一种配电自动化环网柜局部放电监测方法及系统与流程

本发明属于电力系统配电技术领域，具体指一种配电自动化环网柜局部放电监测方法以及监测系统。

背景技术：

随着经济社会的发展，对配电网供电可靠性提出了更高的要求。环网柜作为配电网的重要设备，起着联接配电环网以及分配电能的重要作用，其可靠运行对确保配电网的供电可靠性起着关键性作用。根据对配电环网柜设备事故分析的经验，大部分配电环网柜设备短路故障是由于设备绝缘等级下降导致绝缘击穿引起。而设备绝缘等级下降是一个渐进的过程，在绝缘下降期间往往会呈现爬电、放电现象，如果能够对这些现象实施有效的监测，就可以及时发现和处理缺陷，减少事故发生的概率。

现有技术手段无法有效开展配电环网柜局部放电监测，一方面局部放电监测技术尚未在配电环网柜内得到有效应用，另一方面监测信号无法有效汇总、处理和上传，即无法利用监测信息实施运检工作。近年来随着配电自动化工程建设的快速推进，对配电自动化环网柜一次设备局部放电的实时监测已是迫在眉睫所需解决的难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种配电自动化环网柜局部放电监测方法及系统，该方法及系统可以实现配电自动化环网柜内局部放电的有效监测。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种配电自动化环网柜局部放电监测方法，其特征在于包括如下步骤：

1)准备配电自动化环网柜局部放电监测系统，它包括智能无线放电监测终端1、通信服务器2和通信系统；通信系统包括无线通信网络5、以太网或RS485通信网6；

在配电自动化环网柜各一次设备间隔内安装智能无线放电监测终端1；由所述智能无线放电监测终端1定时监测间隔内的臭氧气体浓度；

2)所述智能无线放电监测终端1对采集到的臭氧气体浓度数据进行处理，当气体浓度大于设定数值后，发报警信号；

3)所述智能无线放电监测终端1将臭氧气体浓度数据及报警信号，通过无线通信网络5传输给通信服务器2；所述通信服务器2对收集到的监测信息处理后进行存储、显示，并通过以太网或RS485通信网6将监测信息传输给配电自动化终端3；

4)所述配电自动化终端3通过配电自动化通信系统7将信息传送至配电自动化主站4，在所述配电自动化主站4的后台计算机上显示所有配电自动化环网柜的臭氧气体浓度及变化趋势、放电报警、局部放电监测系统工作状态信息。

实现上述方法的配电自动化环网柜局部放电监测系统，其特征在于包括智能无线放电监测终端1、通信服务器2和通信系统；通信系统包括无线通信网络5、以太网或RS485通信网6；在配电自动化环网柜各一次设备间隔内安装智能无线放电监测终端1；由所述智能无线放电监测终端1定时监测间隔内的臭氧气体浓度；所述智能无线放电监测终端1将臭氧气体浓度数据及报警信号，通过无线通信网络5传输给通信服务器2；所述通信服务器2对收集到的监测信息处理后进行存储、显示，并通过以太网或RS485通信网6将监测信息传输给配电自动化终端3；所述配电自动化终端3通过配电自动化通信系统7将信息传送至配电自动化主站4。

按上述技术方案，所述智能无线放电监测终端1包括传感器模块、信号处理模块、通信模块、开关量模块、电源模块、报警指示灯；

所述传感器模块用于采集气体(臭氧气体)，并将臭氧气体浓度模拟量信息1.a传输给所述信号处理模块；

所述信号处理模块包括信号调理子模块、A/D转换子模块、信号处理子模块；信号调理子模块接收到所述臭氧气体浓度模拟量信息1.a后，先由所述信号调理子模块滤除所述臭氧气体浓度模拟量信息1.a中的杂波，然后将滤波后的信息1.b再经所述A/D转换子模块转变为数字量信息1.c，最后由信号处理子模块定期对数字量信息1.c进行计算和处理，处理周期由通信服务器2设定；当臭氧气体浓度大于设定数值时，信号处理子模块传输报警信号1.f给开关量模块；信号处理子模块处理完的臭氧气体浓度信息以及报警信息1.d传输给所述通信模块；此外，所述信号处理子模块还接受并执行来自通信模块的指令信息1.e，指令信息1.e包括数字量信息1.c的处理周期设定值以及数据召唤信息；

所述通信模块将接受的臭氧气体浓度信息以及报警信息1.d转变为无线信号2.a，发送给通信服务器2；通信模块并接受来自所述通信服务器2的无线指令信息2.b，转变为指令信息(数字信息)1.e后传输给所述信号处理子模块；

所述开关量模块接收来自于信号处理子模块的报警信息1.f后，输出开关量信号1.g，点亮报警指示灯；当所述报警信息1.f消失后，熄灭所述报警指示灯；

所述电源模块分别给传感器模块、信号处理模块、通信模块、开关量模块供电。

按上述技术方案，所述通信服务器包括通信模块、处理器模块、储存模块、显示模块和电源模块；

所述通信模块包括无线通信子模块、RS485通信模块以及以太网通信模块，分别配置有无线通信接口、RS485通信接口以及以太网通信接口；所述通信模块包括：1)无线通信子模块接收来自所述智能无线放电监测终端1的无线信号2.a，转化为数字信号2.c后传输给处理器模块；无线通信子模块并接收来自于处理器模块的指令信息2.d，将其转化为无线信号2.b后发送给所述智能无线放电监测终端1；2)通信模块接收处理器模块汇总处理好的气体浓度测量信息、报警信息、设备运行状态信息2.g，通过RS485通信模块或以太网通信模块将信息2.i发送给所述配电自动化终端3；3)通信模块接收从所述配电自动化终端3下发的指令信息2.j，通信模块通过RS485通信模块或以太网通信模块将指令信息2.h发送给所述处理器模块；

所述处理器模块功包括：1)处理来自于所述通信模块的气体浓度测量信息和报警信息2.c，将处理后的当前信息以及历史数据信息2.e发给所述显示模块，处理器模块的信息2.f存储在所述存储模块，处理器模块的汇总处理好的气体浓度测量信息、报警信息、设备运行状态等信息2.g发送给所述通信模块；2)处理器模块处理所述通信模块下发的指令信息2.h；3)处理器模块运行参数设置，将指令信息2.d发给所述通信模块；

所述储存模块用于存储信息2.f，包括臭氧气体浓度测量信息、报警信息，可存储至少3个月的信息量；当调阅信息时，由所述处理器模块从所述储存模块内调取存储的信息2.f；

所述显示模块用于显示当前信息以及历史数据信息2.e，包括所述通信服务器运行状态、臭氧气体浓度测量信息；

所述电源模块分别给通信模块、处理器模块、储存模块、显示模块供电。

所述配电自动化环网柜局部放电监测系统将臭氧气体浓度测量信息、报警信息上送给所述配电自动化终端3的方式有两种：一种是配电自动化环网柜局部放电监测系统根据通信服务器2设定的处理周期，定时将信息处理完毕后上送信息2.i给所述配电自动化终端3；另一种是由所述配电自动化终端3下发调取指令信息2.j给所述配电自动化环网柜局部放电监测系统，所述配电自动化环网柜局部放电监测系统收到指令信息2.j后，开展信息处理工作，信息处理完毕后上送信息2.i给所述配电自动化终端3。

局部放电是高压电器中的绝缘介质在高电场强度作用下，发生在电极之间的未贯穿的放电现象。高压电器放电过程生成一定量臭氧，通过测量“臭氧气体浓度”，可知是否局部放电。

本发明借助配电自动化通信系统，将环网柜各一次间隔内的臭氧气体浓度及变化趋势显示在配电自动化主站后台计算机上，实现对各配电自动化环网柜局部放电(一次间隔放电)的有效监测。

本发明的有效益效果是：本发明可以实现配电自动化环网柜内局部放电的有效监测，提升配电自动化设备的运行可靠性及运维工作效率。

附图说明

图1为本发明所涉及的配电自动化环网柜局部放电监测(绝缘监测)方法的原理示意图。

图2为本发明所涉及的配电自动化环网柜局部放电监测(绝缘监测)系统中的智能无线放电监测终端的工作原理示意图。

图3为本发明所涉及的配电自动化环网柜局部放电监测(绝缘监测)系统中的通信服务器的工作原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施案例，对本发明做进一步的描述：

如图1所示，一种配电自动化环网柜局部放电监测方法，包括如下步骤：

1)准备配电自动化环网柜局部放电监测系统，它包括智能无线放电监测终端1、通信服务器2和通信系统；通信系统包括无线通信网络5、以太网或RS485通信网6；

在配电自动化环网柜各一次设备间隔内安装智能无线放电监测终端1；由所述智能无线放电监测终端1定时监测间隔内的臭氧气体浓度；

2)所述智能无线放电监测终端1对采集到的臭氧气体浓度数据进行处理，当气体浓度大于设定数值后，发报警信号；

3)所述智能无线放电监测终端1将臭氧气体浓度数据及报警信号，通过无线通信网络5传输给通信服务器2；所述通信服务器2对收集到的各一次设备间隔的监测信息处理后进行存储、显示，并通过以太网或RS485通信网6将监测信息传输给配电自动化终端3；

配电自动化终端(DTU)3是现有的配电自动化系统的组成部分，不属于局部放电监测系统的组成部分；配电自动化通信系统7、配电自动化主站4均是现有的配电自动化系统的组成部分；

4)所述配电自动化终端3通过配电自动化通信系统7将信息传送至配电自动化主站4，在所述配电自动化主站4的后台计算机上显示所有配电自动化环网柜各一次间隔的臭氧气体浓度及变化趋势、放电报警、局部放电监测系统工作状态等信息。

如图1所示，配电自动化环网柜局部放电监测系统，包括智能无线放电监测终端1、通信服务器2和通信系统；通信系统包括无线通信网络5、以太网或RS485通信网6；在配电自动化环网柜各一次设备间隔内安装智能无线放电监测终端1；由所述智能无线放电监测终端1定时监测间隔内的臭氧气体浓度；所述智能无线放电监测终端1将臭氧气体浓度数据及报警信号，通过无线通信网络5传输给通信服务器2；所述通信服务器2对收集到的各一次设备间隔的监测信息进行处理后进行存储、显示，并通过以太网或RS485通信网6将监测信息传输给配电自动化终端3；所述配电自动化终端3通过配电自动化通信系统7将信息传送至配电自动化主站4。

如图2所示，所述智能无线放电监测终端1包括传感器模块、信号处理模块、通信模块、开关量模块、电源模块、报警指示灯；

所述传感器模块用于采集气体(臭氧气体)，并将臭氧气体浓度模拟量信息(小电压信号)1.a传输给所述信号处理模块(信号处理模块的信号调理子模块)；

如图2所示，所述信号处理模块包括信号调理子模块、A/D转换子模块、信号处理子模块；信号调理子模块接收到所述臭氧气体浓度模拟量信息1.a后，先由所述信号调理子模块滤除所述臭氧气体浓度模拟量信息1.a中的杂波，然后将滤波后的信息1.b再经所述A/D转换子模块转变为数字量信息1.c，最后由信号处理子模块定期对数字量信息1.c进行计算和处理，处理周期由通信服务器2设定；当臭氧气体浓度大于设定数值时，信号处理子模块传输报警信号1.f给开关量模块；信号处理子模块处理完的臭氧气体浓度信息以及报警信息1.d传输给所述通信模块；此外，所述信号处理子模块还接受并执行来自通信模块的指令信息1.e，指令信息1.e包括数字量信息1.c的处理周期设定值以及数据召唤信息；

所述通信模块将接受的臭氧气体浓度信息以及报警信息1.d转变为无线信号2.a，发送给通信服务器2；并接受来自所述通信服务器2的无线指令信息2.b，转变为指令信息(数字信息)1.e后传输给所述信号处理子模块；

所述开关量模块接收来自于信号处理子模块(信号处理模块)的报警信息1.f后，输出开关量信号1.g，点亮报警指示灯(报警指示灯与开关量模块相连)；当所述报警信息1.f消失后，熄灭所述报警指示灯；

所述电源模块分别给传感器模块、信号处理模块、通信模块、开关量模块供电。电源模块给所述智能无线放电监测终端1的其他模块供电(供电通道1.h、1.i、1.j、1.k)，有两种供电方式，一种是从所述配电自动化环网柜的电压互感器(PT)二次绕组取电后供电，另一种是由电源模块内部配置的电池供电。

如图3所示，所述通信服务器包括通信模块、处理器模块、储存模块、显示模块和电源模块；

所述通信模块包括无线通信子模块、RS485通信模块以及以太网通信模块，分别配置有无线通信接口、RS485通信接口以及以太网通信接口；所述通信模块功能包括：1)无线通信子模块接收来自所述智能无线放电监测终端1的无线信号(即气体浓度测量信息和报警信息)2.a，转化为数字信号2.c后传输给处理器模块；无线通信子模块并接收来自于处理器模块的指令信息2.d，将其转化为无线信号2.b后发送给所述智能无线放电监测终端1；2)通信模块接收处理器模块汇总处理好的气体浓度测量信息、报警信息、设备运行状态等信息2.g，通过RS485通信模块或以太网通信模块将信息2.i发送给所述配电自动化终端3；3)通信模块接收从所述配电自动化终端3下发的指令信息2.j，通信模块通过RS485通信模块或以太网通信模块将指令信息2.h发送给所述处理器模块；

所述处理器模块功能包括：1)处理来自于所述通信模块的气体浓度测量信息和报警等信息2.c，将处理后的当前信息以及历史数据信息2.e发给所述显示模块，处理器模块的信息2.f存储在所述存储模块，处理器模块的汇总处理好的气体浓度测量信息、报警信息、设备运行状态等信息2.g发送给所述通信模块；2)处理器模块处理所述通信模块下发的指令信息2.h；3)处理器模块运行参数设置(例如：气体浓度信息处理周期、数据调取指令)，将指令信息2.d发给所述通信模块；

所述储存模块用于存储信息2.f，包括臭氧气体浓度测量信息、报警信息等，可存储至少3个月的信息量；当调阅信息时，由所述处理器模块从所述储存模块内调取存储的信息2.f；

所述显示模块用于显示当前信息以及历史数据信息2.e，包括所述通信服务器运行状态、臭氧气体浓度测量信息等；

所述电源模块分别给通信模块、处理器模块、储存模块、显示模块供电。所述电源模块功能与所述智能无线放电监测终端的电源模块相同，供电通道分别为2.k、2.m、2.n、2.o。

所述配电自动化环网柜局部放电监测系统将臭氧气体浓度测量信息、报警信息上送给所述配电自动化终端3的方式有两种：一种是配电自动化环网柜局部放电监测系统根据通信服务器2设定的处理周期，定时将信息处理完毕后上送信息2.i给所述配电自动化终端3；另一种是由所述配电自动化终端3下发调取指令信息(信息指令)2.j给所述配电自动化环网柜局部放电监测系统，所述配电自动化环网柜局部放电监测系统收到指令信息2.j后，开展信息处理工作，信息处理完毕后上送信息2.i给所述配电自动化终端3。