一種gis故障診斷裝置及故障診斷方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種GIS故障診斷裝置，包括GIS箱體和設(shè)置在GIS箱體內(nèi)的控制器，所述控制器連接有濕度傳感器、紅外攝像頭、溫度傳感器、氣體組分傳感器和局放傳感器，所述控制器包括故障診斷模塊、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、通信模塊。本發(fā)明能夠發(fā)現(xiàn)GIS早期絕緣缺陷情況，可以全面、實(shí)時(shí)、有效監(jiān)測智能變電站GIS的運(yùn)行工況，并實(shí)時(shí)記錄動(dòng)箱體內(nèi)的情況保存數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程診斷，并且診斷準(zhǔn)確性和可靠性極高。極大方便了運(yùn)檢人員巡查，提高了GIS運(yùn)行維護(hù)水平，為保障GIS安全運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。
【專利說明】一種GIS故障診斷裝置及故障診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備在線監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種GIS故障診斷裝置及故障診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著城市電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，GIS變電站的數(shù)量不斷增加，GIS因其具有的諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為主導(dǎo)的開關(guān)設(shè)備。目前，系統(tǒng)內(nèi)GIS故障率較高，新設(shè)備雖然通過了產(chǎn)品出廠考核和現(xiàn)場交接試驗(yàn)，但投運(yùn)不久便發(fā)生事故，有的在啟運(yùn)時(shí)便發(fā)生事故。但GIS還存在其他固有的問題。如SF6氣體泄漏、外部水分滲入、導(dǎo)電雜質(zhì)存在、絕緣子老化等因素都可能導(dǎo)致GIS內(nèi)部絕緣故障。同時(shí)，GIS由于采用全封閉結(jié)構(gòu)，一旦內(nèi)部發(fā)生絕緣故障，故障定位與檢修都十分困難，檢修工期長，將直接影響變電站的正常運(yùn)行，乃至影響區(qū)域電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。因此，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測GIS的運(yùn)行工況，為運(yùn)行人員評(píng)估診斷GIS設(shè)備的安全狀況和安排檢修計(jì)劃提供依據(jù)，對(duì)智能變電站乃至電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行都十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種GIS故障診斷裝置及故障診斷方法，該專家診斷系統(tǒng)通過安裝不同的信號(hào)傳感器在GIS操動(dòng)機(jī)構(gòu)的各個(gè)監(jiān)測部位，實(shí)時(shí)在線測量和記錄，利用控制器處理模塊統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)，該裝置不但具有自動(dòng)診斷功能，而且能夠自動(dòng)將報(bào)警將信息發(fā)送到管理后臺(tái)，給變電站控制中心提供操作依據(jù)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種GIS故障診斷裝置，包括GIS箱體和設(shè)置在GIS箱體內(nèi)的控制器，所述控制器連接有濕度傳感器、紅外攝像頭、溫度傳感器、氣體組分傳感器和局放傳感器，所述控制器包括故障診斷模塊、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、通信模塊。
[0004]所述通信模塊包括M2M模塊，該模塊將音視頻數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、氣體組分分析數(shù)據(jù)、放電數(shù)據(jù)發(fā)送到所述M2M模塊，通過所述M2M模塊上傳到管理平臺(tái)。
[0005]所述通信模塊還包括手機(jī)GSM發(fā)送模塊。
[0006]所述局放傳感器具有強(qiáng)抗干擾性、高檢測靈敏度，易于安裝為原則。
[0007]所述局放傳感器包括探頭天線、放大單元、濾波單元、微波檢波單元和鎖相放大單
7?7? ο
[0008]上述診斷裝置的診斷方法，包括如下步驟:
I)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測箱體內(nèi)的溫度，故障診斷模塊對(duì)比存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度超過設(shè)定值，控制器控制報(bào)警器工作，同時(shí)通信模塊將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)。
[0009]2)濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測箱體內(nèi)的溫度，故障診斷模塊對(duì)比存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，當(dāng)濕度超過設(shè)定值，控制器控制報(bào)警器工作，同時(shí)通信模塊將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)。
[0010]3)氣體組分傳感器和放電數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測箱體內(nèi)的氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)和放電數(shù)據(jù)，故障診斷模塊對(duì)比存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，故障診斷模塊分析模塊結(jié)合氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)的對(duì)比結(jié)果和放電數(shù)據(jù)的對(duì)比結(jié)果，將兩項(xiàng)對(duì)比數(shù)據(jù)通過手機(jī)GSM模塊發(fā)送給管理人員，同時(shí)通信模塊將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)。
[0011]4)紅外攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測箱體內(nèi)的狀況，通過通信模塊將音視頻數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)，管理人員接收到步驟3中的信息后，從管理后臺(tái)觀察箱體內(nèi)的情況，是否與報(bào)警信息相符合，若符合，派檢修人員檢修，反之則不去，判斷準(zhǔn)確，省時(shí)省工。
[0012]本發(fā)明通過在GIS箱體內(nèi)設(shè)置濕度傳感器、紅外攝像頭、溫度傳感器、氣體組分傳感器和局放傳感器，將箱體內(nèi)采集到溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、音視頻數(shù)據(jù)、氣體組分分析數(shù)據(jù)、放電數(shù)據(jù)觀察并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比，綜合各方面的數(shù)據(jù)對(duì)比，準(zhǔn)確判斷處箱體內(nèi)的故障情況。同時(shí)本發(fā)明的局放傳感器設(shè)置微波檢波單元和鎖相放大單元。能夠獲得UHF信號(hào)峰值和時(shí)域工頻相位信息，采集裝置需要具有很高的采樣率，并且需要記錄大量的數(shù)據(jù)，但是巨大的數(shù)據(jù)量極難實(shí)時(shí)處理。而利用檢波器可以很好的解決這個(gè)問題，它可以從高頻載波信號(hào)中取出低頻的調(diào)制信號(hào)，將超高頻傳感器輸出信號(hào)的超高頻成分濾除，而僅保留信號(hào)的幅值和相位信息，這就大大減少了數(shù)據(jù)量的處理工作，方便了后續(xù)的信號(hào)處理。鎖相放大單元主要的功能是將局放產(chǎn)生的超高頻脈沖電磁波從大量的噪聲中恢復(fù)出來。其原理是兩路通道的信號(hào)送入相敏檢測器，經(jīng)后面帶有積分功能的低通濾波器濾除掉非相關(guān)項(xiàng)，輸出的直流分量代表ro信號(hào)的幅值信息，其中兩路信號(hào)要滿足同頻同相的要求。本發(fā)明能夠發(fā)現(xiàn)GIS早期絕緣缺陷情況，可以全面、實(shí)時(shí)、有效監(jiān)測智能變電站GIS的運(yùn)行工況，并實(shí)時(shí)記錄動(dòng)箱體內(nèi)的情況保存數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程診斷，并且診斷準(zhǔn)確性和可靠性極高。極大方便了運(yùn)檢人員巡查，提高了 GIS運(yùn)行維護(hù)水平，為保障GIS安全運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
圖1是本發(fā)明的電氣連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，一種GIS故障診斷裝置，包括GIS箱體和設(shè)置在GIS箱體內(nèi)的控制器，所述控制器連接有濕度傳感器、紅外攝像頭、溫度傳感器、氣體組分傳感器和局放傳感器，所述控制器包括故障診斷模塊、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、通信模塊。
[0015]所述通信模塊包括M2M模塊，該模塊將音視頻數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、氣體組分分析數(shù)據(jù)、放電數(shù)據(jù)發(fā)送到所述M2M模塊，通過所述M2M模塊上傳到管理平臺(tái)。
[0016]所述通信模塊還包括手機(jī)GSM發(fā)送模塊。
[0017]所述局放傳感器具有強(qiáng)抗干擾性、高檢測靈敏度，易于安裝為原則。
[0018]所述局放傳感器包括探頭天線、放大單元、濾波單元、微波檢波單元和鎖相放大單
7?7? ο
[0019]上述診斷裝置的診斷方法，包括如下步驟:
I)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測箱體內(nèi)的溫度，故障診斷模塊對(duì)比存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度超過設(shè)定值，控制器控制報(bào)警器工作，同時(shí)通信模塊將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)。
[0020]2)濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測箱體內(nèi)的溫度，故障診斷模塊對(duì)比存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，當(dāng)濕度超過設(shè)定值，控制器控制報(bào)警器工作，同時(shí)通信模塊將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)。[0021]3)氣體組分傳感器和放電數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測箱體內(nèi)的氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)和放電數(shù)據(jù)，故障診斷模塊對(duì)比存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，故障診斷模塊分析模塊結(jié)合氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)的對(duì)比結(jié)果和放電數(shù)據(jù)的對(duì)比結(jié)果，將兩項(xiàng)對(duì)比數(shù)據(jù)通過手機(jī)GSM模塊發(fā)送給管理人員，同時(shí)通信模塊將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)。
[0022]4)紅外攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測箱體內(nèi)的狀況，通過通信模塊將音視頻數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)，管理人員接收到步驟3中的信息后，從管理后臺(tái)觀察箱體內(nèi)的情況，是否與報(bào)警信息相符合，若符合，派檢修人員檢修，反之則不去，判斷準(zhǔn)確，省時(shí)省工。
[0023]本發(fā)明通過在GIS箱體內(nèi)設(shè)置濕度傳感器、紅外攝像頭、溫度傳感器、氣體組分傳感器和局放傳感器，將箱體內(nèi)采集到溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、音視頻數(shù)據(jù)、氣體組分分析數(shù)據(jù)、放電數(shù)據(jù)觀察并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比，綜合各方面的數(shù)據(jù)對(duì)比，準(zhǔn)確判斷處箱體內(nèi)的故障情況。同時(shí)本發(fā)明的局放傳感器設(shè)置微波檢波單元和鎖相放大單元。能夠獲得UHF信號(hào)峰值和時(shí)域工頻相位信息，采集裝置需要具有很高的采樣率，并且需要記錄大量的數(shù)據(jù)，但是巨大的數(shù)據(jù)量極難實(shí)時(shí)處理。而利用檢波器可以很好的解決這個(gè)問題，它可以從高頻載波信號(hào)中取出低頻的調(diào)制信號(hào)，將超高頻傳感器輸出信號(hào)的超高頻成分濾除，而僅保留信號(hào)的幅值和相位信息，這就大大減少了數(shù)據(jù)量的處理工作，方便了后續(xù)的信號(hào)處理。鎖相放大單元主要的功能是將局放產(chǎn)生的超高頻脈沖電磁波從大量的噪聲中恢復(fù)出來。其原理是兩路通道的信號(hào)送入相敏檢測器，經(jīng)后面帶有積分功能的低通濾波器濾除掉非相關(guān)項(xiàng)，輸出的直流分量代表ro信號(hào)的幅值信息，其中兩路信號(hào)要滿足同頻同相的要求。本發(fā)明能夠發(fā)現(xiàn)GIS早期絕緣缺陷情況，可以全面、實(shí)時(shí)、有效監(jiān)測智能變電站GIS的運(yùn)行工況，并實(shí)時(shí)記錄動(dòng)箱體內(nèi)的情況保存數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程診斷，并且診斷準(zhǔn)確性和可靠性極高。極大方便了運(yùn)檢人員巡查，提高了 GIS運(yùn)行維護(hù)水平，為保障GIS安全運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。
【權(quán)利要求】
1.一種GIS故障診斷裝置，其特征在于:包括GIS箱體和設(shè)置在GIS箱體內(nèi)的控制器，所述控制器連接有濕度傳感器、紅外攝像頭、溫度傳感器、氣體組分傳感器和局放傳感器，所述控制器包括故障診斷模塊、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、通信模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的GIS故障診斷裝置，其特征在于:所述通信模塊包括M2M模塊，該模塊將音視頻數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、氣體組分分析數(shù)據(jù)、放電數(shù)據(jù)發(fā)送到所述M2M模塊，通過所述M2M模塊上傳到管理平臺(tái)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的GIS故障診斷裝置，其特征在于:所述通信模塊還包括手機(jī)GSM發(fā)送模塊。
4.如權(quán)利要求1所述的GIS故障診斷裝置，其特征在于:所述局放傳感器具有強(qiáng)抗干擾性、高檢測靈敏度，易于安裝為原則。
5.如權(quán)利要求1或4所述的GIS故障診斷裝置，其特征在于:所述局放傳感器包括探頭天線、放大單元、濾波單元、微波檢波單元和鎖相放大單元元。
6.上述診斷裝置的診斷方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測箱體內(nèi)的溫度，故障診斷模塊對(duì)比存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度超過設(shè)定值，控制器控制報(bào)警器工作，同時(shí)通信模塊將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)； 2)濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測箱體內(nèi)的溫度，故障診斷模塊對(duì)比存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，當(dāng)濕度超過設(shè)定值，控制器控制報(bào)警器工作，同時(shí)通信模塊將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)； 3)氣體組分傳感器和放電數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測箱體內(nèi)的氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)和放電數(shù)據(jù)，故障診斷模塊對(duì)比存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，故障診斷模塊分析模塊結(jié)合氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)的對(duì)比結(jié)果和放電數(shù)據(jù)的對(duì)比結(jié)果，將兩項(xiàng)對(duì)比數(shù)據(jù)通過手機(jī)GSM模塊發(fā)送給管理人員，同時(shí)通信模塊將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)； 4)紅外攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測箱體內(nèi)的狀況，通過通信模塊將音視頻數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)，管理人員接收到步驟3中的信息后，從管理后臺(tái)觀察箱體內(nèi)的情況，是否與報(bào)警信息相符合，若符合，派檢修人員檢修，反之則不去，判斷準(zhǔn)確，省時(shí)省工。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK103675532SQ201310623554
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月30日
【發(fā)明者】李明, 于善華, 楊志新, 廉璟 申請(qǐng)人:國網(wǎng)河南省電力公司南陽供電公司