[發明專利]一種面向GIS變電站的VFTO及局部放電監測系統及方法

在審

• 申請號: 202010499050.4
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111487512A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 譚向宇;蔡曉斌;楊卓;趙現平;李文云;王科;彭晶;李萍;翟少磊;楊莉
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R19/00
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請涉及電網設備監測技術領域，尤其涉及一種面向GIS變電站的VFTO及局部放電監測系統及方法。所述面向GIS變電站的VFTO及局部放電監測系統，包括：至少一個VFTO及局部放電融合監測傳感器，設置于所需監測局部放電設備處，被配置為用于判定系統VFTO、局部放電，并將VFTO信息、放電信息上傳、存儲至控制終端；隔離開關，被配置于不同的VFTO及局部放電融合監測傳感器之間；控制終端，被配置為通過通訊控制VFTO及局部放電融合監測傳感器和隔離開關進行操作。

技術領域

本申請涉及電網設備監測技術領域，尤其涉及一種面向GIS變電站的VFTO及局部放電監測系統及方法。

背景技術

SF6氣體絕緣金屬封閉開關設備(Gas-insulated metal-enclosed switchgear，簡稱GIS)自上世紀60年代中期問世以來得到了迅速發展。與傳統空氣絕緣開關設備相比，GIS將母線、隔離開關、斷路器、避雷器及互感器等眾多設備全部集中在封閉的接地金屬外殼內，具有占地面積小、受自然環境影響小、運行安全可靠、檢修和維護周期長等優點，在國內外電力系統中得到了廣泛應用。

在我國，GIS已廣泛應用于110kV，220kV，500kV主干線變電所。1000kV特高壓交流試驗示范工程中，晉東南變電站也采用了GIS。在國外，GIS也已應用于500kV，765kV，800kV等級的電力系統中。

然而，實際運行的GIS也會面臨各種過電壓的侵襲，尤其是特快速暫態過電壓(Very Fast Transient Overvoltage，簡稱VFTO)。GIS中的隔離開關進行分合閘空載母線時，由于觸頭運動速度慢(約為幾cm/s)，觸頭間隙在工頻電壓下會發生多次預擊穿和重燃，放電引起的高頻振蕩形成快速暫態過程，該過程產生的階躍電壓波在GIS內部來回傳播并發生折反射，形成具有高頻振蕩的VFTO。VFTO具有幅值高、波前陡、振蕩頻率高等特點，嚴重威脅GIS設備的安全運行。目前研究VFTO的手段主要分為仿真計算以及現場測量。由于VFTO上升時間極短(僅數ns)，而且是疊加于工頻電壓上并受到殘余電荷(其等效頻率接近直流)的影響，因此要求測量系統具有很高的上限截止頻率和足夠低的下限截止頻率。

局部放電是電力設備絕緣在足夠強的電場作用下局部范圍內發生的放電，是造成電力設備絕緣劣化的主要原因，通過對局部放電信號的檢測，可以實現對電力設備的絕緣劣化程度及使用壽命的評估。在制造、運行過程中也會在介質內部出現氣泡、雜質等其他物質，這就導致了在絕緣介質內部或表面會出現高場強區域，一旦這些區域的場強高到足以引起該區域的局部擊穿，就會出現局部區域的放電，而此時其他區域仍會保持良好的絕緣性能，這就形成了局部放電。它可能產生在固體絕緣孔隙中、液體絕緣氣泡中或不同介電特性的絕緣層間。如果電場強度高于介質所具有的特定值，也可能發生在液體或固體絕緣中。局部放電是造成絕緣劣化的主要原因，也是絕緣劣化的重要征兆和表現形式，與絕緣材料的劣化和絕緣體的擊穿過程密切相關，能有效地反映設備內部絕緣的潛伏性缺陷和故障。所以，測定電氣設備在不同電壓下局部放電強度與變化規律，能預示設備的絕緣狀態，也是估計絕緣電老化速度的重要依據。

發明內容

本申請提供了一種面向GIS變電站的VFTO及局部放電監測系統及方法，通過構建包含至少一個VFTO及局部放電融合監測傳感器，隔離開關、控制終端的面向GIS變電站的VFTO及局部放電監測系統，可以實現GIS設備中VFTO和局部放電情況的監測。

本申請的實施例是這樣實現的：

本申請實施例第一方面提供一種面向GIS變電站的VFTO及局部放電監測系統，包括：

至少一個VFTO及局部放電融合監測傳感器，設置于所需監測局部放電設備處，被配置為用于判定系統VFTO、局部放電，并將VFTO信息、放電信息上傳、存儲至控制終端；

隔離開關，被配置于不同的VFTO及局部放電融合監測傳感器之間；