[发明专利]电平扫描式超高频局部放电在线监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统局部放电监测技术领域，尤其涉及一种电平扫描式超高频局部放电在线监测系统及方法。

背景技术

局部放电是绝缘介质中由于局部缺陷而造成的非贯穿性放电现象，其是变压器、SF6气体绝缘组合电器（GIS，Gas Insulated Substation）、高压开关柜、电缆等电气设备在长时间运行过程中产生绝缘缺陷的一个重要征兆。电气设备在制造和运行过程中产生的局部缺陷，如气泡、裂缝、悬浮金属颗粒和电极毛刺等，会导致电气设备在一定运行状态下发生局部放电故障，若局部放电长期持续发生，设备的绝缘性能就会严重受损，进而可导致灾难性的电气故障发生。因此，对局部放电进行监测及时发现电气设备的绝缘故障，对保证电气设备的安全稳定运行具有重要的现实意义。

目前，主要采用UHF（超高频，Ultra High Frequency）法对电气设备进行局部放电监测。现有的UHF法对电气设备进行局部放电监测时，首先利用高速采集卡采集电气设备的局部放电信号整体波形，再将采集的局部放电信号整体波形数据输入例如电脑等设备进行信息分析，最后依据分析结果判断电气设备的绝缘状态。但上述UHF法明显存在如下缺点：由于需要对电气设备的局部放电信号整体波形进行采集、处理和分析，数据量庞大，因而导致利用UHF法的监测设备运行时由于数据量大而难以对数据进行实时处理，且高速采集卡采集的是模拟信号，需要电缆进行较长距离传输，从而导致信号衰减，进而导致难以对局部放电的实时数据进行处理，综上，现有的UHF法不宜实现局部放电的在线监测。

由此可见，提供一种局部放电在线监测系统或方法，实现对电气设备局部放电进行在线监测，以及时发现电气设备的绝缘故障，防止电力设备事故发生，成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电平扫描式超高频局部放电在线监测系统及方法，以实现对电气设备局部放电进行在线监测，及时准确地判断电气设备内部绝缘状态，进而防止电力设备事故发生，保障电力系统安全稳定运行。

为此，本发明提供如下技术方案：

一种电平扫描式超高频局部放电在线监测系统，包括接收模块、扫描采集模块、指示模块和识别模块，其中：

所述接收模块，用于探测和接收电气设备的局部放电超高频脉冲信号；

所述扫描采集模块，用于在所述指示模块的指示下，实时对所述局部放电超高频脉冲信号进行就地数字化处理，以得出所述电气设备的局部放电的放电特征数据；

所述识别模块，用于通过对所述局部放电的放电特征数据进行分析，识别所述电气设备的绝缘状态。

优选的，所述接收模块包括N个传感器：1号～N号传感器，用于探测和接收电气设备的局部放电超高频脉冲信号；

所述N为不小于1的自然数。

优选的，所述指示模块的指示包括设定监测参数和发出触发信号，其中：所述指示模块设定的监测参数包括比较电平、相位区间个数、扫描工频周期数、信号放大倍数及传感器编号；

所述扫描采集模块，接收所述触发信号，在所述触发信号的触发下，基于所述监测参数实时对所述局部放电超高频脉冲信号进行就地数字化处理，以得出所述电气设备的局部放电的放电特征数据。

优选的，所述扫描采集模块包括FPGA、多路开关、滤波放大器、D/A转换器和比较器，其中：

所述FPGA，与所述指示模块相连，用于在接收到所述指示模块发出的触发信号后，基于所述指示模块所设定的监测参数，对所述多路开关、滤波放大器、比较器和D/A转换器进行相应控制；

所述多路开关，与所述N个传感器相连，用于在所述FPGA的控制下，接通编号为所设定传感器编号的传感器；

所述滤波放大器，通过所述多路开关与所述N个传感器相连，用于在所述FPGA的控制下，对所述多路开关所接通的传感器接收的局部放电超高频脉冲信号进行滤波和放大处理，并将滤波和放大处理后的局部放电超高频脉冲信号输入至所述比较器，其中，放大倍数为设定的信号放大倍数；

所述D/A转换器，用于在所述FPGA的控制下将设定的比较电平转换为模拟信号，并将所述模拟信号形式的比较电平输入至所述比较器；

所述比较器，用于在所述FPGA的控制下，基于设定的相位区间个数及扫描工频周期数，对所述滤波和放大处理后的局部放电超高频脉冲信号以及所述模拟信号形式的比较电平进行比较，以得出所述电气设备的局部放电的放电特征数据，并由所述FPGA保存所述放电特征数据。