[发明专利]一种基于W5500以太网通信的开关柜局部放电在线监测系统及其监测方法

说明书

本发明提供了一种基于W5500以太网通信的开关柜局部放电在线监测系统，所述局部放电在线监测系统包括超声波传感器、信号调理单元、A/D转换单元、中央处理器、显示单元、存储单元、按键输入单元、报警单元和通信单元；所述局部放电在线监测系统通过采集现场超声波脉冲信号，并进行计算分析是否为放电信号，进而监测所述开关柜是否发生局部放电故障，及时发出相应报警，并将故障信号发送至上位机，以便及时采取相应解决措施。本发明提供一种基于W5500以太网通信的开关柜局部放电在线监测系统和方法，实时有效的监测开关柜局部放电现象，具有抗干扰、通信速率高等特点。

技术领域

本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种基于W5500以太网通信的开关柜局部放电在线监测系统及其监测方法。

背景技术

开关柜是电力系统中重要的设备之一，开关柜是否正常运行将直接影响电力系统的安全性。由于开关柜内部空间有限，元器件数量又比较多，母线和元器件存在棱角和毛刺，导致绝缘表面电场分布不均匀，容易引起尖端放电；在使用过程中各元器件之间不可避免的会发生一些碰撞和摩擦，在电网波动时也很容易造成局部放电现象；另外，开关柜中的连接器件在长时间的使用过程中可能会出现松动，也会导致局部放电现象的发生。开关柜的各类绝缘缺陷在造成最终击穿故障之前，往往都先经过局部放电阶段，使得开关柜的绝缘性能随着局部放电的产生而下降。

由于局部放电的发生没有规律性，依靠人工巡检很难发现。因而，采用有效的局部放电在线监测系统能够更加及时的对开关柜局部放电现象进行监测，为相关技术人员提供有效的数据依据，以便及时采取有效的解决措施。局部放电在线监测系统现场采集的数据经过分析处理后需要上传至上位机，由于数据量大，传输距离远，会导致通信速率低，可能会导致相关信息无法及时上传，进而影响到开关柜的安全可靠运行。

发明内容

本发明提供一种基于W5500以太网通信的开关柜局部放电在线监测系统和方法，实时有效的监测开关柜局部放电现象，具有抗干扰、通信速率高等特点。

本发明具体为一种基于W5500以太网通信的开关柜局部放电在线监测系统，所述局部放电在线监测系统包括超声波传感器、信号调理单元、A/D转换单元、中央处理器、显示单元、存储单元、按键输入单元、报警单元和通信单元，所述超声波传感器和所述信号调理单元、所述A/D转换单元、所述中央处理器顺序连接，所述中央处理器还分别与所述显示单元、所述存储单元、所述按键输入单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述局部放电在线监测系统通过采集现场超声波脉冲信号，并进行计算分析是否为放电信号，进而监测所述开关柜是否发生局部放电故障，及时发出相应报警，并将故障信号发送至上位机，以便及时采取相应解决措施。

所述局部放电在线监测系统通过所述显示单元、所述存储单元和所述按键输入单元输入所述放电超声波信号相关特征量。

所述超声波传感器采用SR150N型号的超声波传感器，频带宽为20k～220kHz，抗电磁干扰能力强。

所述信号调理单元包括放大电路和滤波电路，对输入信号进行噪声抑制、信号放大处理，并对宽带以外的信号进行滤除。

所述局部放电在线监测系统通过所述通信单元将信号上传至所述上位机，所述通信单元采用W5500芯片通过Socket编程实现以太网通信；所述W5500芯片采用TCP模式，是一种面向连接的通信，同时使用4个硬件Socket独立通讯，通信速率达到80MHz；所述Socket包括第一Socket、第二Socket、第三Socket和第四Socket，所述第一Socket和所述第二Socket连接之前，所述第三Socket为服务器，处于侦听状态，所述第四Socket为客户端，进行启动连接；所述服务器和所述客户端只是在连接过程中才有的，连接成功后进入信号收发过程。

本发明还提供一种基于W5500以太网通信的开关柜局部放电在线监测系统的监测方法，所述监测方法包括如下步骤：