[發明專利]監測電網的裝置和方法

有效

• 申請號: 201380034603.7
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN104620119B
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 托馬斯·克洛諾夫斯基;盧多維克·依巴尼茲
• 申請（專利權）人: 雷比諾電力系統;托馬斯·克洛諾夫斯基
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司11234
• 代理人: 宋義興,宋迎

技術領域

本發明涉及監測電網的方法和裝置，用于檢測電網故障或故障初期信號。

背景技術

電網用來對不同電氣負荷輸送電能，并包括有關短路、過電流或其它故障方面的傳統保護裝置。

傳統保護裝置能夠防止電網整體性能下降，且在出現如下故障時會生效：故障屬于高能量的(諸如短路)，連續和漸進的(諸如過載)，一次性的但會導致電流和電壓出現重大變化，或隨著時間推移而重復出現的。

然而，傳統裝置在防止性質上屬于隱秘的(surreptitious)、非穩定性的低能量故障和故障的初期信號方面作用甚微。

然而，由于很難發現這些屬于放電類型的故障(例如，電弧開始時的初期信號、特里切爾脈沖、刷形放電等)，所以這些故障都會對電網線路造成損壞。

盡管放電引起的故障一般都為人們所熟知，但迄今為止，依然很難發現，其后果也很難得到診斷。

目前，檢測技術都是測量和處理針對時間和頻率方面的電信號。然而，這種檢測的缺陷是很不可靠，特別是檢測電弧或電弧痕跡初期信號的情況下。此外，這種檢測要求多次確認，這些都會增加檢測時間，且并不能進行故障定位。

其它檢測技術都是基于反射原理，包括向電網注入電壓，分析潛在故障引起的反射，從而定位該故障。

然而，向線路注入電壓要求要控制線路阻抗，與線路耦合，要觀察大量基準距離等，這使得實施非常復雜。此外，反射原理并不適合在某些類型電網中使用。

此外，各種現行技術在檢測任何類型電網故障方面并不徹底，這些電網的性質可能是交流、直流、或分體式電流(split current)的電網。

為此，本發明的目的是提出一種監測裝置和方法，其實施簡單，能夠迅速而可靠地檢測并定位任何性質電網的故障，無需向所述電網注入信號。

發明內容

本發明由一種監測電網的裝置構成，包括：

-用于檢測電網中產生的電信號和附加信號的裝置，該附加信號的物理性質不同于該電信號；

-用于處理所述電信號的裝置，以確定第一時間基準，該時間基準表示在該電網中出現故障事件時發射的電信號的檢測時間，

-用于處理所述附加信號的裝置，以確定第二時間基準，該時間基準表示在所述電網中出現所述故障事件時發射的附加信號的檢測時間，以及

-處理裝置，用于根據所述第一和第二時間基準在該電網中空間定位所述故障事件。

這樣，根據本發明的裝置實施監督，只對電信號和附加信號進行非侵入性檢測，無需向電網注入信號，通過將電氣故障(諸如電弧初期信號、電弧、電弧痕跡，以及部分放電)所產生的電信號數據與該同一電氣故障同時產生的附加信號的數據進行聯系，就能對故障進行整體分析。這樣，就能夠可靠地檢測到并可相對精確地空間定位電網(可以是交流、直流或分流式)中的故障，不會影響電網的運行。

有利的是，所述處理裝置配置成通過分別對所述電信號和所述附加信號應用信號處理分析方法而確定第一和第二時間基準，所述處理分析選自如下處理技術：小波變換處理、傅里葉處理，和維格納-維爾處理(Wigner-Ville processing)。

所有這些分析以及其它處理技術都可應用到電信號和附加信號上。更具體地說，小波變換分析非常適合簡單而準確地識別具有隱秘和/或非線性性質的故障特征，諸如放電。

有利的是，所述處理裝置可設置成應用離散小波變換分析。

離散變換可使信號迅速而可靠地重構，同時，防止在編碼期間出現數據冗余，從而可以將備份空間和存儲器尺寸降到最小。

有利的是，所述處理裝置配置為進行映射以識別在所述電網中非線性正常負荷的位置，以及分辨真實的故障事件；該真實的故障事件與在所述映射中由識別出的非線性正常負載所引起的事件相關。

這有助于防止出現不合時宜地斷開電網的風險。

有利的是，所述處理裝置配置為確定與故障的量化因素相關的數值，對所述數值與臨界閾值進行比較，當其中一個所述數值超過臨界閾值時進行立即切斷。

這樣，可對故障的危害性進行量化，以便當檢測到非危害性故障初期信號時保持電網的連續運行，與此同時，確定故障到達危險閾值的時間，屆時要求立即斷開故障線路。

有利的是，所述處理裝置配置為記錄所有故障。

這有助于隨著時間的推移對電網性能下降情況進行評估。

根據本發明的一個特別方面，檢測裝置包括用于檢測所述電信號的第一裝置和用于檢測所述附加信號的第二裝置，所述第一和第二檢測裝置安裝在電網上游的同一個地理位置。