一种GIS设备局部放电检测诊断系统的制作方法

一种gis设备局部放电检测诊断系统
技术领域
1.本发明涉及一种gis设备局部放电检测诊断系统，属于gis设备局部放电检测领域。


背景技术：

2.气体绝缘全封闭组合电器(gis设备)，由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的sf6绝缘气体，故也称sf6全封闭组合电器。gis的全密封结构使故障的定位及检修比较困难，检修工作繁杂。对gis设备进行局部放电检测，其检测结果能够反映gis设备绝缘状态。局部放电是一种脉冲放电，它会在gis设备内部和周围空间产生一系列的光、声、电气和机械振动等物理现象和化学变化。
3.现有技术通过sf6气体分解产物检测技术、超声波检测技术或悬浮电位检测技术等方法检测这些物理现象和化学变化，再结合信号特征及典型图谱进行人工分析判断。存在检测方式单一、人工对比占用大量时间精力，且依靠专业人员的经验与临场判断，容易出现漏判、误判等问题
4.因此，尚缺少一种准确度较高的局部放电自动检测方法。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术中存在的问题，本发明设计了一种gis设备局部放电检测诊断系统，利用特高频检测设备、超声波检测设备、sf6分解产物检测设备、sf6纯度检测设备实现gis设备放电全类型检测，防止某些特殊放电类型的漏检、漏判。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种gis设备局部放电检测诊断系统，其特征在于，包括：若干个检测设备、若干个监测单元、中央监控单元和故障诊断单元；
8.所述检测设备用于获取并发送检测数据至监测单元；
9.所述监测单元用于根据监测命令启动所述检测设备，以及将接收的检测数据提交至故障诊断单元；
10.所述故障诊断单元用于根据检测数据进行故障研判，并将研判结果发送至中央监控单元；
11.所述中央监控单元用于根据研判结果，下达监测命令至监测单元。
12.进一步地，所述若干个检测设备包括特高频检测设备、超声波检测设备、sf6分解产物检测设备、sf6纯度检测设备。
13.进一步地，所述监测单元将采用不同格式协议、时钟未同步的检测数据转换为格式统一、时钟统一的检测数据，再发送至故障诊断单元。
14.进一步地，所述监测单元中设有用于将若干个检测数据分类为干扰数据和非干扰数据的神经网络，监测单元发送的若干个检测数据中不含干扰数据。
15.进一步地，所述故障诊断单元中对不同检测设备获取的检测数据设有相对应的数据阈值；若检测数据超过相对应的数据阈值，则研判结果为异常，中央监控单元下达监测命令，监测命令为启动该检测数据对应的检测设备进行复测，得到复测值；若复测值的研判结果仍然为异常数据，则中央监控单元缩短监测命令发送周期，并进行离线检测。
16.进一步地，若离线数据的研判结果为异常，则根据sf6纯度、sf6分解产物的变化趋势，超声波波形的信号水平、峰值有效值、频率相关性、相位关系的变化情况，特高频检测结果与放电波形、典型放电图谱的比照相关性结果，判断gis设备是否存在缺陷；否则，认为检测设备异常。
17.进一步地，故障诊断单元按预设周期，根据检测数据生成变化曲线。
18.进一步地，还包括缺陷定位和缺陷类型识别，具体为：根据布设在不同位置的检测设备的检测信号强度变化规律和时延规律，确定缺陷部位；根据超声波检测信号的频率相关性、信号幅值水平以及信号的相位关系，进行缺陷类型识别和精准定位。
19.与现有技术相比本发明有以下特点和有益效果：
20.1、本发明利用特高频检测设备、超声波检测设备、sf6分解产物检测设备、sf6纯度检测设备实现gis设备放电全类型检测(如内部绝缘件内部气隙放电、沿面放电等只能用特高频检测；电弧、火花放电等仅能通过sf6分解产物检测)，防止某些特殊放电类型的漏检、漏判。
21.2、本发明利用不同类型检测设备联合监测放电现象(如不同类型检测设备均能检测悬浮电位放电现象；特高频、超声波检测设备能检测自由金属微粒、电晕放电现象)，可以综合分析检测数据，多重确认放电现象与放电类型的存在。同时在故障初期阶段，变电站周边电磁环境复杂易产生干扰、sf6分解产物一段时间内被吸附剂吸收、放电信号、分解产物数值变化不明显，故障现象具有短暂性、间歇性、易被覆盖等特点，通过联合实时监测，能快速发现与捕捉故障现象(若在同一时间出现检测数值的波动，则基本可排除干扰、判断存在故障放电的现象)，及时发现故障。
22.3、本发明利用检测信号强度变化规律和时延规律，快速确定缺陷部位，并进一步利用超声波检测信号实现精确定位和缺陷类别识别，以便于后续隔离与处理。
23.4、本发明利用监测单元汇集并统一检测数据通信协议格式、时钟，识别并过滤干扰数据，降低了故障诊断单元计算量，提高放电故障的诊断与定位的时效性与准确度
附图说明
24.图1是本发明所述系统结构示意图；
25.图2是特高频检测设备示意图；
26.图3是超声波检测设备示意图；
27.图4是sf6分解产物检测设备示意图；
28.图5是sf6纯度检测设备示意图。
具体实施方式
29.下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。
30.实施例一
31.一种gis设备局部放电检测诊断系统，其特征在于，包括：设置在gis设备上的若干个检测设备、若干个监测单元、中央监控单元和故障诊断单元。所述检测设备包括特高频检测设备、超声波检测设备、sf6分解产物检测设备、sf6纯度检测设备。
32.监测单元根据监测命令启动所述检测设备；
33.检测设备获取并发送检测数据至监测单元；
34.监测单元接收来自不同检测设备的检测数据，将采用不同格式协议、时钟未同步或存在外界干扰的检测数据转换为格式统一、时钟统一、排除外界干扰的检测数据，再发送至故障诊断单元；
35.故障诊断单元根据检测数据进行故障研判，并将研判结果发送至中央监控单元；
36.中央监控单元根据研判结果，下达监测命令至监测单元。
37.实施例二
38.故障诊断单元进行故障研判的具体步骤如下：
39.1.故障诊断单元对各检测数据(超声波、特高频、sf6分解产物浓度、sf6纯度)进行初步分析，根据内置的数据阈值(注意值、告警值、停运值等)执行以下步骤：
40.(1)若研判结果为异常(超过注意值或告警值)，则故障诊断单元通过中央监控单元下达监测命令，启动各检测设备联合复测，优先根据复测值确认；
41.(2)若某检测设备复测值仍超过注意值，则中央监控模块缩短该检测设备的检测周期，对该gis气室进行跟踪检测，并进行超声、特高频、sf6分解产物浓度、sf6纯度等离线检测。
42.2.进行离线检测后：
43.(1)如离线检测数据为正常，则初步判断检测设备存在异常，对检测设备的异常开展检查、处理。
44.(2)如离线检测数据为异常，则根据该气室sf6气体浓度、分解产物组分的含量的历史数据变化趋势，超声波检测波形的信号水平、峰值有效值数据、频率相关性、相位关系的变化情况，特高频检测结果与放电波形，典型放电图谱的比照相关性结果等，对gis设备运检情况进行综合分析，判断是否存在缺陷。
45.实施例三
46.进一步的，故障诊断单元按一定周期(可人工设置)，针对每一检测设备的超声波检测数据、特高频检测数据、sf6分解产物浓度检测数据、sf6纯度检测数据，形成数据模型与专家系统，通过计算检测数据变化趋势生成变化曲线，供设备出现数据异常时的对比分析或运维人员人工审核判断时的参照使用。
47.若本故障诊断单元检测到异常信号，可由专家系统通过检测设备或借助其它检测仪器(如特高频局部放电检测仪、示波器、频谱分析仪以及sf6分解物检测分析仪)，对异常信号进行综合分析，并判断放电的类型，根据不同的判据对被测设备进行危险性评估。
48.实施例四
49.进一步的，所述监测单元利用神经网络将检测数据分为正常数据和干扰数据，并删除干扰数据。如对特高频检测数据，利用神经网络将检测数据分为正常数据(如空隙pd信号、电晕放电pd信号、气室放电pd信号等为检测数据)和干扰数据(如移动电话pd信号、雷达噪声pd信号等为干扰数据)。
50.实施例五
51.进一步的，根据布设在不同位置的检测设备的检测信号的强度变化规律和时延规律来确定gis设备缺陷部位，一般先确定缺陷所在气室，再精确定位到高压导体/壳体等部位。同时进行缺陷类型识别，可根据超声波检测信号的50hz/100hz频率相关性、信号幅值水平以及信号的相位关系，进行缺陷类型识别及精准定位。
52.显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。