地电波来检测判断设备内部是否存在绝缘故障的过程；高频电流检测模块1033用于通过HFCT高频电流传感器以电磁感应方式采集高频电流以实现检测局部放电的过程；超高频检测模块1034用于通过超高频信号传感器接收局部放电过程辐射的超高频电磁波来实现局部放电的检测过程。
其中，超高频检测方法中，当配电设备内部发生局部放电时，由于外部绝缘保护层绝缘强度高，局部放电脉冲的上升沿很陡，脉冲宽度多为纳秒级，能激励起1GHz超高频电磁信号，此时通过超高频信号传感器检测超高频电流信号实现局部放电检测，在通过数据采集卡进行数据处理和存储，再使用后台数据分析软件的数据分析功能(PD plot、N_q plot、Weibull、Dvdt plot等)和多种消除噪音功能对检测到的数据进行分析和处理，便可得出电气设备内是否存在局部放电现象，以及局部放电的类型。
具体地，超声波检测模块1031中，超声波传感的传播原理计算表达式如下：
超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，能量逐渐衰减，其衰减的程度与声波的扩散、散射及吸收等因素有关；其声压和声强的衰减规律为：
Px＝P0e-ax；
Ix＝I0e-2ax；
式中：Px、Ix分别为声波在距声波x处的声压和声强，P0、I0分别为声波在声源处的声压和声强，x为声波与声源间的距离，a为衰减系数；
其中，声波在介质中传播时，能量的衰减决定于声波的扩散、散射和吸收，在理想介质中，声波的衰减仅来自于声波的扩散，即随声波传播距离增加而引起声能的减弱；
散射衰减时固体介质中的颗粒界面或流体介质中的悬浮粒子使声波散射；
吸收衰减是由介质的导热性、粘滞性及弹性滞后造成的，介质吸收声能并转换为热能。
本实施例中，横向分析模块201、趋势预判模块202与阈值比较模块203并列运行，横向分析模块201、趋势预判模块202、阈值比较模块203的信号输出端与报表展现模块204的信号输入端连接；横向分析模块201用于对同一时间点通过不同检测方式获取的检测情况进行综合分析以获取更准确的监测结果；趋势预判模块202用于结合各检测方式获取的历史情况来进行配电设备局部放电变动趋势预测判识；阈值比较模块203用于将不同检测方式获取的检测情况分别与其对应的预设阈值进行比较分析以判断配电设备局部放电的程度；报表展现模块204用于分别将不同检测方式获取的检测情况整理生成对应的分析报表，报表格式包括报告、图形、三维立体图等，并通过显示器反馈给用户。
本实施例中，状态显示模块301与局放点定位模块302并列运行，局放点定位模块302的信号输出端与异常警示模块303的信号输入端连接，异常警示模块303的信号输出端与检修建议模块304的信号输入端连接；状态显示模块301用于在显示终端上实时显示配电设备的运行状态；局放点定位模块302用于在检测到配电设备内存在局部放电的情况并对存在局部放电的故障点进行定位；异常警示模块303用于通过不同的警示方式对存在不同程度局部放电故障的情况进行警报提示；检修建议模块304用于结合判识出的局部放电类型及往期检修记录来对检测出的局部放电故障给出辅助检修建议。
其中，配电设备的运行状态包括但不限于“正常”、“局部放电”、“注意”、“异常”、“严重故障”等。
其中，异常警示的方法包括不同警示弹框、不同颜色边框、不同提示音效等。
具体地，局放点定位模块302中，对局部放电故障点进行距离定位的方法采用欧式距离计算方法，其计算公式为：
其中，(x1，y1)为局部放电检测仪器的位置坐标，(x2，y2)为配电设备内局部放电故障点的位置坐标，d12为检测仪器到局放点的欧式距离。
本实施例中，用户管理模块401、上传存储模块402、web发布模块403与远程操作模块404依次通过网络通信连接；用户管理模块401用于对访问系统的用户身份进行管理并根据用户的身份分配对应的操作权限；上传存储模块402用于在获取各智能传感器及检测仪器提供的检测数据后给数据提供上传及存储的功能；web发布模块403用于自动将需要公开的数据信息通过web进行发布展示以便用户通过网页浏览器对系统进行访问；远程操作模块404用于给有权限的用户提供通过远程通讯技术在远端向控制器发送工作指令以实现远程操控系统运作的过程。
其中，用户的身份及对应权限包括：游客可查看公开数据，普通用户可查看、查询及下载公开数据，高级用户可查看、查询及下载公开及部分重要数据，管理员用户可查看、查询及下载所有数据，并具有远程操控权限及修改系统参数的权限。
如图8-图9所示，一种配电设备局部放电的在线监测反馈方法，该方法以上述任一的配电设备局部放电的在线监测反馈系统为运行基础，包括如下步骤：
S1、在配电设备周围搭建局部放电的在线监测反馈网络架构，安装各种智能传感器及检测仪器，并将智能传感器及检测仪器与处理器通讯连接起来，试运行以保证系统可正常运行；
S2、配电设备运行过程中，各种智能传感器及检测仪器实时对配电设备的运行状态进行检测并将检测信息反馈到系统处理器上；
S3、处理器结合同一时间点多个检测信息，进行横向分析，判断配电设备内是否存在局部放电的情况，并将配电设备的实时运行状态显示在显示器上；
S4、处理器针对多个检测信息，分别绘制检测到的局部放电状态波动情况并预测其变动趋势，同时将多个趋势图展现在显示器上；
S5、实时将各检测方法检测到的数据与其对应的预设阈值进行比较，在数据超过预设阈值时，对配电设备内存在局部放电的故障点进行精确定位，确定配电设备的局部放电位置与局部放电量，并发出警示；
S6、系统自动对存在异常信号的设备进行诊断性测量，分析局部放电故障点的放电程度、危险程度并判识局部放电类型，同时给出对应的检修建议，等待检修工程师前往现场进行检修操作；
S7、系统实时将历史监测数据整理起来并生成对应的报表、图形及三维立体图像信息，自动将报表数据上传存储到云库，并自动对需要公开的数据进行web发布；
S8、用户以合法身份访问系统，可在权限内进行数据查询、下载等操作，具有权限的管理员可通过系统经控制器向各传感器及检测仪器发送远程操控指令，或远程地修改检测仪器的预设阈值参数等。
本实施例中，S2中，各种智能传感器及检测仪器实时对配电设备的运行状态进行检测的方法包括如下步骤：
S2.1、使用多功能局放检测仪多点测试环境噪音，以降低监测过程中的环境干扰；
S2.2、使用TEV模式对配电设备的内外环境进行TEV信号普测，并自动记录局部放电幅值(dB)；
S2.3、使用超声波模式对配电设备的内外环境进行超声波信号普测，并记录超声信号幅值(dB)；
S2.4、使用HFCT模式对配电设备的内外环境进行电磁感应的电流信号普测，并记录电流信号幅值(dB)；
S2.5、使用UHF模式对配电设备的内外环境进行超高频电流信号普测，并记录电流信号幅值(dB)；
S2.6、将采集获取的数据上传到主控处理器中，同时对于普测放电值较大的配电设备，可使用HVPDLongshot提取信号波形、相位图、上升沿、下降沿时间来进一步分析并定位。
如图1所示，本实施例还提供了一种配电设备局部放电的在线监测反馈系统的示例性产品架构，包括主控处理器1，主控处理器1外通讯连接有局放检测传感器2，主控处理器1通过VGA信号线连接有显示终端3，主控处理器1外还通讯连接有存储云4，用户5可通过显示终端3访问系统查看监测信息。
如图10所示，本实施例还提供了一种配电设备局部放电的在线监测反馈系统的运行装置，该装置包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序。
处理器包括一个或一个以上处理核心，处理器通过总线与存储器相连，存储器用于存储程序指令，处理器执行存储器中的程序指令时实现上述的配电设备局部放电的在线监测反馈系统及方法步骤。
可选的，存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随时存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的配电设备局部放电的在线监测反馈系统及方法步骤。
可选的，本发明还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面配电设备局部放电的在线监测反馈系统及方法步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储与计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种配电设备局部放电的在线监测反馈系统，其特征在于：包括
基建管理单元(100)、分析展示单元(200)、检测反馈单元(300)和功能应用单元(400)；所述基建管理单元(100)、所述分析展示单元(200)、所述检测反馈单元(300)与所述功能应用单元(400)依次通过网络通信连接；所述基建管理单元(100)用于提供并管理支持系统运行的终端、传感器等基建设备；所述分析展示单元(200)用于通过多种检测设备反馈的检测信息从多方面对配电设备局部放电的情况进行分析并通过报表进行直观展示；所述检测反馈单元(300)用于对配电设备的运行情况进行检测并将检测结果反馈给用户；所述功能应用单元(400)用于通过扩展应用服务来完善系统的功能性；
所述基建管理单元(100)包括终端设备模块(101)、智能传感模块(102)、检测方法模块(103)和通信支持模块(104)；
所述分析展示单元(200)包括横向分析模块(201)、趋势预判模块(202)、阈值比较模块(203)和报表展现模块(204)；
所述检测反馈单元(300)包括状态显示模块(301)、局放点定位模块(302)、异常警示模块(303)和检修建议模块(304)；
所述功能应用单元(400)包括用户管理模块(401)、上传存储模块(402)、web发布模块(403)和远程操作模块(404)。
2.根据权利要求1所述的配电设备局部放电的在线监测反馈系统，其特征在于：所述终端设备模块(101)、所述智能传感模块(102)与所述检测方法模块(103)依次通过网络通信连接；所述终端设备模块(101)用于提供通过网络通讯连接的各种终端设备并进行管理和工作分配；所述智能传感模块(102)用于对多种可进行局部放电进行检测的仪器及智能传感器进行连接管理；所述检测方法模块(103)用于通过不同的传感器及对应的介质原理实现对配电设备局部放电的检测过程；所述通信支持模块(104)用于通过多种网络通信技术在系统各层面之间建立信号连接及数据传输的通道。
3.根据权利要求2所述的配电设备局部放电的在线监测反馈系统，其特征在于：所述检测方法模块(103)包括超声波检测模块(1031)、暂态地电波模块(1032)、高频电流检测模块(1033)和超高频检测模块(1034)；所述超声波检测模块(1031)、所述暂态地电波模块(1032)、所述高频电流检测模块(1033)与所述超高频检测模块(1034)并列运行；所述超声波检测模块(1031)用于利用超声波良好的穿透性能、反射回波及多普勒效应的特性，通过超声波传感器以非侵入的方式检测工频周期内的放电信号来实现局部放电巡检的过程；所述暂态地电波模块(1032)用于通过TFV暂态地电波传感器测量配电设备内部因局部放电致使其金属壳体上产生的暂态地电波来检测判断设备内部是否存在绝缘故障的过程；所述高频电流检测模块(1033)用于通过HFCT高频电流传感器以电磁感应方式采集高频电流以实现检测局部放电的过程；所述超高频检测模块(1034)用于通过超高频信号传感器接收局部放电过程辐射的超高频电磁波来实现局部放电的检测过程。
4.根据权利要求3所述的配电设备局部放电的在线监测反馈系统，其特征在于：所述超声波检测模块(1031)中，超声波传感的传播原理计算表达式如下：
超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，能量逐渐衰减，其衰减的程度与声波的扩散、散射及吸收等因素有关；其声压和声强的衰减规律为：
Px＝P0e-ax；
Ix＝I0e-2ax；
式中：Px、Ix分别为声波在距声波x处的声压和声强，P0、I0分别为声波在声源处的声压和声强，x为声波与声源间的距离，a为衰减系数；
其中，声波在介质中传播时，能量的衰减决定于声波的扩散、散射和吸收，在理想介质中，声波的衰减仅来自于声波的扩散，即随声波传播距离增加而引起声能的减弱；
散射衰减时固体介质中的颗粒界面或流体介质中的悬浮粒子使声波散射；
吸收衰减是由介质的导热性、粘滞性及弹性滞后造成的，介质吸收声能并转换为热能。
5.根据权利要求1所述的配电设备局部放电的在线监测反馈系统，其特征在于：所述横向分析模块(201)、所述趋势预判模块(202)与所述阈值比较模块(203)并列运行，所述横向分析模块(201)、所述趋势预判模块(202)、所述阈值比较模块(203)的信号输出端与所述报表展现模块(204)的信号输入端连接；所述横向分析模块(201)用于对同一时间点通过不同检测方式获取的检测情况进行综合分析以获取更准确的监测结果；所述趋势预判模块(202)用于结合各检测方式获取的历史情况来进行配电设备局部放电变动趋势预测判识；所述阈值比较模块(203)用于将不同检测方式获取的检测情况分别与其对应的预设阈值进行比较分析以判断配电设备局部放电的程度；所述报表展现模块(204)用于分别将不同检测方式获取的检测情况整理生成对应的分析报表，报表格式包括报告、图形、三维立体图等，并通过显示器反馈给用户。
6.根据权利要求1所述的配电设备局部放电的在线监测反馈系统，其特征在于：所述状态显示模块(301)与所述局放点定位模块(302)并列运行，所述局放点定位模块(302)的信号输出端与所述异常警示模块(303)的信号输入端连接，所述异常警示模块(303)的信号输出端与所述检修建议模块(304)的信号输入端连接；所述状态显示模块(301)用于在显示终端上实时显示配电设备的运行状态；所述局放点定位模块(302)用于在检测到配电设备内存在局部放电的情况并对存在局部放电的故障点进行定位；所述异常警示模块(303)用于通过不同的警示方式对存在不同程度局部放电故障的情况进行警报提示；所述检修建议模块(304)用于结合判识出的局部放电类型及往期检修记录来对检测出的局部放电故障给出辅助检修建议。
7.根据权利要求6所述的配电设备局部放电的在线监测反馈系统，其特征在于：所述局放点定位模块(302)中，对局部放电故障点进行距离定位的方法采用欧式距离计算方法，其计算公式为：
其中，(x1，y1)为局部放电检测仪器的位置坐标，(x2，y2)为配电设备内局部放电故障点的位置坐标，d12为检测仪器到局放点的欧式距离。
8.根据权利要求1所述的配电设备局部放电的在线监测反馈系统，其特征在于：所述用户管理模块(401)、所述上传存储模块(402)、所述web发布模块(403)与所述远程操作模块(404)依次通过网络通信连接；所述用户管理模块(401)用于对访问系统的用户身份进行管理并根据用户的身份分配对应的操作权限；所述上传存储模块(402)用于在获取各智能传感器及检测仪器提供的检测数据后给数据提供上传及存储的功能；所述web发布模块(403)用于自动将需要公开的数据信息通过web进行发布展示以便用户通过网页浏览器对系统进行访问；所述远程操作模块(404)用于给有权限的用户提供通过远程通讯技术在远端向控制器发送工作指令以实现远程操控系统运作的过程。
9.一种配电设备局部放电的在线监测反馈方法，该方法以权利要求1-8任一所述的配电设备局部放电的在线监测反馈系统为运行基础，其特征在于：包括如下步骤：
S1、在配电设备周围搭建局部放电的在线监测反馈网络架构，安装各种智能传感器及检测仪器，并将智能传感器及检测仪器与处理器通讯连接起来，试运行以保证系统可正常运行；
S2、配电设备运行过程中，各种智能传感器及检测仪器实时对配电设备的运行状态进行检测并将检测信息反馈到系统处理器上；
S3、处理器结合同一时间点多个检测信息，进行横向分析，判断配电设备内是否存在局部放电的情况，并将配电设备的实时运行状态显示在显示器上；
S4、处理器针对多个检测信息，分别绘制检测到的局部放电状态波动情况并预测其变动趋势，同时将多个趋势图展现在显示器上；
S5、实时将各检测方法检测到的数据与其对应的预设阈值进行比较，在数据超过预设阈值时，对配电设备内存在局部放电的故障点进行精确定位，确定配电设备的局部放电位置与局部放电量，并发出警示；
S6、系统自动对存在异常信号的设备进行诊断性测量，分析局部放电故障点的放电程度、危险程度并判识局部放电类型，同时给出对应的检修建议，等待检修工程师前往现场进行检修操作；
S7、系统实时将历史监测数据整理起来并生成对应的报表、图形及三维立体图像信息，自动将报表数据上传存储到云库，并自动对需要公开的数据进行web发布；
S8、用户以合法身份访问系统，可在权限内进行数据查询、下载等操作，具有权限的管理员可通过系统经控制器向各传感器及检测仪器发送远程操控指令，或远程地修改检测仪器的预设阈值参数等。
10.根据权利要求9所述的配电设备局部放电的在线监测反馈方法，其特征在于：所述S2中，各种智能传感器及检测仪器实时对配电设备的运行状态进行检测的方法包括如下步骤：
S2.1、使用多功能局放检测仪多点测试环境噪音，以降低监测过程中的环境干扰；
S2.2、使用TEV模式对配电设备的内外环境进行TEV信号普测，并自动记录局部放电幅值(dB)；
S2.3、使用超声波模式对配电设备的内外环境进行超声波信号普测，并记录超声信号幅值(dB)；
S2.4、使用HFCT模式对配电设备的内外环境进行电磁感应的电流信号普测，并记录电流信号幅值(dB)；
S2.5、使用UHF模式对配电设备的内外环境进行超高频电流信号普测，并记录电流信号幅值(dB)；
S2.6、将采集获取的数据上传到主控处理器中，同时对于普测放电值较大的配电设备，可使用HVPDLongshot提取信号波形、相位图、上升沿、下降沿时间来进一步分析并定位。
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