Gis局部放電在線檢測系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于計算機技術及將其應用到高電壓試驗與測量技術領域；涉及高電壓環(huán)境下的高頻信號接收、波形分析與濾波消噪、絕緣性能撿測與診斷技術領域。
【背景技術】
[0002]GIS (氣體絕緣金屬封閉組合電器)是電力系統(tǒng)中的重要設備，該設備將斷路器、接地開關、隔離開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線等放置在金屬容器內，內部充滿SF6氣體，實現帶電體間的絕緣。GIS起到對電力系統(tǒng)的控制與保護作用，因此應用廣泛。為了確保電力系統(tǒng)安全可靠地運行，GIS工作必須可靠。由于GIS結構復雜，內部充滿有毒SF6氣體，定期檢查工作繁瑣且處理不當將會帶來嚴重的后果。因此。如果能夠在GIS發(fā)生故障之前，通過在線撿測獲知GIS內部局部放電及程度，評估GIS內部絕緣狀況，有針對性地檢修對保證電力系統(tǒng)安全意義重大。
[0003]傳統(tǒng)的GIS局部放電檢測方法多為離線檢測，采用電脈沖檢測法或非電信號檢測法。如果GIS內部發(fā)生局部放電，通過離線檢測能夠非常有效檢測到。然而，離線檢測的最大弱是檢測過程中必須停電，影響供電的連續(xù)性，限制著檢測的次數；最重要的是在相鄰兩次檢測中，若GIS內部發(fā)生局部放電，甚至可能發(fā)展到絕緣擊穿，造成損失。對于GIS局部放電的在線檢測技術，國內外專家和學者們做了大量工作，在局部放電檢測、狀態(tài)分析和事故預測等方面積累了不少經驗。但是，由于局部放電信號很微弱且干擾信號頻率成分復雜，故對其信號提取困難，易導致誤測、誤報，即發(fā)生局部放電時可能沒有測到，未發(fā)生局部放電時測量系統(tǒng)可能誤測，限制了 GIS局部放電在線檢測系統(tǒng)的廣泛應用。因此，從檢測系統(tǒng)實際應用的角度來看，還有很多實際的問題有待于解決，綜合來看GIS局部放電在線檢測技術還處于不斷發(fā)展優(yōu)化的階段。

【發(fā)明內容】

[0004]發(fā)明目的
為了克服上述現有技術的不足，實現對GIS局部放電在線檢測與故障診斷，本發(fā)明提供了一種GIS局部放電在線檢測系統(tǒng)，解決了 GIS內部局部放電信號的接收、濾波與消噪、時域特征參數提取與診斷問題；局部放電類型識別、預測等問題。
[0005]技術方案
一種GIS局部放電在線檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)主要包括:工業(yè)控制計算機、阿基米德平面螺旋天線、信號接收電路、調理與前置放大電路、帶通濾波電路、包絡檢波電路；其中阿基米德平面螺旋天線接收GIS內部局部放電產生的超高頻電磁波后被信號接收電路接收，該電路的輸出連接到調理與前置放大電路上；調理與前置放大電路對GIS內部局部放電信號進行調理與放大后連接到帶通濾波電路上；帶通濾波電路輸出連接到包絡檢波電路上；包絡檢波電路輸出連接到工業(yè)控制計算機。
[0006]一種如上所述GIS局部放電在線檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于:經過上述檢測系統(tǒng)處理后的GIS局部放電信號進入工控機，利用小波闕值濾波算法濾波去噪、BP神經網絡的狀態(tài)評估與故障診斷得出其絕緣狀況；具體步驟如下:
步驟(I)采用小波閾值濾波算法對測量并處理后的GIS內部局部放電信號進行濾波，去除白噪聲干擾；
步驟(2)對去除白噪聲干擾的GIS內部局部放電信號，進行時域特征參數提取；
步驟(3)采用將特征參數作為輸入參數，訓練BP神經網絡，建立識別局部放電類型、故障診斷和狀態(tài)評估的模型，完成GIS內部絕緣故障在線診斷。
[0007]優(yōu)點及效果
本發(fā)明的這種GIS局部放電在線檢測系統(tǒng)及方法，具有如下優(yōu)點和有益效果:
GIS的絕緣即使在投入運行時滿足國家試驗標準和運行要求，但是由于現有絕緣設計理論的局限、電介質絕緣性能的分散性、不利自然環(huán)境的侵蝕、工作電壓的長期作用、過電壓的短時沖擊，其絕緣能力將逐漸降低，嚴重時發(fā)生貫穿性擊穿，危害供電的可靠性，有時甚至會引起電力系統(tǒng)的崩潰，造成巨大的經濟損失和社會影響。傳統(tǒng)GIS局部放電采用離線方式定期檢測和故障診斷。在GIS局部放電的在線檢測方面，國內外專家和學者們做了大量工作，但是綜合來看GIS局部放電在線檢測技術還處于不斷發(fā)展優(yōu)化的階段。
[0008]本發(fā)明針對傳統(tǒng)檢測方法具有以下優(yōu)勢:
(I)檢測時不需要停電，保證了供電的連續(xù)性。
[0009](2)在線檢測具有等價性，檢測結果客觀，符合實際。
[0010](3)絕緣劣化、性能下降是一個漸變過程，在線檢測能及時發(fā)現隱患及絕緣變化的趨勢，避免絕緣擊穿事故發(fā)生。
[0011](4)檢測系統(tǒng)以計算機為控制中心，具有智能化，能夠根據從現場獲得的信息進行分析、處理、診斷、評估，識別局部放電的類型、程度、絕緣狀態(tài)，提出預報與處理意見，避免絕緣結構的擊穿，保證電力系統(tǒng)的安全。
[0012](5)檢測系統(tǒng)以計算機為控制中心，適應當今我國智能電網建設需要。由于通過對GIS局部放電的準確測量、故障診斷和狀態(tài)評估，可以有效地減少和避免其絕緣擊穿，更重要的是GIS可靠工作才能確保電力系統(tǒng)可靠，避免停電，及經濟效益、社會效益巨大。
【附圖說明】
[0013]圖1為阿基米德平面螺旋天線示意圖。
[0014]圖2為阿基米德平面螺旋天線反射腔結構圖。
[0015]圖3為阻抗?jié)u變式巴倫結構圖。
[0016]圖4為本發(fā)明GIS局部放電在線檢測系統(tǒng)結構圖。
[0017]圖5為基于ATF54143的低噪聲寬頻段放大器原理圖。
[0018]圖6為帶通濾波器原理圖。
[0019]圖7為檢波電路原理圖。
[0020]圖8為BP神經網絡訓練與絕緣故障診斷結構圖。
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明涉及計算機技術及將其應用到高電壓試驗與測量技術領域；涉及高電壓環(huán)境下的高頻信號接收技術領域；涉及波形分析與濾波消噪技術領域；涉及絕緣性能撿測與診