專利名稱：電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)局部放電監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
局部放電是絕緣介質(zhì)中由于局部缺陷而造成的非貫穿性放電現(xiàn)象，其是變壓器、SF6氣體絕緣組合電器(GIS,Gas Insulated Substation)、高壓開關(guān)柜、電纜等電氣設(shè)備在長時(shí)間運(yùn)行過程中產(chǎn)生絕緣缺陷的一個(gè)重要征兆。電氣設(shè)備在制造和運(yùn)行過程中產(chǎn)生的局部缺陷，如氣泡、裂縫、懸浮金屬顆粒和電極毛刺等，會導(dǎo)致電氣設(shè)備在一定運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生局部放電故障，若局部放電長期持續(xù)發(fā)生，設(shè)備的絕緣性能就會嚴(yán)重受損，進(jìn)而可導(dǎo)致災(zāi)難性的電氣故障發(fā)生。因此，對局部放電進(jìn)行監(jiān)測及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的絕緣故障，對保證電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，主要采用UHF (超高頻，Ultra High Frequency)法對電氣設(shè)備進(jìn)行局部放電監(jiān)測。現(xiàn)有的UHF法對電氣設(shè)備進(jìn)行局部放電監(jiān)測時(shí)，首先利用高速采集卡采集電氣設(shè)備的局部放電信號整體波形，再將采集的局部放電信號整體波形數(shù)據(jù)輸入例如電腦等設(shè)備進(jìn)行信息分析，最后依據(jù)分析結(jié)果判斷電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)。但上述UHF法明顯存在如下缺點(diǎn):由于需要對電氣設(shè)備的局部放電信號整體波形進(jìn)行采集、處理和分析，數(shù)據(jù)量龐大，因而導(dǎo)致利用UHF法的監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行時(shí)由于數(shù)據(jù)量大而難以對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，且高速采集卡采集的是模擬信號，需要電纜進(jìn)行較長距離傳輸，從而導(dǎo)致信號衰減，進(jìn)而導(dǎo)致難以對局部放電的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，綜上，現(xiàn)有的UHF法不宜實(shí)現(xiàn)局部放電的在線監(jiān)測。由此可見，提供一種局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)或方法，實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的絕緣故障，防止電力設(shè)備事故發(fā)生，成為本領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法，以實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測，及時(shí)準(zhǔn)確地判斷電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣狀態(tài)，進(jìn)而防止電力設(shè)備事故發(fā)生，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。為此，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:—種電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括接收模塊、掃描采集模塊、指示模塊和識別模塊，其中:所述接收模塊，用于探測和接收電氣設(shè)備的局部放電超高頻脈沖信號；所述掃描采集模塊，用于在所述指示模塊的指示下，實(shí)時(shí)對所述局部放電超高頻脈沖信號進(jìn)行就地?cái)?shù)字化處理，以得出所述電氣設(shè)備的局部放電的放電特征數(shù)據(jù)；所述識別模塊，用于通過對所述局部放電的放電特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識別所述電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)。
優(yōu)選的，所述接收模塊包括N個(gè)傳感器:1號 N號傳感器，用于探測和接收電氣設(shè)備的局部放電超高頻脈沖信號；所述N為不小于I的自然數(shù)。優(yōu)選的，所述指示模塊的指示包括設(shè)定監(jiān)測參數(shù)和發(fā)出觸發(fā)信號，其中:所述指示模塊設(shè)定的監(jiān)測參數(shù)包括比較電平、相位區(qū)間個(gè)數(shù)、掃描工頻周期數(shù)、信號放大倍數(shù)及傳感器編號；所述掃描采集模塊，接收所述觸發(fā)信號，在所述觸發(fā)信號的觸發(fā)下，基于所述監(jiān)測參數(shù)實(shí)時(shí)對所述局部放電超高頻脈沖信號進(jìn)行就地?cái)?shù)字化處理，以得出所述電氣設(shè)備的局部放電的放電特征數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述掃描采集模塊包括FPGA、多路開關(guān)、濾波放大器、D/A轉(zhuǎn)換器和比較器，其中:所述FPGA，與所述指示模塊相連，用于在接收到所述指示模塊發(fā)出的觸發(fā)信號后，基于所述指示模塊所設(shè)定的監(jiān)測參數(shù)，對所述多路開關(guān)、濾波放大器、比較器和D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行相應(yīng)控制；所述多路開關(guān)，與所述N個(gè)傳感器相連，用于在所述FPGA的控制下，接通編號為所設(shè)定傳感器編號的傳感器；所述濾波放大器，通過所述多路開關(guān)與所述N個(gè)傳感器相連，用于在所述FPGA的控制下，對所述多路開關(guān)所接通的傳感器接收的局部放電超高頻脈沖信號進(jìn)行濾波和放大處理，并將濾波和放大處理后的局部放電超高頻脈沖信號輸入至所述比較器，其中，放大倍數(shù)為設(shè)定的信號放大倍數(shù)；所述D/A轉(zhuǎn)換器，用于在所述FPGA的控制下將設(shè)定的比較電平轉(zhuǎn)換為模擬信號，并將所述模擬信號形式的比較電平輸入至所述比較器；所述比較器，用于在所述FPGA的控制下，基于設(shè)定的相位區(qū)間個(gè)數(shù)及掃描工頻周期數(shù)，對所述濾波和放大處理后的局部放電超高頻脈沖信號以及所述模擬信號形式的比較電平進(jìn)行比較，以得出所述電氣設(shè)備的局部放電的放電特征數(shù)據(jù)，并由所述FPGA保存所述放電特征數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述識別模塊包括放電譜圖繪制單元、計(jì)算單元和模式識別單元，其中:所述放電譜圖繪制單元，用于基于所述放電特征數(shù)據(jù)，繪制放電譜圖；所述計(jì)算單元，用于基于所述放電譜圖，計(jì)算所述局部放電的放電特征量；所述模式識別單元，用于依據(jù)所述放電特征量進(jìn)行模式識別，以識別出所述電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)。優(yōu)選的，所述電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，還包括故障診斷及報(bào)警模塊，所述故障診斷及報(bào)警模塊用于依據(jù)電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)判斷、診斷電氣設(shè)備的故障情況，并對故障情況進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。一種電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測方法，包括:探測和接收電氣設(shè)備的局部放電超高頻脈沖信號；在預(yù)設(shè)指示下，對所述局部放電超高頻脈沖信號進(jìn)行就地?cái)?shù)字化處理，以得出所述電氣設(shè)備的局部放電的放電特征數(shù)據(jù)；通過對所述局部放電的放電特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識別所述電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)。
優(yōu)選的，所述通過對所述局部放電的放電特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識別所述電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)具體包括:基于所述放電特征數(shù)據(jù)，繪制放電譜圖；基于所述放電譜圖，計(jì)算所述局部放電的放電特征量；依據(jù)所述放電特征量進(jìn)行模式識別，以識別出所述電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)。優(yōu)選的，所述電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測方法，還包括:依據(jù)電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)判斷、診斷電氣設(shè)備的故障情況，并對故障情況進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。本發(fā)明實(shí)施例提供的電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括了接收模塊、掃描采集模塊、指示模塊和識別模塊。區(qū)別于現(xiàn)有的UHF法通過采用高速采集卡采集局部放電的完整放電波形信號，后續(xù)依據(jù)采集的大量的完整放電波形信號的模擬數(shù)據(jù)提取放電特征來識別電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)，本發(fā)明利用接收模塊采集電氣設(shè)備的局部放電超高頻脈沖信號，在實(shí)施時(shí)，具體可采用如天線傳感器等器件來獲取局部放電超高頻脈沖信號，且本發(fā)明在采集了電氣設(shè)備的局部放電超高頻脈沖信號后，利用掃描采集模塊實(shí)時(shí)地對放電脈沖信號進(jìn)行就地?cái)?shù)字化處理，避免了信號衰減和畸變，且后續(xù)可通過識別模塊對數(shù)字信號形式的放電特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來識別電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)，數(shù)據(jù)量小，運(yùn)算快?？梢姡景l(fā)明通過采集電氣設(shè)備的局部放電超高頻脈沖信號，并對采集的脈沖信號進(jìn)行實(shí)時(shí)就地?cái)?shù)字化處理提取放電特征數(shù)據(jù)，后續(xù)對數(shù)字信號形式的放電特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析識別電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)，整個(gè)監(jiān)測過程數(shù)據(jù)量小，運(yùn)算快，無需對局部放電的完整放電波形信號進(jìn)行處理、分析，且避免了信號衰減和畸變，從而本發(fā)明解決了現(xiàn)有UHF法的缺陷，可實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測，及時(shí)準(zhǔn)確地判斷電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣狀態(tài)，進(jìn)而防止了電力設(shè)備事故發(fā)生，保障了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的掃描采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的某缺陷局部放電信號經(jīng)濾波放大后示波器捕獲到的超聞?lì)l/[目號不意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例一提供的電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)的工作過程流程圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例二提供的電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例三提供的電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測方法的一種流程示意圖7是本發(fā)明實(shí)施例三提供的電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測方法的另一種流程示意圖；圖8 (a)是本發(fā)明實(shí)施例四提供的φ-q放電譜圖；圖8 (b)是本發(fā)明實(shí)施例四提供的φ-η放電譜圖；圖8 Ce)是本發(fā)明實(shí)施例四提供的Φ-q-n放電譜圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例四提供的放電歷史數(shù)據(jù)查詢界面。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。針對現(xiàn)有的UHF法不宜實(shí)現(xiàn)局部放電的在線監(jiān)測這一缺點(diǎn)，本發(fā)明公開了一種電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法，以下將通過多個(gè)實(shí)施例對發(fā)明的電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。實(shí)施例一本發(fā)明實(shí)施例一公開了電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)，請參見圖1，該結(jié)構(gòu)包括接收模塊100、掃描采集模塊200、指示模塊300和識別模塊400，其中:接收模塊100，用于探測和接收電氣設(shè)備的局部放電超高頻脈沖信號。其中，為實(shí)現(xiàn)對多套設(shè)備或同套設(shè)備的多處進(jìn)行實(shí)時(shí)同步監(jiān)測，本發(fā)明的監(jiān)測系統(tǒng)基于分布式原理對接收模塊100進(jìn)行設(shè)計(jì)，接收模塊100包括編號為I號 N號的N個(gè)傳感器，通過N個(gè)傳感器來探測和接收電氣設(shè)備的局部放電超高頻脈沖信號。N為不小于I的自然數(shù)，具體地，N的數(shù)值可由技術(shù)人員依據(jù)電氣設(shè)備的監(jiān)測需求而定，例如，可依據(jù)需要監(jiān)測的電氣設(shè)備的套數(shù)或同套電氣設(shè)備中需要監(jiān)測的局部放電的位置個(gè)數(shù)來確定N的數(shù)值。由于考慮到放電信號在傳播過程中存在衰減，所以在監(jiān)測局部放電信號時(shí)，盡量使放電源附近存在傳感器以避免衰減，本實(shí)施例通過在需監(jiān)測的電氣設(shè)備上多安裝一些傳感器來探測信號，避免信號的衰減。更具體地，本實(shí)施例將天線作為傳感器等間距地安裝在電氣設(shè)備上接收電氣設(shè)備的局部放電信號，當(dāng)然本發(fā)明中安裝傳感器或天線時(shí)不限于上述等間距的安裝方式，具體安裝方式可視現(xiàn)場監(jiān)測需求而定。所述掃描采集模塊200，用于在指示模塊300的指示下，實(shí)時(shí)對所述局部放電超高頻脈沖信號進(jìn)行就地?cái)?shù)字化處理，以得出電氣設(shè)備的局部放電的放電特征數(shù)據(jù)。其中，指示模塊300的指示包括設(shè)定監(jiān)測參數(shù)和發(fā)出觸發(fā)信號，指示模塊300設(shè)定的監(jiān)測參數(shù)包括比較電平、相位區(qū)間個(gè)數(shù)、掃描工頻周期數(shù)、信號放大倍數(shù)及傳感器編號。掃描采集模塊200具體接收指示模塊300發(fā)出的觸發(fā)信號，在所述觸發(fā)信號的觸發(fā)下，基于所述監(jiān)測參數(shù)實(shí)時(shí)對局部放電超高頻脈沖信號進(jìn)行就地?cái)?shù)字化處理，以得出電氣設(shè)備的局部放電的放電特征數(shù)據(jù)。請參見圖2,掃描米集模塊包括FPGA (Field — Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)201、多路開關(guān)202、濾波放大器203、D/A (Digital/Analog，數(shù)字/模擬)轉(zhuǎn)換器204和比較器205，其中:FPGA201與指示模塊300相連，用于在接收到指示模塊300的觸發(fā)信號后，基于指示模塊300所設(shè)定的監(jiān)測參數(shù)，對多路開關(guān)202、濾波放大器203、D/A轉(zhuǎn)換器204和比較器205進(jìn)行相應(yīng)控制；多路開關(guān)202，與N個(gè)傳感器相連，用于在FPGA201的控制下，接通編號為所設(shè)定傳感器編號的傳感器；濾波放大器203，通過多路開關(guān)202與N個(gè)傳感器相連，用于在FPGA201的控制下，對多路開關(guān)202所接通的傳感器接收的局部放電超高頻脈沖信號進(jìn)行濾波和放大處理，并將濾波和放大處理后的局部放電超高頻脈沖信號輸入至比較器205，其中，放大倍數(shù)為設(shè)定的信號放大倍數(shù)；D/A轉(zhuǎn)換器204，用于在FPGA201的控制下將設(shè)定的比較電平轉(zhuǎn)換為模擬信號，并將模擬信號形式的比較電平輸入至比較器205 ;比較器205，用于在FPGA201的控制下，基于設(shè)定的相位區(qū)間個(gè)數(shù)及掃描工頻周期數(shù)，對濾波和放大處理后的局部放電超高頻脈沖信號以及模擬信號形式的比較電平進(jìn)行比較，以得出電氣設(shè)備的局部放電的放電特征數(shù)據(jù)，并由FPGA201保存所述放電特征數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中，具體通過工控機(jī)實(shí)現(xiàn)指示模塊300和識別模塊400的功能。工控機(jī)和掃描采集模塊200之間通過以太網(wǎng)進(jìn)行通訊。掃描采集模塊200放置于現(xiàn)場及傳感器附近，實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)信號就地?cái)?shù)字化，之后采用數(shù)字信號進(jìn)行通訊，并通過以太網(wǎng)與工控機(jī)進(jìn)行通訊，避免了信號的衰減?；谝陨纤龅膾呙璨杉K200的結(jié)構(gòu)組成及各組成部分的功能，以下對掃描采集模塊200在工控機(jī)的指示下的工作原理進(jìn)行詳述:FPGA201接收工控機(jī)輸入的監(jiān)測參數(shù)，并在接收到工控機(jī)的觸發(fā)信號后，具體如接收到工控機(jī)的觸發(fā)命令或觸發(fā)指令后，基于設(shè)定的監(jiān)測參數(shù)控制掃描采集模塊200中其他模塊進(jìn)行相應(yīng)處理工作；在？ 6八201的控制下，濾波放大器將采集到的局部放電超高頻脈沖信號進(jìn)行濾波放大處理，通過濾波處理抑制300MHz以下的干擾信號，并將濾波放大處理后的局部放電超高頻脈沖信號輸入至比較器205 ；FPGA201通過D/A轉(zhuǎn)換器204將比較電平轉(zhuǎn)換成模擬信號輸入至比較器205中，并將每個(gè)工頻周期等分為設(shè)定的相位區(qū)間個(gè)數(shù)，且每個(gè)相位區(qū)間通過FPGA201分配一個(gè)存儲地址；FPGA201通過外接工頻參考相位波形進(jìn)行觸發(fā)，在每一個(gè)觸發(fā)周期內(nèi)，比較器將每一個(gè)相位區(qū)間內(nèi)的局部放電脈沖幅值與比較電平進(jìn)行比較；之后FPGA20 1根據(jù)比較的情況，將幅值大于比較電平的局部放電脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并存儲在每個(gè)相位區(qū)間對應(yīng)的存儲地址上，進(jìn)行比較的工頻周期的數(shù)目通過FPGA自帶的計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)達(dá)到設(shè)定數(shù)目時(shí)，停止比較，并將比較所得數(shù)據(jù)返回給工控機(jī)；工控機(jī)按照預(yù)設(shè)算法自動(dòng)改變比較電平的數(shù)值，并重新設(shè)定比較電平，指示掃描采集模塊200中相應(yīng)部件重復(fù)上述采集、濾波放大、比較、存儲和返回?cái)?shù)據(jù)的過程，直至增加到某一比較電平時(shí)，沒有大于該比較電平的局部放電脈沖存在，此時(shí)，該比較電平近似等于局部放電脈沖的最大電壓幅值，F(xiàn)PGA201根據(jù)比較的情況，存儲了局部放電的放電特征數(shù)據(jù)，并最終將放電特征數(shù)據(jù)返回至工控機(jī)。需要說明的是，后臺的工控機(jī)和FPGA201進(jìn)行通信，其主要通過后臺程序控制兩者之間的數(shù)據(jù)傳輸及處理功能。特別是比較電平的控制，改變比較電平的數(shù)值采用的預(yù)設(shè)算法可以是等差遞增的，也可以是指數(shù)遞增的。識別模塊400，用于通過對所述局部放電的放電特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識別電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)。其中，識別模塊400包括放電譜圖繪制單元、計(jì)算單元和模式識別單元。所述放電譜圖繪制單元，用于基于放電特征數(shù)據(jù)，繪制放電譜圖；所述計(jì)算單元，用于基于所繪制的放電譜圖，計(jì)算局部放電的放電特征量；所述模式識別單元，用于依據(jù)放電特征量進(jìn)行模式識別，以識別出電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)。具體地，工控機(jī)通過與掃描采集模塊通訊并完成一次采集獲取的是一個(gè)η行m列的矩陣，該矩陣包含信號時(shí)域上的大部分特征，工控機(jī)將接收的包含放電特征數(shù)據(jù)的矩陣保存為一個(gè)表格，請見如下表I，其中表格的縱向?yàn)楸容^電平(VI Vn);橫向?yàn)橄辔粎^(qū)間(I m)，工頻周期被平均分為m個(gè)相位區(qū)間；表里面的數(shù)據(jù)Nab表示第b個(gè)相位區(qū)間上大于比較電平Va的脈沖個(gè)數(shù)。通過提取該表格的數(shù)據(jù)，可以繪制放電譜圖，具體地，可繪制φ q φ-η φ q η譜圖，其中，φ表示放電相位、q表示放電幅值(放電量)、η表示大于比較電干的放電脈沖的個(gè)數(shù)。進(jìn)而可依據(jù)繪制的放電譜圖計(jì)算放電特征量，以用于模式識別最終判斷電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)。表I
權(quán)利要求
1.一種電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括接收模塊、掃描采集模塊、指示模塊和識別模塊，其中: 所述接收模塊，用于探測和接收電氣設(shè)備的局部放電超高頻脈沖信號； 所述掃描采集模塊，用于在所述指示模塊的指示下，實(shí)時(shí)對所述局部放電超高頻脈沖信號進(jìn)行就地?cái)?shù)字化處理，以得出所述電氣設(shè)備的局部放電的放電特征數(shù)據(jù)； 所述識別模塊，用于通過對所述局部放電的放電特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識別所述電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述接收模塊包括N個(gè)傳感器:1號 N號傳感器，用于探測和接收電氣設(shè)備的局部放電超高頻脈沖信號； 所述N為不小于I的自然數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述指示模塊的指示包括設(shè)定監(jiān)測參數(shù)和發(fā)出觸發(fā)信號，其中:所述指示模塊設(shè)定的監(jiān)測參數(shù)包括比較電平、相位區(qū)間個(gè)數(shù)、掃描工頻周期數(shù)、信號放大倍數(shù)及傳感器編號； 所述掃描采集模塊，接收所述觸發(fā)信號，在所述觸發(fā)信號的觸發(fā)下，基于所述監(jiān)測參數(shù)實(shí)時(shí)對所述局部放電超高頻脈 沖信號進(jìn)行就地?cái)?shù)字化處理，以得出所述電氣設(shè)備的局部放電的放電特征數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描采集模塊包括FPGA、多路開關(guān)、濾波放大器、D/A轉(zhuǎn)換器和比較器，其中: 所述FPGA，與所述指示模塊相連，用于在接收到所述指示模塊發(fā)出的觸發(fā)信號后，基于所述指示模塊所設(shè)定的監(jiān)測參數(shù)，對所述多路開關(guān)、濾波放大器、比較器和D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行相應(yīng)控制； 所述多路開關(guān)，與所述N個(gè)傳感器相連，用于在所述FPGA的控制下，接通編號為所設(shè)定傳感器編號的傳感器； 所述濾波放大器，通過所述多路開關(guān)與所述N個(gè)傳感器相連，用于在所述FPGA的控制下，對所述多路開關(guān)所接通的傳感器接收的局部放電超高頻脈沖信號進(jìn)行濾波和放大處理，并將濾波和放大處理后的局部放電超高頻脈沖信號輸入至所述比較器，其中，放大倍數(shù)為設(shè)定的信號放大倍數(shù)； 所述D/A轉(zhuǎn)換器，用于在所述FPGA的控制下將設(shè)定的比較電平轉(zhuǎn)換為模擬信號，并將所述模擬信號形式的比較電平輸入至所述比較器； 所述比較器，用于在所述FPGA的控制下，基于設(shè)定的相位區(qū)間個(gè)數(shù)及掃描工頻周期數(shù)，對所述濾波和放大處理后的局部放電超高頻脈沖信號以及所述模擬信號形式的比較電平進(jìn)行比較，以得出所述電氣設(shè)備的局部放電的放電特征數(shù)據(jù)，并由所述FPGA保存所述放電特征數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述識別模塊包括放電譜圖繪制單元、計(jì)算單元和模式識別單元，其中: 所述放電譜圖繪制單元，用于基于所述放電特征數(shù)據(jù)，繪制放電譜圖； 所述計(jì)算單元，用于基于所述放電譜圖，計(jì)算所述局部放電的放電特征量； 所述模式識別單元，用于依據(jù)所述放電特征量進(jìn)行模式識別，以識別出所述電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5所述的電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括故障診斷及報(bào)警模塊，所述故障診斷及報(bào)警模塊用于依據(jù)電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)判斷、診斷電氣設(shè)備的故障情況，并對故障情況進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。
7.一種電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測方法，其特征在于，包括: 探測和接收電氣設(shè)備的局部放電超高頻脈沖信號； 在預(yù)設(shè)指示下，對所述局部放電超高頻脈沖信號進(jìn)行就地?cái)?shù)字化處理，以得出所述電氣設(shè)備的局部放電的放電特征數(shù)據(jù)； 通過對所述局部放電的放電特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識別所述電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述通過對所述局部放電的放電特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識別所述電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)具體包括: 基于所述放電特征數(shù)據(jù)，繪制放電譜圖； 基于所述放電譜圖，計(jì)算所述局部放電的放電特征量； 依據(jù)所述放電特征量進(jìn)行模式識別，以識別出所述電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測方法，其特征在于，還包括: 依據(jù)電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)判斷、診斷電氣設(shè)備的故障情況，并對故障情況進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)m目O
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電平掃描式超高頻局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括接收模塊、掃描采集模塊、指示模塊和識別模塊，其中接收模塊接收電氣設(shè)備的局部放電超高頻脈沖信號；掃描采集模塊在指示模塊指示下，實(shí)時(shí)對局部放電超高頻脈沖信號進(jìn)行就地?cái)?shù)字化處理，以得出放電特征數(shù)據(jù)；識別模塊基于放電特征數(shù)據(jù)識別電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)?？梢姡景l(fā)明通過采集局部放電超高頻脈沖信號，并對其進(jìn)行實(shí)時(shí)就地?cái)?shù)字化處理提取放電特征數(shù)據(jù)，后續(xù)對數(shù)字信號形式的放電特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來識別電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)，整個(gè)監(jiān)測過程數(shù)據(jù)量小，運(yùn)算快，無需對完整放電波形信號進(jìn)行處理，且避免了信號衰減和畸變，故本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測。
文檔編號G01R31/12GK103197206SQ20131007842
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者逄凱, 吳高林, 王謙, 杜林 , 楊雁 申請人:重慶市電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司