[发明专利]发电机主绝缘故障实时在线预警装置及预警方法

权利要求书

1.一种发电机主绝缘故障实时在线预警装置，主要包括高压保险、绝缘故障传感器、信号调理器、同轴电缆、控制信号线、A/D采集卡、CAN通讯卡、工控机，A/D采集卡、CAN通讯卡分别安装在工控机内，其特征在于：绝缘故障传感器的输入端通过高压保险与发电机中性点相连，绝缘故障传感器的接地端接地，绝缘故障传感器的输出端通过同轴电缆与信号调理器输入端相连，信号调理器输出端与工控机的A/D采集卡相连，信号调理器的放大控制端与工控机的DO口相连，工控机的CAN通讯卡与CAN网络相连。

2.根据权利要求1所述发电机主绝缘故障实时在线预警方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、工控机对绝缘故障信号进行连续采集和分析与计算：工控机完成五个工频周期的数据采集后，采用多线程并发处理技术同步进行绝缘故障信号的分析与计算和原始采样数据显示与存储，接着又开始五个工频周期的数据采集，周而复始；

(2)、工控机通过CAN通讯卡接收发电机组的工况信息，所述工况信息为：停机等待、开机过程、并网过程、负载过程、加负荷过程、减负荷过程、解列过程和停机过程；

(3)、工控机通过CAN通讯卡把绝缘故障信号的分析与计算结果向其他设备发送；

(4)、工控机结合绝缘故障信号分析与计算结果和发电机组的工况信息，实时提供发电机主绝缘故障预警信息；

(5)、工控机结合绝缘故障信号分析与计算结果和发电机组的工况信息，采用多种数据存储机制对原始采样数据存储。

3.根据权利要求2所述的发电机主绝缘故障实时在线预警方法，其特征在于：所述工控机对绝缘故障信号的分析与计算，包括以下几个步骤：

(1)、采用切比雪夫Ι高通滤波器来抑制周期性窄带干扰，其中的通带边界频率为200KHz，阶数为6阶；

(2)、对绝缘故障信号中的脉冲进行提取，脉冲提取的基本任务是确定脉冲的起始时间t(s)和终止时间t(e)；即根据绝缘故障信号中脉冲上升沿和下降沿的位置，来确定脉冲的起点和终点；分别记录下每个脉冲的起点和终点在绝缘故障信号采样序列{x(i)}中的位置，作为脉冲提取的结果，i为自然数；

(3)、对提取后的脉冲进行脉冲宽度、脉冲幅值和脉冲上升沿的陡峭程度特征计算，并与工控机内知识库中的各类脉冲相比较，来识别各类脉冲，各类脉冲为可控硅动作感应脉冲、雷电感应脉冲、雷电冲击脉冲、刀闸操作感应脉冲、刀闸操作冲击脉冲和局部放电脉冲，再统计出各类脉冲幅值的最大值、平均值，各类脉冲的个数，作为绝缘故障信号的分析与计算的结果。

4.根据权利要求2所述的发电机主绝缘故障实时在线预警方法，其特征在于：发电机主绝缘预警信息包括：预警等级、预警机制、预警内容。

5.根据权利要求2所述的发电机主绝缘故障实时在线预警方法，其特征在于：发电机主绝缘故障预警信息等级分为：异常提示和异常报警。

6.根据权利要求2所述的发电机主绝缘故障实时在线预警方法，其特征在于：工控机结合绝缘故障信号分析与计算结果和发电机组的工况信息，实时提供发电机主绝缘故障预警信息，包括两项内容：

判断在当前工况下，发电机主绝缘故障信号的分析与计算结果是否超标，若超标则发出主绝缘故障预警；

不考虑当前工况，直接根据发电机主绝缘故障信号的分析与计算结果简要分析，判断是否发出主绝缘故障预警。

7.根据权利要求2所述的发电机主绝缘故障实时在线预警方法，其特征在于：所述的多种数据存储机制的触发条件分别如下：

预警事件存储机制：当发出主绝缘故障预警信息时，触发数据存储，为主绝缘故障预警保留证据；

变工况存储机制：当发电机组工况出现变化时，触发数据存储，当出现并网过程、解列过程、发电机组增负荷、发电机组减负荷等过程时保存数据，变工况存储机制主要用来记录发电机组运行特征变化下的主绝缘故障信号的原始采样数据；

变负荷存储机制：将发电机组的整个负荷区间划分若干个子区间，当发电机组在任意负荷子区间运行的时间超过某阈值时，触发数据存储；为防止冗余，每天每个负荷子区间上保存的文件不超过10个；

特征信息过阈值存储机制：绝缘故障信号的分析与计算结果超过某阈值时，触发数据存储；

特征信息突变存储机制：当主绝缘故障信号的分析与计算结果呈现突然增大或突然减小的趋势时，触发数据存储；

定时存储机制：根据时间定时触发存储，实现了主绝缘预警装置的常规信息记录。