[发明专利]基于分布式网络平台的开关局部放电状态监测装置

说明书

技术领域

本发明属于电力系统状态监测领域，具体涉及开关局部放电状态监测装置。

背景技术

由于开关内部场强很高，当设备内部存在一些缺陷时，就会在运行中发生局部放电现象。局部放电是导致开关设备绝缘劣化的主要原因之一，同时也是描述开关绝缘老化的重要特征。通过对局放信号的检测和分析，能判断开关内部是否存在某种绝缘隐患。目前，局放检测技术在开关设备中的应用已经越来越广泛。

开关设备是电力系统一次设备中检修、维护工作量最大的设备，据相关统计，大多数的维护费用花在开关上，且多半是花费在定期检修上。目前有些开关设备，尤其是GIS，用户都加装了局放在线监测系统，但运行效果不是很好，主要有以下几方面原因：

1）以往的局放状态监测装置厂商众多，由于行业内目前还没有统一的局放装置检测标准，大多数厂商多采用工控机实现，生产工艺、生产质量不达标，由于缺少现场运行经验，性能不稳定，装置使用寿命短，经常出现的问题是运行一段时间后，开关本体没有监测出问题，反而监测装置本身出现问题，用户频繁更换监测装置，带来了不必要的麻烦；

2）传统局放监测装置多数采用集中式采集模块设计，任一采集模块出现问题后，只能整装置替换，影响范围大；

3）传统局放在线监测多以监测系统形式出现，监测装置本身不具备就地分析功能，只具备局放信号采集转发功能，分析诊断功能由站控层监测系统完成，这种作法一方面增加网络带宽，不利于变电站内二次设备系统集成；另一方面系统互操作性很差，不同厂商的监测系统集成监测装置困难，传统意义上的在线监测信息不统一、通信协议不标准，通信方式多样化，监测系统、设备厂商多样化，用户及系统界面不统一，成为一个个信息孤岛，无法进行信息互动及高级应用；

4）运行管理部门不能随时掌握变电站重要设备运行情况，存在安全隐患；

5）为了解决互操作问题，不同厂商大多采用规约转换装置，增加建设费用，而且信息转换环节的增加会造成信息损失。

基于以上几点不足，既影响一次设备智能化技术及状态检修的发展水平，又存在安全隐患。

因此，需要寻求一种方法来解决此问题。本发明提出的基于DSP+FPGA分布式网络平台实现开关局部放电状态监测的装置，弥补了上述几点不足，监测装置以高可靠性、丰富的接口设备，做到通信标准化，工程实施免维护化，通过就地诊断功能，为高压设备状态监测提供技术基础，实时采集一次设备状态信息，为状态检修提供参考依据，使之代替定期检修，大大提高高压一次设备的利用率及寿命，能及时发现电力设备的安全隐患，预防事故发生，保证供电的可靠性，避免因停电检修所造成的损失，节约预防性定期检修的费用。这是在传统断路器基础上对智能断路器所做的新的尝试。

发明内容

为了解决传统局部放电状态监测装置性能不稳定、使用寿命短、可维护性差、互操作性差及误报警的问题，本发明公开了一种基于DSP+FPAG分布式网络平台实现开关局部放电状态监测装置。

本发明具体采用以下技术方案：

一种基于分布式网络平台的开关局部放电状态监测装置，所述监测装置包括多组局放信号采集组件、CPU分析诊断组件、信息管理组件；其特征在于：

所述局放信号采集组件、CPU分析诊断组件、信息管理组件之间通过所述监测装置内部高速以太网、CAN网和对时总线连接；

所述局放信号采集组件通过N型连接器及高频同轴电缆与安装在开关本体上的局放超高频传感器进行连接，所述局放信号采集组件采用FPGA挂载高速AD完成所述局放超高频传感器所采集的局部放电信号的放大、滤波、降频以及缓存；

所述CPU分析诊断组件通过所述监测装置内部高速以太网和CAN网与所述局放信号采集组件相连，接收局部放电信号的采样数据并对局放信号采集组件采样时序逻辑进行控制，局部放电信号的采样数据通过所述以太网传输，采样时序控制指令及组件配置信息通过CAN网传输，该CPU分析诊断组件的处理器采用DSP处理器，通过所述监测装置内部高速以太网收集局放信号采集组件的采样数据，对局部放电信号计算，判断放电类型，完成PRPD、PRPS图谱计算，生成局部放电事故简报，并通过监测装置内部高速以太网将所述局部放电事故简报及图谱上送至信息管理组件。

所述信息管理组件对CPU分析诊断组件的故障简报及图谱进行存储，通过大容量数据存储及检索完成局部放电趋势统计功能。

本发明还进一步包括以下优选技术方案：