[发明专利]一种中压智能开关柜绝缘在线监测系统与监测方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种中压智能开关柜的绝缘特性在线监测系统，属于智能电网中的智能变电站监测系统。

背景技术

随着智能电网的逐步推广，与其相关的智能设备成为市场的迫切需求，传统变电站的智能化改造以及新设计变电站的智能化应用势在必行。智能开关柜的绝缘在线监测系统，是智能开关柜的一个重要组成部分，可对开关柜放电情况进行在线监测，确保开关柜的正常运行，在整个智能电网的变电站智能化中占有重要的地位。

中国专利号为ZL 200920136831.6，公开一种开关柜局部放电在线检测与管理系统，包括传感器单元、数据采集装置以及后台计算机；传感器单元包括电信号传感器和超声波传感器；数据采集装置包括信号调理单元、ADC数据采集单元、数据存储单元、中央处理单元、人机接口、通讯接口；后台计算机包括数据库管理单元和数据库分析单元，数据库分析单元包括对数据的横向分析、纵向分析、统计分析以及制造商分析四个单元；可以通过现场便携式巡检，实现检测数据保存、对数据处理、分析和运算等功能。该系统虽具备了在线检测和数据分析功能，但是其是一种便携式的巡检设备，没有固定安装式的可靠性高，另外也缺少对开关柜穿墙套管泄漏电流的检测，因此，其对中压开关柜绝缘状况的在线监测不全面。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有开关柜绝缘状况在线监测不全面、可靠性差的缺陷而提出一种能全面监测开关柜绝缘状况且可靠性高的中压智能开关柜绝缘在线监测系统，本发明同时还提出该监测系统的绝缘在线监测方法。

为实现上述目的，本发明中压智能开关柜绝缘在线监测系统采用的技术方案是：由相连接的传感部分和监测部分组成，传感部分由分别设置在开关柜的柜体顶面内壁正中心处及相邻两个侧面内壁正中心处的3个超声波局部放电检测单元和套管泄漏电流检测单元组成，监测部分由相连接的监测单元和站控层监控计算机组成；监测单元由网络通信电路、系统电源、绝缘监测主模块以及分别与绝缘监测主模块相连接的宽带局部放电信号检测与调理电路、超声波局部放电信号调理电路和套管泄漏电流调理电路组成；超声波局部放电检测单元与超声波局部放电信号调理电路相连接，套管泄漏电流检测单元与套管泄漏电流调理电路相连接；绝缘监测主模块的输出连接网络通信电路，网络通信电路的输入连接站控层监控计算机。

套管泄漏电流检测单元由相串接的引流环和套管泄漏电流检测装置组成，套管泄漏电流检测装置由依次串接的霍尔电流互感器、放大及低通滤波电路和第一信号变换电路组成；套管泄漏电流调理电路由相连接的变换、放大及低通滤波电路和第一信号调理电路组成；超声波局部放电检测单元由依次串接的超声波传感器、放大及带通滤波电路、第二信号变换电路组成；超声波局部放电信号调理电路由相连接的变换、放大及带通滤波电路和第二信号调理电路组成；宽带局部放电信号检测与调理电路由依次串接的宽带局部检测天线、放大及带通滤波电路、第三信号调理电路组成。

套管泄漏电流检测装置固定连接开关柜的柜壁，引流环套在开关柜的穿墙套管上，引流环通过屏蔽电缆连接套管泄漏电流检测装置，套管泄漏电流检测装置通过双绞线或同轴电缆连接套管泄漏电流调理电路。

本发明中压智能开关柜绝缘在线监测系统的监测方法采用的技术方案是包括如下步骤：A、由站控层监控计算机根据套管泄漏电流检测单元检测到的套管泄漏电流按阈值的原则判断套管的绝缘状况；根据宽带局部放电信号检测与调理电路和超声波局部放电检测单元检测到的电磁波信号和超声波信号按照聚类的方法判断开关柜内是否有局部放电情况发生，如有局部放电情况发生，则通过3个超声波局部放电检测单元传来的信号的时差按三角定位法大致定位出放电位置；B、超声波局部放电信号调理电路将超声波局部放电检测单元检测并转换为4-20mA的超声波信号还原、滤波及变换；C、套管泄漏电流调理电路将套管泄漏电流检测单元检测并转换为4-20mA的泄漏电流信号还原、滤波及变换；D、绝缘监测主模块分别对宽带局部放电信号检测与调理电路、超声波局部放电信号调理电路和套管泄漏电流调理电路传送来的电磁波信号、超声波信号和泄漏电流信号按规定的频率进行采样，并控制网络通信电路在站控层监控计算机读取绝缘状态数据时按约定的协议进行通信。

本发明的有益效果是：

1.将绝缘特性在线监测引入至中压智能开关柜中，从超声波、电磁波两个方面判断局部放电情况，从而提高判断的可靠性，用泄漏电流来监测套管或绝缘子的泄漏电流情况。