[发明专利]激光供电的GIL击穿故障定位系统及方法

说明书

本发明公开了一种激光供电的GIL击穿故障定位系统，它包括激光供能单元、超声波传感器阵列、故障定位监测IED阵列和后台监测单元；所述激光供能单元包括激光供电基站、激光供电能量接收模块和供电管控模块。本发明中激光供电通过激光的形式以光纤传输能量，实现了高、低电位间的隔离，具有良好的安全性，保证了故障定位结果的可靠性。

技术领域

本发明涉及电工检测技术领域，具体地指一种激光供电的GIL击穿故障定位系统及方法。

背景技术

气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulated transmission lines，GIL)是一种采用压缩的绝缘气体(如SF₆、N₂等)，外壳与导体同轴布置的输电设备，具有高电压、大电流、布置灵活、稳定运行、与环境相互影响小等优点，在电力系统中广泛应用。

GIL采用全密封设计，且气室大、管道长，若在运行过程中发生电弧击穿故障，需要快速准确定位故障位置，及时修复，否则将严重影响整条输电线路的稳定输电，对电力系统造成巨大影响。

在GIL电弧故障时，会产生电流脉冲，使得故障区域的介质疏密瞬间发生变化，从而形成超声波脉冲。现有的GIL故障监测手段基本是通过在GIL外壳上安装监测传感器，通过监测传感器检测到超声波信号，并通过相关定位方法对超声波源位置进行定位，从而达到故障定位的目的。

为保证监测的准确性，需要在GIL管道上布置较多的监测装置，而GIL所处电压等级都比较高，电磁环境复杂，会严重干扰某些监测设备的电能供给，也极易造成电力设备的安全隐患，导致重要的检测手段必须停电使用，无法做到实时在线监测。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种激光供电的GIL击穿故障定位系统及方法，本发明安全可靠，抗干扰能力强，且能进行GIL的实时在线监测。

为实现此目的，本发明所设计的激光供电的GIL击穿故障定位系统，其特征在于：它包括激光供能单元、超声波传感器阵列、故障定位监测IED(智能电子装置，IntelligentElectronic Device)阵列和后台监测单元；

所述激光供能单元包括激光供电基站、激光供电能量接收模块和供电管控模块，激光供电基站用于将电网低压侧的电能转换为光纤传输的激光能，并将激光能通过能量光纤传输至激光供电能量接收模块，所述激光供电能量接收模块用于将激光能转换为电能，供电管控模块用于将所述电能的电压调整为蓄电池充电电压，同时能监测蓄电池电压以及故障定位监测IED阵列的用电量，供电管控模块还用于将蓄电池电压以及故障定位监测IED阵列的用电量监测数据传输给激光供电能量接收模块，使激光供电能量接收模块进行输出电能的功率自适应调节；同时激光供电能量接收模块中的通信模块将工作参数与监测数据传输给激光供电基站，使激光供电基站根据工作状态，进一步调节电网低压侧输出电流。

所述超声波传感器阵列包括安装在气体绝缘金属封闭输电线路上的多个超声波传感器，各个超声波传感器用于分别对气体绝缘金属封闭输电线路各段进行超声波感应，并将感应到的气体绝缘金属封闭输电线路各段的超声波特征信号传输给故障定位监测IED阵列；

所述故障定位监测IED阵列包括与多个超声波传感器对应的多个故障定位监测IED，各个故障定位监测IED用于将对应超声波传感器输出的超声波特征信号依次进行滤波和电光转换形成气体绝缘金属封闭输电线路各段的超声波特征光信号；

所述后台监测单元用于提取气体绝缘金属封闭输电线路各段的超声波特征光信号的幅值、波形和频率，并判断气体绝缘金属封闭输电线路各段是否发生击穿故障。

本发明的有益效果有：

(1)本发明中激光供电通过激光的形式以光纤传输能量，实现了高、低电位间的隔离，具有良好的安全性，保证了故障定位结果的可靠性，同时稳定可靠的供电使得本发明能进行GIL的实时在线监测；