[发明专利]过电压数据采集分层识别系统及类型分层模式识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及高电压技术中的电压信号检测领域，特别涉及一种过电压数据采集分层识别系统，还涉及一种过电压类型分层模式识别方法。

背景技术

现代社会对电力系统供电的可靠性要求越来越高。造成电力系统供电中断的原因众多，但绝缘的击穿是造成停电的主要原因，而在绝缘事故中由于过电压引起的事故又占主导地位。电网过电压特别是内部过电压的，对电气设备和线路绝缘造成了严重的威胁；雷电过电压对220kV等级以下的系统绝缘也造成了严重威胁，电气设备过电压事故的频繁发生，给电网和工农业生产带来了巨大的损失。随着电网的迅速建设与发展，输电线路输电电压等级、输送容量都在不断提高。因此，电力系统过电压是发展高压和超高压电网所必须研究的重要课题，它不仅关系到发电机、变压器、输电线路等电力设备绝缘强度的合理设计，而且直接影响到电力系统的安全运行。电力系统中的过电压发生类型多种多样，发生机理不尽相同，波形、幅值、持续时间也不相同。在实际运行中，各种过电压出现后，各种故障往往交织在一起，为后续的故障原因分析带来困难。

目前的电力系统过电压在线监测装置，主要功能集中于对各种过电压的波形的实时采集，存储以及数据维护，不具备分析识别能力，不能及时对事故进行分析和防止。当出现过电压事故时，往往需要人工来提取过电压波形输出数据，根据人工经验，判断出过电压类型作为分析事故原因的重要参考。由于监测到的过电压数据众多，靠人工来对过电压波形做出识别，是一项十分繁复而艰巨的任务。同时，由于人员判断是主观因素的影响，靠人工判断过电压波形，难以形成科学统一的判断标准，容易导致误判。

过电压信号携带着丰富的电力系统运行状态信息。利用监测到的过电压信号进行特征提取，实现过电压类型的自动识别和诊断，对保证电网安全运行具有十分重要的意义：

(1)过电压类型自动识别的结果有助于及时发现现有系统绝缘薄弱点，进行合理的绝缘配合调整，提高系统安全运行水平，也可以为日后电力系统设计部门提供可靠的设计参考依据，保证供电的可靠性。

(2)系统故障和误操作常常引起内部过电压，如果没有对过电压进行具体的分析和识别，很难查找出过电压在线监测装置记录的数据是误操作还是故障产生的。进行过电压类型自动识别，可以显示过电压类型，易于查找引起过电压的原因。

(3)根据监测到的过电压波形，对过电压类型实现自动分类，可以为过电压产生及发展的机理研究等提供重要的样本参考，为限制过电压大小，提高系统绝缘配合水平提供先决条件。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种过电压数据采集分层识别系统，该系统针对现有电力系统监测设备不具备分析过电压类型的能力，根据弧光接地过电压发生机理，通过获取过电压波形，提取有效反映弧光接地过电压本质特征参量，从而实现对35kV弧光接地过电压有效识别；本发明的目的之二是提供一种过电压类型分层模式识别方法。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：。

该过电压数据采集分层识别系统包括：

一次分压装置，用于与外部电压传感器的输出端相联接，对输入的电压信号进行分压；

二次分压模块，用于将输入的大幅值信号按比例进行减小，其输入端与一次分压装置的输出端相联接；

前置信号调理模块，接收从分压模块输入的电压信号，对其进行滤波处理；

信号触发模块，接收从分压模块输入的电压信号，当电压信号超过预定阀值时发出触发信号；

数据采集处理模块，通过三相电压信号输入通道与每一相上的前置信号调理模块相联接，接收从信号触发模块发出的触发信号并开启数据采集处理模式，对每一相电压信号采集通道输入的电压信号进行采集处理后，通过接口电路输出；

上位分析主机，接受并分析数据采集处理模块输出的过电压数据，对过电压类型进行判断。

进一步，所述一次分压装置采用两级结构，其高压臂采用聚苯乙烯电容器，低压臂采用多个电容器同轴并联而成并用金属圆盘屏蔽，在高压臂末端串联一阻尼电阻，所述高压臂的末端与低压臂螺纹相连，所述高压臂的外壳采用硅橡胶绝缘；

进一步，所述分压模块包括第一级分压电路和第二级分压电路，所述第一级分压电路的输出端与第二级分压电路的输入端之间通过跳线I联接，所述第二级分压电路的输出端与前置信号调理模块的输入端之间通过跳线II联接，所述第一级分压电路与前置信号调理模块的输入端之间通过跳线III联接；

进一步，所述前置信号调理模块包括前级电压跟随电路和后级有源滤波电路，所述后级有源滤波电路的输出端与数据采集处理模块的输入端相联接；