[發明專利]基于非常規互感器實現開關局部放電監測的裝置和方法

有效

• 申請號: 201310561188.2
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN103605069A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 唐喜;任雁銘;彭世寬;徐萬方;黃昕;李征;陳建英;肖文蘭;左廷濤
• 申請（專利權）人: 北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327;G01R21/12;H04L29/06;H02J13/00
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所(普通合伙) 11224
• 代理人: 吳鴻維

技術領域

本發明屬于電力系統狀態監測領域，具體涉及開關局部放電狀態監測裝置。

背景技術

由于開關內部場強很高，當設備內部存在一些缺陷時，就會在運行中發生局部放電現象。局部放電是導致開關設備絕緣劣化的主要原因之一，同時也是描述開關絕緣老化的重要特征。通過對局放信號的檢測和分析，能判斷開關內部是否存在某種絕緣隱患。目前，局放檢測技術在開關設備中的應用已經越來越廣泛。

在常規變電站，開關局部放電狀態監測裝置采用電壓抽取裝置從互感器上引入交流信號獲取相位信息，進行局部放電監測。但對于智能變電站，開關電壓來自電子式（光電式）互感器，而非常規互感器，電壓抽取裝置已不再適用，同時傳統接入電壓模擬量信號的在線監測裝置也不滿足數字化接口需求，具體有以下幾點：

1）不具備光纖接口，無法采集數字信號的采樣數據值SV采樣報文；

2）受到SV采樣點數的限制，數字化SV報文還原為模擬信號有一定難度；

3）SV報文與局放超高頻信號不同步；

基于以上幾點不足，影響開關局部放電狀態監測技術的發展。

因此，需要尋求一種方法來解決此問題。本發明提出的基于非常規互感器實現開關局部放電監測的方法，彌補了上述幾點不足。這是在傳統開關局部放電在線監測基礎上對智能變電站局部放電狀態監測所做的新的嘗試。

發明內容

對于采用電子式或光電式互感器的智能變電站或數字化變電站，為了解決無法通過電壓抽取裝置獲取電壓相位的問題，解決傳統局部放電監測裝置無法接入SV信號問題，本發明提出了一種基于非常規互感器實現開關局部放電監測的方法以及監測裝置。

本發明具體采用以下技術方案：

一種引入非常規互感器實現開關局部放電監測的裝置，其特征在于：監測裝置采集安裝在開關本體上的超高頻局放傳感器所監測到的局部放電信息，實現對開關局部放電的監測。

所述監測裝置包括信息管理組件、SV組件、多組局放信號采集組件（即局部放電信號采集組件）、CPU分析診斷組件；各組件之間通過裝置內部CAN網和/或以太網和/或對時總線連接；

信息管理組件具備以太網口，與在線監測后臺連接，完成其它組件的信息管理功能，具備IEC61850通信功能；

SV組件與合并單元相連，通過對SV采樣報文解碼，實現對開關電壓的檢測；

所述局放信號采集組件與安裝在開關本體上的局放超高頻傳感器進行連接接收所述局放超高頻傳感器采集的開關內部的局部放電信號；

所述CPU分析診斷組件通過所述監測裝置內部高速以太網和CAN網與所述局放信號采集組件相連，接收局部放電信號的采樣數據并對局放信號采集組件采樣時序邏輯進行控制，該CPU分析診斷組件通過所述監測裝置內部高速以太網收集局放信號采集組件的采樣數據，對局部放電信號計算，判斷放電類型，完成PRPD、PRPS圖譜計算，生成局部放電事故簡報，并通過監測裝置內部高速以太網將所述局部放電事故簡報及圖譜上送至信息管理組件。

所述局放信號采集組件通過N型連接器及高頻同軸電纜與安裝在開關本體上的局放超高頻傳感器進行連接，所述局放信號采集組件采用FPGA掛載高速AD完成所述局放超高頻傳感器所采集的局部放電信號的放大、濾波、降頻以及緩存。

每臺監測裝置有一塊SV組件，完成開關本體電壓相位同步采集功能，將SV采樣報文還原為對交流電壓信號，并向采集組件輸出電壓過零點相位脈沖，當采集到電壓相位過零點有效時，該局放信號采集組件通過裝置內部總線向其它局放信號采集組件發送同步采集脈沖，裝置內所有局放信號采集組件均根據電壓相位同步脈沖完成同步采樣。

SV組件與局放信號采集組件通過背板對時總線進行時間同步。

基于所述的監測裝置的引入非常規互感器實現開關局部放電監測方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

（1）監測裝置上電后，實時監視SV組件通信狀態，如果SV組件通信異常，采集組件會形成報警報告，通過裝置內部CAN網傳輸至信息管理組件進行告警；

（2）實時采集合并單元MU的SV采樣報文，對SV采樣報文解碼，計算開關電壓參數，檢測開關電壓過零點時刻，依賴外部同步時鐘，精確計算通道延時，準確還原開關電壓正弦波形，形成傳感器同步采集脈沖序列；