基于雙閥值的配網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及配網(wǎng)設(shè)置的故障監(jiān)測，具體涉及一種基于雙閥值的配網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]配網(wǎng)設(shè)施的電器故障不管最終表現(xiàn)如何、產(chǎn)生的破壞性有多大，在前期總有一些異常征兆，諸如溫度異常升高、柜內(nèi)壓力增大，電流突變、局放閃絡(luò)等等。準(zhǔn)確的捕捉這些異常征兆并提前預(yù)警，及時對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，就有可能有效地避免事故的發(fā)生。但是，由于系統(tǒng)中高電壓、大電流、電磁干擾源多、環(huán)境噪聲嚴(yán)重等諸多影響檢測的問題存在，因此，如何選擇一種本質(zhì)安全可靠的傳感技術(shù)，準(zhǔn)確、及時地對配網(wǎng)設(shè)備的各種潛在隱患進(jìn)行早期診斷和預(yù)警，一直是個技術(shù)難題，目前還沒有一套較好的解決方案。另外，由于配網(wǎng)設(shè)施面廣量大，要研制一個對各種故障隱患進(jìn)行準(zhǔn)確診斷和預(yù)警的系統(tǒng)，投入的單位成本和今后推廣應(yīng)用的可行性也是一個不得不考慮的問題。因此，至今業(yè)內(nèi)還處于配網(wǎng)故障發(fā)生后才啟動告警和保護(hù)的消極被動的監(jiān)測水平。
[0003]但是，鑒于高壓故障大多起源于設(shè)備的局部放電閃絡(luò)，因此電力行業(yè)檢測局部放電的方法很多。目前比較流行的有紫外成像法、超聲波法和超高頻法等。I)采用紫外成像法對局部放電進(jìn)行測量，配網(wǎng)設(shè)備表面局部放電過程中，放電部位將大量輻射紫外線，這樣便可采用高靈敏度的紫外線輻射接受器一一紫外成像儀，來記錄表面放電過程中輻射的紫外線強(qiáng)度及其發(fā)展趨勢，來間接評估運行設(shè)備的絕緣狀況和及時發(fā)現(xiàn)絕緣結(jié)構(gòu)的缺陷，加以預(yù)防和維護(hù)。但目前市面上的紫外光成像儀價格昂貴，而且是作為檢測儀器離線操作，因此難以在面廣量大的配網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行推廣應(yīng)用。2)采用超高頻法來檢測局部放電。超高頻局放檢測(UHF)主要通過檢測設(shè)備內(nèi)部局放產(chǎn)生的超高頻(300?3000MHz)電信號，來實現(xiàn)局部放電的檢測和定位，其傳感器實際上是接收超高頻信號的天線。超高頻檢測法的優(yōu)點是能夠探測設(shè)備內(nèi)部絕緣的局部放電，以及信號在傳遞過程中不易遮擋，因此該技術(shù)近年來得到了較快發(fā)展，在一些電力設(shè)備(如GIS、電機(jī)、電纜)的檢測中已得到應(yīng)用。但缺點是超高頻信號容易受到其他高頻干擾，如附近局部放電、無線廣電通信、遙測遙控信號等，誤報率高另外高壓柜體箱壁也會對電磁波的傳播帶來不利影響，增加了局放超高頻電磁波檢測的難度。3)采用超聲波法來檢測局部放電。超聲波檢測法主要通過檢測氣體放電中產(chǎn)生的超聲波，來實現(xiàn)局部放電的檢測和定位。通常采用的超聲傳感器為壓電傳感器，為避開設(shè)備的磁噪聲和機(jī)械振動噪聲，選用的頻率范圍為70?150kHz。超聲檢測法相對來說可靠性更差一些，包括超聲波信號在介質(zhì)內(nèi)部傳播過程中的損耗，以及可能遇到的各種環(huán)境干擾源。目前主要用于定性判斷是否有局放信號的產(chǎn)生。
[0004]現(xiàn)階段，對配網(wǎng)設(shè)備表面和觸點溫度的監(jiān)測，大部分還停留在人工巡查階段，也有通過無線測溫等方式進(jìn)行的，但都存在著各自的不足。
[0005]電力職工通過紅外測溫儀等專用儀器，人工對開關(guān)柜觸點溫度進(jìn)行測量。但由于開關(guān)柜數(shù)量眾多，進(jìn)行人工巡查效率低下。配網(wǎng)設(shè)備內(nèi)高壓部分大都是封閉的結(jié)構(gòu)，由于安全的原因，人工監(jiān)測不徹底，漏檢漏報現(xiàn)象嚴(yán)重，且對隱患的發(fā)展判斷往往局限于監(jiān)測人員的專業(yè)水平，隨意性較大，難以為設(shè)備的狀態(tài)檢修提供可靠的判據(jù)。所以人工巡查方式的非實時監(jiān)測顯然不符合配網(wǎng)自動化的要求。
[0006]目前比較流行的無線測溫方法，由于傳感器本身是電子器件，需要電池或者小電流互感器取能給測溫芯片供電，再將測溫芯片得到的信號通過無線芯片無線傳輸給接收器，這種方案雖然實現(xiàn)了溫度信號的無線傳輸，但是由于電池供電需要定時更換電池，而且電池在夏季抗高溫能力較差，給電力部門的運營帶來影響；而采用電流互感器取能，傳感頭體積較大，而且布放的位置對取電是否方便影響很大，缺乏普遍適應(yīng)性。
[0007]還有一種采用無源無線方式傳感觸點溫度的技術(shù)，即前端傳感器件采用聲表面波技術(shù)設(shè)計，根據(jù)溫度變化引起的聲表面波器件震蕩頻率變化來測量溫度。聲表面波器件的核心部件是聲表面波振蕩器，其無源的工作原理免除了供電問題，克服了有源無線測溫方法的問題。但該技術(shù)還處于早期發(fā)展階段，目前還存在著在強(qiáng)電場環(huán)境下抗干擾能力不強(qiáng)、穩(wěn)定性較差等問題，難以實現(xiàn)大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種基于紫外光檢測技術(shù)的配網(wǎng)局放閃絡(luò)在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過紫外光傳感器進(jìn)行采集信息實時對配網(wǎng)放閃絡(luò)實時監(jiān)測，解決了紫外成像法成本比較高的問題，具有抗干擾能力強(qiáng)、誤報率低、靈敏度高等優(yōu)點。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種基于雙閥值的配網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、便攜式檢測裝置，所述數(shù)據(jù)采集模塊用于實時采集配網(wǎng)設(shè)備局部的紫外線強(qiáng)度和溫度值，所述便攜式檢測裝置用于對數(shù)據(jù)采集模塊采集的信息進(jìn)行分析，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括依次連接的紫外光傳感器、光纖測溫傳感器、光電轉(zhuǎn)換單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、主控制器；通過紫外光傳感器和光纖測溫傳感器測的數(shù)據(jù)組成雙閥值作為配網(wǎng)故障的判斷條件，所述便攜式檢測裝置通過信號傳輸光纖與主控制器的傳感器航空插頭連接，采集紫外光傳感器和光纖測溫傳感器的數(shù)據(jù)。
[0010]該系統(tǒng)還包括當(dāng)系統(tǒng)異常時進(jìn)行報警的報警模塊，所述報警模塊包括聲光報警單元和短信報警單元，所述短信報警單元在系統(tǒng)異常時通過短信發(fā)到設(shè)定手機(jī)號碼上進(jìn)行報警。所述聲光報警單元中的蜂鳴器和故障指示燈嵌入在主控制器面板上。所述數(shù)據(jù)采集模塊還設(shè)有與主控制器連接的顯示單元，用于顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)、傳感器數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)。所述光電轉(zhuǎn)換單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元之間設(shè)有反向比例放大電路和高通濾波器，紫外光傳感器接收到紫外光脈沖，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為負(fù)向的電流脈沖信號，經(jīng)前置反向比例放大電路，得到正向電壓信號，正向電壓信號通過高通濾波器濾除低頻干擾；進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后將信號送至裝置主控制器。所述光纖測溫傳感器的傳感器頭將溫度信號轉(zhuǎn)換為調(diào)制光信號，并將光信號通過光纖傳導(dǎo)到光電轉(zhuǎn)換模塊，光電轉(zhuǎn)換模塊的電流電壓信號接入主控制器的傳感器航空插頭接頭上。所述數(shù)據(jù)采集模塊安裝與開關(guān)柜上，紫外光傳感器安裝與開關(guān)柜的分割板或框架上，感光部分安裝面向開關(guān)柜要保護(hù)的部分；所述光纖測溫傳感器安裝在高壓電纜接頭和高壓母線接頭、開關(guān)柜觸頭及節(jié)點、刀閘開關(guān)關(guān)鍵部位，所述便攜式檢測裝置用于將檢測數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫并繪成曲線圖，通過模擬實驗和對現(xiàn)場配網(wǎng)設(shè)施故障隱患潛伏期和臨界點的歷史經(jīng)驗和實時跟蹤記錄設(shè)置相對應(yīng)的局放閃絡(luò)報警門限值。
[0011]本發(fā)明有益效果是:通過本產(chǎn)品，對紫外光傳感技術(shù)在檢測配網(wǎng)設(shè)備局部放電閃絡(luò)方面，和光纖測溫技術(shù)在檢測配網(wǎng)設(shè)備異常溫升方面的應(yīng)用可行性進(jìn)行深入的研宄，為供電部門提供新的在線檢測配網(wǎng)設(shè)備故障隱患的技術(shù)手段，與現(xiàn)有的其它各種檢測方法進(jìn)行對比提供參考。由于本設(shè)備是便攜式的，可以一個設(shè)備對一個區(qū)域的配網(wǎng)設(shè)備，只需要巡檢人員提著設(shè)備，逐個讀取現(xiàn)場傳感器數(shù)據(jù)，和目前市面上的各個功能模塊都集合的監(jiān)測產(chǎn)品相比，局方需要投入的資金少很多，為供電部門低成本地實現(xiàn)配網(wǎng)故障隱患監(jiān)測和預(yù)警機(jī)制提供一種行之有效的解決方案。
【附圖說明】
[0012]下面對本說明書附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明:
[0013]圖1是本發(fā)明的【具體實施方式】的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0014]下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發(fā)明的【具體實施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0015]本產(chǎn)品采用國際上先進(jìn)的紫外光局放探測傳感器和光纖測溫傳感器為基本配置，本著經(jīng)濟(jì)實用的原則，產(chǎn)品功能模塊化設(shè)計?；谧贤夤饩址盘綔y和溫升閥值雙判據(jù)的配網(wǎng)故障診斷和早期預(yù)警智能巡檢便攜式裝置能在配網(wǎng)開關(guān)柜設(shè)施日常巡檢時早期預(yù)報電器電路的潛在故障，對提高配網(wǎng)開關(guān)柜長期工作的可靠性，有著重要的意義。智能巡檢便攜式裝置，可以一對多，配網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)場只安裝傳感器探頭，而不需加裝監(jiān)測主機(jī)、電源、通信模塊等，大大節(jié)省了產(chǎn)品的成本，低成本投入就可使得配網(wǎng)故障監(jiān)測有據(jù)可依。
[0016](I)光纖測溫傳感頭靈敏度高，無源工作，完全采用光傳感和光傳輸方式，溫度檢測和信號傳輸用同一根光纖，不受電磁干擾，本質(zhì)安全絕緣、防爆防雷。系統(tǒng)安裝非常簡便，現(xiàn)場僅需要將傳感光纖固定在測溫點上即可輕松完成安裝工作，非常適用于高電壓、強(qiáng)電磁場和環(huán)境惡劣的場合。
[0017](2)在局放電離過程中，空氣中的電子不斷獲得和釋放能量，當(dāng)電子釋放能量時，伴隨有發(fā)光輻射現(xiàn)象，其輻射光譜包括可見光、紅外線、紫外線。其中紫外輻射在大氣中傳播時衰減較小，而且日盲區(qū)的紫外線不易受到環(huán)境因素的干擾，較為穩(wěn)定，所以選擇紫外輻射作為局部放電檢測的特征量，是一種極其有效的手段。但是目前同類產(chǎn)品價格昂貴，并不利于推廣。本產(chǎn)品采用低成本、高靈敏度的日盲區(qū)紫外光敏管，來檢測局部放電閃絡(luò)產(chǎn)生的紫外光輻射，屬于國際首創(chuàng)，沒有經(jīng)驗可借鑒，既要考慮實際效果，又要考慮成本，難度很大。
[0018](3)要根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定紫外光傳感器和測溫傳感器的安裝點位和位置，以及便攜