基于m-bus的局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于M-BUS的局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與方法，所述系統(tǒng)包括：并接在同一高頻屏蔽信號(hào)總線上的多個(gè)局部放電傳感電路，將檢測(cè)到的局部放電信號(hào)上傳至高頻屏蔽信號(hào)總線；高頻屏蔽信號(hào)總線，用于連接局部放電傳感電路，一端與數(shù)據(jù)采集及控制終端相連，另一端為開路端；M-BUS控制線，用于控制信號(hào)開關(guān)電路、以及電源開關(guān)電路；數(shù)據(jù)采集及控制終端，分別連接高頻屏蔽信號(hào)總線、以及M-BUS控制線。本發(fā)明安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，是高靈敏度和高準(zhǔn)確度的局部放電監(jiān)測(cè)方法，可以對(duì)變電站全站多個(gè)電力設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷并實(shí)現(xiàn)初定位，提高設(shè)備運(yùn)行安全。
【專利說明】基于M-BUS的局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種信號(hào)監(jiān)測(cè)與定位方法，尤其涉及一種變電站多源局部放電信號(hào)的在線監(jiān)測(cè)與定位方法，具體涉及基于M-BUS的局部放電監(jiān)測(cè)方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]局部放電檢測(cè)作為絕緣診斷的重要手段，因其能及時(shí)有效地反映電力系統(tǒng)電氣設(shè)備的絕緣狀況，正為電力部門所普及。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外基本都是針對(duì)變電站的具體電力設(shè)備進(jìn)行局部放電監(jiān)測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究，主要應(yīng)用的檢測(cè)原理和方法包括脈沖電流法、特高頻法(UHF)、超聲波法、化學(xué)法、光學(xué)法等，其中特高頻法和超聲波法是比較實(shí)用可行的方法。
[0004]目前局部放電檢測(cè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于使用低成本的方案，在實(shí)施局部放電檢測(cè)過程中實(shí)現(xiàn)局部放電源的定位與放電程度的評(píng)估，從而實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備絕緣狀態(tài)的評(píng)估。
[0005]目前對(duì)于變電站設(shè)備的局部放電監(jiān)測(cè)和定位主要針對(duì)GIS、變壓器、容性設(shè)備等具體單一設(shè)備進(jìn)行，對(duì)要監(jiān)測(cè)的設(shè)備各自安裝一套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。而變電站中的任何高壓電力設(shè)備均可能會(huì)發(fā)生局部放電故障，要想對(duì)全站進(jìn)行一次電氣設(shè)備實(shí)施監(jiān)測(cè)，就需要安裝多套監(jiān)測(cè)裝置，再對(duì)其進(jìn)行綜合。這樣的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)，所需費(fèi)用極高，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用效率也低，而且對(duì)眾多在線監(jiān)測(cè)裝置本身的維護(hù)工作量也很大。
[0006]隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，對(duì)供電可靠性的要求越來越高，研制一種低成本、高可靠性、能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全站高壓電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、定位的新型在線監(jiān)測(cè)裝置非常有必要。
[0007]從文獻(xiàn)查閱的結(jié)果看，現(xiàn)有技術(shù)提出了如下幾種變電站全站監(jiān)測(cè)的方法。
[0008]第一種是使用固定安裝式或者車載式特高頻天線陣列，基于天線陣列接收局部放電特高頻信號(hào)的時(shí)差進(jìn)行局部放電源的三維或者方向角的定位。其基于電磁波空間定位技術(shù)，改變以往對(duì)單個(gè)設(shè)備安裝在線監(jiān)測(cè)裝置的常規(guī)做法，在全站的立體空間安裝一組超寬帶UHF傳感器陣列接收局部放電發(fā)出的電磁波信號(hào)，利用各個(gè)傳感器接收到的信號(hào)的時(shí)差，計(jì)算定位局部放電位置。用一套裝置對(duì)全站設(shè)備進(jìn)行局部放電的監(jiān)測(cè)，獲取和分析整個(gè)變電站站域的放電情況。
[0009]該第一種方案的不足之處是，由于傳感器設(shè)置距離設(shè)備較遠(yuǎn)，因?yàn)樾盘?hào)在空氣中的衰減，該技術(shù)適合于比較明顯的局部放電檢測(cè)，且設(shè)備成本比較高。
[0010]第二種是采用傳感器并聯(lián)的方式，所有信號(hào)均在一環(huán)狀信號(hào)總線上傳輸，信號(hào)直接的隔離通過自觸發(fā)開關(guān)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)基于所并聯(lián)信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)環(huán)兩端存在固定時(shí)差，且各個(gè)信號(hào)的傳播時(shí)差不同而實(shí)現(xiàn)局放源的定位。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)一套系統(tǒng)同步監(jiān)測(cè)多個(gè)電力設(shè)備，但系統(tǒng)的不足之處是對(duì)采集系統(tǒng)的采樣率有一定的要求，信號(hào)時(shí)差計(jì)算的精度也對(duì)相鄰傳感器在信號(hào)總線上的連接距離提出了一定的要求。
[0011]該第二種方案的不足之處是，對(duì)采集系統(tǒng)的采樣率有一定的要求。信號(hào)時(shí)差計(jì)算的精度也對(duì)相鄰傳感器在信號(hào)總線上的連接距離提出了一定的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是:在變電站電力設(shè)備上按照監(jiān)測(cè)要求安裝局部放電傳感電路，該局部放電傳感電路包括局部放電傳感器及其信號(hào)調(diào)理電路。多個(gè)局部放電傳感電路通過一個(gè)M-BUS控制的開關(guān)電路并行連接到一高頻屏蔽線上。局部放電傳感電路的供電由M-BUS提供，傳感信號(hào)的上傳均由M-BUS控制的開關(guān)所控制。從而實(shí)現(xiàn)一套局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)變電站全站多個(gè)電力設(shè)備的目的。而各個(gè)局部放電傳感器所傳感局部放電信號(hào)的上傳由M-BUS控制，系統(tǒng)采用輪換的方式從I至η依次打開每一個(gè)開關(guān)，保證每次只接通I路傳感信號(hào)，從而識(shí)別所傳感信號(hào)的位置，再通過直接傳輸信號(hào)與高頻屏蔽線終端反射信號(hào)的時(shí)差進(jìn)行定位驗(yàn)證，通過直接傳輸信號(hào)與反射信號(hào)的幅值對(duì)局部放電源信號(hào)進(jìn)行幅值評(píng)估。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于M-BUS的局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括如下部分:
-并接在同一高頻屏蔽信號(hào)總線上的多個(gè)局部放電傳感電路Si, i=fn，局部放電傳感電路包括局部放電傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、信號(hào)開關(guān)電路、以及電源開關(guān)電路，局部放電傳感器檢測(cè)到的局部放電信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路形成檢波脈沖信號(hào)，檢波脈沖信號(hào)經(jīng)信號(hào)開關(guān)電路上傳至高頻屏蔽信號(hào)總線； -高頻屏蔽信號(hào)總線，用于連接局部放電傳感電路，一端與數(shù)據(jù)采集及控制終端相連，另一端為開路端；
-M-BUS控制線，用于控制信號(hào)開關(guān)電路、以及電源開關(guān)電路；
-數(shù)據(jù)采集及控制終端，分別連接高頻屏蔽信號(hào)總線、以及M-BUS控制線。
[0014]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)采集及控制終端通過M-BUS控制線以輪換的方式依次接通各路局部放電傳感電路，從而識(shí)別局部放電信號(hào)所對(duì)應(yīng)局放信號(hào)源的位置，再通過檢波脈沖信號(hào)的直接傳輸信號(hào)與反射信號(hào)的時(shí)差進(jìn)行定位驗(yàn)證，通過直接傳輸信號(hào)與反射信號(hào)的幅值評(píng)估局部放電信號(hào)的幅值；數(shù)據(jù)采集及控制終端通過M-BUS控制線經(jīng)電源開關(guān)電路向信號(hào)調(diào)理電路供電；
其中，直接傳輸信號(hào)，是指檢波脈沖信號(hào)進(jìn)入高頻屏蔽信號(hào)總線后直接到達(dá)數(shù)據(jù)采集及控制終端的信號(hào)，反射信號(hào)，是指檢波脈沖信號(hào)進(jìn)入高頻屏蔽信號(hào)總線后先到達(dá)高頻屏蔽信號(hào)總線開路端再經(jīng)反射到達(dá)數(shù)據(jù)采集及控制終端的信號(hào)。
[0015]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)采集及控制終端根據(jù)下式評(píng)估局部放電信號(hào)的幅值:
【權(quán)利要求】
1.一種基于M-BUS的局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括如下部分: -并接在同一高頻屏蔽信號(hào)總線上的多個(gè)局部放電傳感電路Si, i=fn，局部放電傳感電路包括局部放電傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、信號(hào)開關(guān)電路、以及電源開關(guān)電路，局部放電傳感器檢測(cè)到的局部放電信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路形成檢波脈沖信號(hào)，檢波脈沖信號(hào)經(jīng)信號(hào)開關(guān)電路上傳至高頻屏蔽信號(hào)總線； -高頻屏蔽信號(hào)總線，用于連接局部放電傳感電路，一端與數(shù)據(jù)采集及控制終端相連，另一端為開路端； -M-BUS控制線，用于控制信號(hào)開關(guān)電路、以及電源開關(guān)電路； -數(shù)據(jù)采集及控制終端，分別連接高頻屏蔽信號(hào)總線、以及M-BUS控制線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于M-BUS的局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)采集及控制終端通過M-BUS控制線以輪換的方式依次接通各路局部放電傳感電路，從而識(shí)別局部放電信號(hào)所對(duì)應(yīng)局放信號(hào)源的位置，再通過檢波脈沖信號(hào)的直接傳輸信號(hào)與反射信號(hào)的時(shí)差進(jìn)行定位驗(yàn)證，通過直接傳輸信號(hào)與反射信號(hào)的幅值評(píng)估局部放電信號(hào)的幅值；數(shù)據(jù)采集及控制終端通過M-BUS控制線經(jīng)電源開關(guān)電路向信號(hào)調(diào)理電路供電； 其中，直接傳輸信號(hào)，是指檢波脈沖信號(hào)進(jìn)入高頻屏蔽信號(hào)總線后直接到達(dá)數(shù)據(jù)采集及控制終端的信號(hào)，反射信號(hào)，是指檢波脈沖信號(hào)進(jìn)入高頻屏蔽信號(hào)總線后先到達(dá)高頻屏蔽信號(hào)總線開路端再經(jīng)反射到達(dá)數(shù)據(jù)采集及控制終端的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于M-BUS的局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)采集及控制終端根據(jù)下式評(píng)估局部放電信號(hào)的幅值:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于M-BUS的局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，局部放電傳感器包括如下傳感器中的任一種或任多種傳感器: -特高頻傳感器； -高頻電流傳感器； -超聲傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于M-BUS的局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)采集及控制終端通過M-BUS控制線，使得: -在信號(hào)開關(guān)電路閉合連通前控制電源開關(guān)電路閉合連通，以向局部放電傳感電路的?目號(hào)調(diào)理電路供電； -在關(guān)斷信號(hào)調(diào)理電路的電源前先使得信號(hào)開關(guān)電路關(guān)閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于M-BUS的局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，高頻屏蔽信號(hào)總線的長(zhǎng)度小于或等于500米。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于M-BUS的局部放電監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，具體為: 令多個(gè)局部放電傳感電路S1, i=fn，并接到同一高頻屏蔽信號(hào)總線上，其中，局部放電傳感電路包括局部放電傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、信號(hào)開關(guān)電路、以及電源開關(guān)電路，局部放電傳感器檢測(cè)到的局部放電信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路形成檢波脈沖信號(hào)，檢波脈沖信號(hào)經(jīng)信號(hào)開關(guān)電路上傳至高頻屏蔽信號(hào)總線；其中，高頻屏蔽信號(hào)總線的一端為信號(hào)輸出端，另一端為開路端； 利用M-BUS控制線，對(duì)信號(hào)開關(guān)電路和電源開關(guān)電路進(jìn)行開閉控制，并通過電源開關(guān)電路向?目號(hào)調(diào)理電路供電； 通過M-BUS控制線以輪換的方式依次接通各路局部放電傳感電路，從而識(shí)別局部放電信號(hào)所對(duì)應(yīng)局放信號(hào)源的位置；再在高頻屏蔽信號(hào)總線的信號(hào)輸出端，通過檢波脈沖信號(hào)的直接傳輸信號(hào)與反射信號(hào)的時(shí)差進(jìn)行定位驗(yàn)證，通過直接傳輸信號(hào)與反射信號(hào)的幅值評(píng)估局部放電信號(hào)的幅值； 其中，直接傳輸信號(hào)，是指檢波脈沖信號(hào)進(jìn)入高頻屏蔽信號(hào)總線后直接到達(dá)信號(hào)輸出端的信號(hào)，反射信號(hào)，是指檢波脈沖信號(hào)進(jìn)入高頻屏蔽信號(hào)總線后先到達(dá)高頻屏蔽信號(hào)總線開路端再經(jīng)反射到達(dá)信號(hào)輸出端的信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于M-BUS的局部放電監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)下式評(píng)估局部放電信號(hào)的幅值:
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于M-BUS的局部放電監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，通過M-BUS控制線，使得: -在信號(hào)開關(guān)電路閉合連通前控制電源開關(guān)電路閉合連通，以向局部放電傳感電路的?目號(hào)調(diào)理電路供電； -在關(guān)斷信號(hào)調(diào)理電路的電源前先使得信號(hào)開關(guān)電路關(guān)閉。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于M-BUS的局部放電監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，高頻屏蔽信號(hào)總線的長(zhǎng)度小于或等于500米；局部放電傳感器包括如下傳感器中的任一種或任多種傳感器: -特高頻傳感器； -高頻電流傳感器； -超聲傳感器。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK103713241SQ201310676309
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】胡岳 申請(qǐng)人:胡岳