[發明專利]一種基于W5500以太網通信的開關柜局部放電在線監測系統及其監測方法

在審

• 申請號: 201810940001.2
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109031070A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 張潤坤;陳雨新;郭建
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 蘇州市港澄專利代理事務所(普通合伙) 32304
• 代理人: 馬麗麗

本發明提供了一種基于W5500以太網通信的開關柜局部放電在線監測系統，所述局部放電在線監測系統包括超聲波傳感器、信號調理單元、A/D轉換單元、中央處理器、顯示單元、存儲單元、按鍵輸入單元、報警單元和通信單元；所述局部放電在線監測系統通過采集現場超聲波脈沖信號，并進行計算分析是否為放電信號，進而監測所述開關柜是否發生局部放電故障，及時發出相應報警，并將故障信號發送至上位機，以便及時采取相應解決措施。本發明提供一種基于W5500以太網通信的開關柜局部放電在線監測系統和方法，實時有效的監測開關柜局部放電現象，具有抗干擾、通信速率高等特點。

技術領域

本發明屬于電力檢測技術領域，特別涉及一種基于W5500以太網通信的開關柜局部放電在線監測系統及其監測方法。

背景技術

開關柜是電力系統中重要的設備之一，開關柜是否正常運行將直接影響電力系統的安全性。由于開關柜內部空間有限，元器件數量又比較多，母線和元器件存在棱角和毛刺，導致絕緣表面電場分布不均勻，容易引起尖端放電；在使用過程中各元器件之間不可避免的會發生一些碰撞和摩擦，在電網波動時也很容易造成局部放電現象；另外，開關柜中的連接器件在長時間的使用過程中可能會出現松動，也會導致局部放電現象的發生。開關柜的各類絕緣缺陷在造成最終擊穿故障之前，往往都先經過局部放電階段，使得開關柜的絕緣性能隨著局部放電的產生而下降。

由于局部放電的發生沒有規律性，依靠人工巡檢很難發現。因而，采用有效的局部放電在線監測系統能夠更加及時的對開關柜局部放電現象進行監測，為相關技術人員提供有效的數據依據，以便及時采取有效的解決措施。局部放電在線監測系統現場采集的數據經過分析處理后需要上傳至上位機，由于數據量大，傳輸距離遠，會導致通信速率低，可能會導致相關信息無法及時上傳，進而影響到開關柜的安全可靠運行。

發明內容

本發明提供一種基于W5500以太網通信的開關柜局部放電在線監測系統和方法，實時有效的監測開關柜局部放電現象，具有抗干擾、通信速率高等特點。

本發明具體為一種基于W5500以太網通信的開關柜局部放電在線監測系統，所述局部放電在線監測系統包括超聲波傳感器、信號調理單元、A/D轉換單元、中央處理器、顯示單元、存儲單元、按鍵輸入單元、報警單元和通信單元，所述超聲波傳感器和所述信號調理單元、所述A/D轉換單元、所述中央處理器順序連接，所述中央處理器還分別與所述顯示單元、所述存儲單元、所述按鍵輸入單元、所述報警單元、所述通信單元相連接；所述局部放電在線監測系統通過采集現場超聲波脈沖信號，并進行計算分析是否為放電信號，進而監測所述開關柜是否發生局部放電故障，及時發出相應報警，并將故障信號發送至上位機，以便及時采取相應解決措施。

所述局部放電在線監測系統通過所述顯示單元、所述存儲單元和所述按鍵輸入單元輸入所述放電超聲波信號相關特征量。

所述超聲波傳感器采用SR150N型號的超聲波傳感器，頻帶寬為20k～220kHz，抗電磁干擾能力強。

所述信號調理單元包括放大電路和濾波電路，對輸入信號進行噪聲抑制、信號放大處理，并對寬帶以外的信號進行濾除。

所述局部放電在線監測系統通過所述通信單元將信號上傳至所述上位機，所述通信單元采用W5500芯片通過Socket編程實現以太網通信；所述W5500芯片采用TCP模式，是一種面向連接的通信，同時使用4個硬件Socket獨立通訊，通信速率達到80MHz；所述Socket包括第一Socket、第二Socket、第三Socket和第四Socket，所述第一Socket和所述第二Socket連接之前，所述第三Socket為服務器，處于偵聽狀態，所述第四Socket為客戶端，進行啟動連接；所述服務器和所述客戶端只是在連接過程中才有的，連接成功后進入信號收發過程。

本發明還提供一種基于W5500以太網通信的開關柜局部放電在線監測系統的監測方法，所述監測方法包括如下步驟：