一種氣體絕緣組合電器內外部放電信號的遠程識別系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種智能變電站內氣體絕緣組合電器設備在線監測系統的研究與應用技術領域，特別涉及一種氣體絕緣組合電器內外部放電信號的遠程識別系統。
【背景技術】
[0002]氣體絕緣金屬全封閉組合電器(GAS INSULATED SffITCHGEAR, GIS)因具有占地面積小、維護工作量少等優點而在電力行業中得到大規模應用。而隨著設備規模的日益增大且設備供應商的參差不齊，GIS設備故障現象亦隨之頻發，因此迫切需要分析設備故障現象，并找出針對潛伏性找出具體的檢測方法。
[0003]通過電網企業對氣體絕緣金屬全封閉組合電器的可靠性統計結果分析，發現由盆式絕緣子表面金屬顆粒的沿面放電而導致的設備故障占比極高，產生金屬顆粒具體環節包括在設備生產、運輸、安裝、檢查及位置切換過程，金屬顆粒的具體危害包括:1)降低設備本體內部六氟化硫氣體的絕緣性能，導致絕緣氣體介質擊穿；2)金屬顆粒如游離、吸附于于盆式絕緣子表面時引起盆式絕緣子表面局部電場場強高度集中，閃絡電壓臨界值顯著降低，進而導致沿面放電、閃絡。而固體介質(盆式絕緣子)的沿面閃絡電壓低于氣體介質(六氟化硫氣體)的擊穿電壓，故凸顯出金屬顆粒對盆式絕緣子絕緣及其壽命的危害。
[0004]目前，電網企業主要通過基于特高頻技術帶電/在線檢測方法識別GIS設備內部的放電信號，診斷設備內部絕緣劣化程度，并進一步判斷設備本體中是否存在盆式絕緣子擊穿或六氟化硫氣體擊穿等故障。同時，德國Bergische大學、德國LEMKE公司、英國TDG公司、瑞士 Weidmann公司、清華大學、華北電力大學、重慶大學及國內眾多電力科學研究院等高校、機構亦針對現有監測技術的不足開展了相應研究、應用。
[0005]然而，基于特高頻技術的在線監測系統仍未得以在電力行業中廣泛推廣應用，究其主要技術難點包括:
[0006](I)設備運行現場環境復雜，外部的電磁波背景噪聲復雜，并干擾設備本體監測傳感器準確采集數據，而現有系統欠缺有效地現場去噪能力。
[0007](2)現場的系統運維人員操作水平有待提高，診斷分析經驗不足，短時間內還難以快速、準確地區分背景噪聲和識別潛伏性放電缺陷。
[0008](3)遠程診斷設備局部放電的機制起步較晚，位于省級電網監測預警中心的技術人員難以全面、實時地掌握設備及其環境的監測數據；不利于快速響應廣泛分布于各變電站的設備監測預警突發事件。
[0009](4)監測系統案例推理神經網絡及知識庫更新頻次低，且缺乏測試、驗證；多數情況下依賴于人工參與完成對設備內外部放電情況的診斷分析，達不到智能電網的高效處理流程要求。
[0010]鑒于上述情況阻礙了特高頻法監測技術在電力企業內的進一步推廣應用，不利于提升電力系統的安全運行水平；故迫切需要研制一種經濟實用，且適用于實時處理大數據量的氣體絕緣組合電器內外部放電信號識別電路，并保證其具備實現遠程準確分析放電監測數據的能力。
【實用新型內容】
[0011]本實用新型的目的在于突破傳統技術的局限，在深入比對氣體絕緣組合電器內外部放電信號，并進行遠程傳輸、診斷的基礎上，提供了一種氣體絕緣組合電器內外部放電信號的遠程識別系統，該識別電路基于經驗風險最小化、結構風險最小化的準則，將放電信號就地數字化，通過比對驗證的方法濾除背景干擾噪聲，快速提取設備內部真實局部放電的放電特征量；并提供給遠程監測預警中心的技術人員進一步的診斷分析。此電路結構簡單，成本低廉，且擴展性好，適用于在線監測戶外多間隔氣體絕緣組合電器的放電信號。為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0012]一種氣體絕緣組合電器內外部放電信號的遠程識別系統，其特征在于:包括本體信號傳感器、本體信號采集器、外部信號傳感器、外部信號采集器和綜合處理單元，所述本體信號傳感器輸出的采集信號通過本體信號采集器輸入綜合處理單元，所述以外部信號傳感器輸出的采集信號通過外部信號采集器輸入綜合處理單元，所述綜合處理單元輸出的信號還依次通過終端交換機、主站路由器與數據庫服務器進行通信連接，所述數據庫服務器還分別與Web瀏覽服務器、操作員站和工程師站進行通信連接。
[0013]優選地，所述本體信號傳感器為Hilbert分形天線，用以探測局部放電電磁波信號，所述外部信號傳感器為UHAP偶極子天線，用以探測設備運行環境中的外部電磁波信號。
[0014]優選地，所述綜合處理單元為4U式的IPC-610系列的工控機。
[0015]優選地，所述終端交換機為H3C S3600系列的交換機。
[0016]優選地，所述主站路由器為H3C SR8800系列的路由器。
[0017]優選地，所述數據庫服務器為HP 9000系列的服務器。
[0018]優選地，所述Web瀏覽服務器為HP ProLiant DL580系列的機架式服務器。
[0019]所述本體信號采集器和外部信號采集器采用基于ARM Cortex 32位微處理器芯片進行處理。
[0020]綜上所述，本實用新型具有以下優點:
[0021]第一，識別電路采用模塊化設計，可靈活配置，且易于更換，適應大面積推廣的低成本要求。
[0022]第二，信號傳感器、信號采集器可采集多套特高頻監測傳感器或環境噪聲監測傳感器的信號，綜合處理單元可同時處理全站主變的監測數據，以實現靈活配置，適應智能變電站的現場需要。
[0023]第三，采用非侵入的檢測方式，各只信號傳感器、信號采集器均安置于設備體外，不改變設備原有結構及運行方式，實現一次回路與二次回路隔離，不影響電氣設備的運行安全；同時安裝、維護過程中無須對設備停電。
[0024]第四，識別系統實現信號就地數字化.避免信號的衰減。
[0025]第五，監測準確:通過特高頻法監測內部局部放電特征參量，通過環境噪聲監測傳感器過濾外部電磁干擾，通過神經網絡判斷放電缺陷類型，并采用縱橫比分析法判斷放電缺陷程度。
[0026]第六，維護方便:采用星型拓撲結構的布置方式，確保在對其單只特高頻監測傳感器維護時不影響到其它監測回路的正常運行；并通過監測傳感器、綜合處理單元及數據交換機實現從放電檢測、分析診斷、預警及歷史數據存儲的全過程控制。
[0027]第七，遠程診斷:采用分布式的互操作的網絡通信應用程序(Web Service)實現不同用戶可在不同的計算機上監視局部放電數據，適應電網企業內不同單位(部門)所要求的異構信息集成系統，并高度吻合遠程值班、運維的管理模式。
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本實用新型實例或現有技術中的技術方案，下面將對實施實例或現有技術描述中所需要的附圖做簡單地介紹，顯然，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實例，對于本領域普通技術人員來說，在不付出創造性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1是本實用新型一種氣體絕緣組合電器內外部放電信號的遠程識別系統的原理圖。
[0030]附圖中，1-本體信號傳感器，2-本體信號采集器，3-外部信號傳感器，4-外部信號采集器，5-綜合處理單元，6-終端交換機，7-主站路由器，8-數據庫服務器，9-Web瀏覽服務器，10-操作員站，11-工程師站
【具體實施方式】
[0031 ] 下面將結合本實用新型實例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0032]如圖1所示，一種氣體絕緣組合電器內外部放電信號的遠程識別系統，包括本體信號傳感器1、本體信號采集器2、外部信號傳感器3、外部信號采集器4和綜合處理單元5，所述本體信號傳感器輸出的采集信號6通過本體信號采集器2輸入綜合處理單元5，所述以外部信號傳感器3輸出的采集信號通過外部信號采集器4輸入綜合處理單元5，所述綜合處理單元5還依次通過終端交換機6、主站路由器7與數據庫服務器8進行通信連接，所述數據庫服務器8還分別與Web瀏覽服務器9、操作員站10和工程師站11進行通信連接。
[0033]在本實用新型的一種氣體絕緣組合電器內外部放電信號的遠程識別系統中的本體信號傳感器1、本體信號采集器2、外部信號傳感器3、外部信號采集器4、綜合處理單元5、終端交換機6將部署于變電站內；其中，本體信號傳感器I為一路或多路(可選擇1-12路的本體信號傳感器)，并安裝于氣體絕緣組合電器本體的盆式絕緣子表面，外部信號傳感器2為一路或多路(可選擇1-12路的外部信號傳感器)，本體信號采集器2、外部信號傳感器
3、外部信號采集器4安裝于氣體絕緣組合電器本體附近，綜合處理單元5、終端交換機6安裝于繼電保護室的監測系統控制屏柜內；主站路由器7、數據庫服務器8、Web瀏覽服務器9、操作員站10、工程師站11將部署于的監測預警中心內；其中，主站路由器7、數據庫服務器8、Web瀏覽服務器9安裝于中心機房內，操作員站10、工程師站11安裝于中心值班室內。氣體絕緣組合電器內外部放電信號的遠程識別電路可掃描、區分設備本體內的放電信號與運行環境的干擾信號，再將已檢測、過濾、分析后的局部放電電磁波信號提供給監測預警中心，并供相關設備運維技術人員進行會診。
[0034]在本實施例中，從本體信號傳感器I到綜合處理單元5的回路中僅傳輸放電信號的監測數據，所述本體信號采集器2可依次接收和處理至少十二路的本體信號傳感器I探測到的放電信號；所述本體信號傳感器I為Hilbert分形天線，探測電磁波信號頻帶介于300MHz?3GHz之間，駐波比低于2，且所有裸漏的非金屬部位均采用屏蔽布嚴密包裹，此夕卜，本體信號傳感器I的具體數量根據設備本體的間隔及結構特征確定；而所述本體信號采集器2的數量則視具體部署了多少只本體信號傳感器I而定。
[0035]在本實施例中，從外部信號傳感器3到綜合處理單元5的回路中僅傳輸放電信號的監測數據，所述的外部信號采集器2可依次接收和處理至少十二的外部信號傳感器3探測到的背景噪聲；所述外部信號傳感器3為偶極子天線，探測電磁波信號頻帶介于30MHz?4GHz之間，偶極天線的振子為垂直位置，饋電點在半波振子中心，其結構及頻帶特別適用于