[发明专利]基于无线网络的GIS局部放电特高频法监测系统

说明书

本发明公开一种基于无线网络的GIS局部放电特高频法监测系统，主要包括：依次串接的信号获取单元、数据收集及分析单元、信号传输单元和主机显示单元，信号获取单元用以获取局部放电信号，包括依次串接的UHF天线、放大电路、滤波电路、检波电路以及电压反馈放大电路和稳压电路；所述的检波电路的输出端连接数据收集及分析单元；数据收集及分析单元用于采集局部放电数据并进行分析、判断和存储，采用计算机或高速ARM芯片作为主处理器，所述的主处理器通过串口连接至信号传输单元。本发明通过将采集结果无线传输至数据分析单元可以实现对GIS状态的实时监测，做到放电故障的及时发现和排除。

技术领域

本发明涉及一种GIS局部放电检测技术，特别是涉及一种通过在线特高频法局部放电检测，能够随时检测运行中的GIS发生局部放电水平的变化状态，并通过无线网络传输至上位机，进而从多个角度描述GIS局部放电特征。

背景技术

随着城市电网建设的发展，GIS变电站的数量不断增加，GIS的内部空间极为有限，工作场强很高，且绝缘裕度相对较小，GIS内部一旦出现绝缘缺陷，会造成设备故障，从而引起的停电时间较长，国内已经发生了数起较为严重的GIS事故，过去那种认为GIS设备免维护的观点已不被认同，GIGRE调查表明，半数以上的GIS故障是可以预先发现的，GIS属于封闭式设备，为了实现在线检测且不影响GIS的运行状态，国内外的电力运行单位都倾向于采用非侵入式检测。在众多非侵入式检测方法中，目前以超声波检测法及特高频法最为前沿。

特高频检测法(ultra high frequency,UHF)是指电力设备内发生局部放电时的电流脉冲(上升沿为纳秒级)能在内部激励频率高达数GHz的电磁波，通过检测这种电磁波信号来实现局部放电检测。特高频检测法检测频段高(通常为300-3000MHz)，具有抗干扰能力强，检测灵敏度高等优点，可用于电力设备局部放电类缺陷的检测、定位和故障类型识别。

Zigbee串口模块是基于Zigbee2007/PRO协议栈的2.4G Zigbee无线串口透明传输通信模块。模块基于TI高性能低功耗的2.4G射频收发芯片CC2530及大功率低噪声射频前端芯片CC2591，实现极易使用、全透明、高稳定、超低功耗、超远距离、超大规模Zigbee无线传感网络的组网。

发明内容

本发明的目的是克服现有检测手段中的不足，提供一种能够同时利用特高频法及其无线传感器网络技术，对GIS局部放电进行在线监测的基于无线网路的特高频法局部放电监测系统。

本发明所采用的技术方案是：一种基于无线网络的GIS局部放电特高频法监测系统，主要包括：依次串接的信号获取单元、数据收集及分析单元、信号传输单元和主机显示单元，其中：

信号获取单元用以获取局部放电信号，包括依次串接的UHF天线、放大电路、滤波电路、检波电路以及电压反馈放大电路和稳压电路；

所述UHF天线采用由阿基米德螺旋和平面等角螺线复合的外置型天线；

所述的检波电路的输出端连接数据收集及分析单元；

数据收集及分析单元用于采集局部放电数据并进行分析、判断和存储，采用计算机或高速ARM芯片作为主处理器，所述的主处理器通过串口连接至信号传输单元；

数据传输单元用于采集局部放电数据并进行无线传输，采用微处理器芯片(Microprogrammed Control Unit,MCU)作为主处理器，并通过串口通信，搭载Zigbee发送模块完成对数据的无线传输，所述数据采集传输单元的输出端连接射频(RadioFrequency,RF)天线，通过无线连接至主机的Zigbee接收模块的串口；

所述主机显示单元用于获取从数据传输单元传过来的数据，并进行局部放电相位谱图和脉冲序列相位谱图的描点，将结果显示在人机界面上，并可进行数据存储和读取。