Gis局部放电在线检测系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于计算机技术及将其应用到高电压试验与测量技术领域；涉及高电压环境下的高频信号接收、波形分析与滤波消噪、绝缘性能捡测与诊断技术领域。
【背景技术】
[0002]GIS (气体绝缘金属封闭组合电器)是电力系统中的重要设备，该设备将断路器、接地开关、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线等放置在金属容器内，内部充满SF6气体，实现带电体间的绝缘。GIS起到对电力系统的控制与保护作用，因此应用广泛。为了确保电力系统安全可靠地运行，GIS工作必须可靠。由于GIS结构复杂，内部充满有毒SF6气体，定期检查工作繁琐且处理不当将会带来严重的后果。因此。如果能够在GIS发生故障之前，通过在线捡测获知GIS内部局部放电及程度，评估GIS内部绝缘状况，有针对性地检修对保证电力系统安全意义重大。
[0003]传统的GIS局部放电检测方法多为离线检测，采用电脉冲检测法或非电信号检测法。如果GIS内部发生局部放电，通过离线检测能够非常有效检测到。然而，离线检测的最大弱是检测过程中必须停电，影响供电的连续性，限制着检测的次数；最重要的是在相邻两次检测中，若GIS内部发生局部放电，甚至可能发展到绝缘击穿，造成损失。对于GIS局部放电的在线检测技术，国内外专家和学者们做了大量工作，在局部放电检测、状态分析和事故预测等方面积累了不少经验。但是，由于局部放电信号很微弱且干扰信号频率成分复杂，故对其信号提取困难，易导致误测、误报，即发生局部放电时可能没有测到，未发生局部放电时测量系统可能误测，限制了 GIS局部放电在线检测系统的广泛应用。因此，从检测系统实际应用的角度来看，还有很多实际的问题有待于解决，综合来看GIS局部放电在线检测技术还处于不断发展优化的阶段。
【发明内容】
[0004]发明目的
为了克服上述现有技术的不足，实现对GIS局部放电在线检测与故障诊断，本发明提供了一种GIS局部放电在线检测系统，解决了 GIS内部局部放电信号的接收、滤波与消噪、时域特征参数提取与诊断问题；局部放电类型识别、预测等问题。
[0005]技术方案
一种GIS局部放电在线检测系统，其特征在于:所述系统主要包括:工业控制计算机、阿基米德平面螺旋天线、信号接收电路、调理与前置放大电路、带通滤波电路、包络检波电路；其中阿基米德平面螺旋天线接收GIS内部局部放电产生的超高频电磁波后被信号接收电路接收，该电路的输出连接到调理与前置放大电路上；调理与前置放大电路对GIS内部局部放电信号进行调理与放大后连接到带通滤波电路上；带通滤波电路输出连接到包络检波电路上；包络检波电路输出连接到工业控制计算机。
[0006]一种如上所述GIS局部放电在线检测系统的检测方法，其特征在于:经过上述检测系统处理后的GIS局部放电信号进入工控机，利用小波阙值滤波算法滤波去噪、BP神经网络的状态评估与故障诊断得出其绝缘状况；具体步骤如下:
步骤(I)采用小波阈值滤波算法对测量并处理后的GIS内部局部放电信号进行滤波，去除白噪声干扰；
步骤(2)对去除白噪声干扰的GIS内部局部放电信号，进行时域特征参数提取；
步骤(3)采用将特征参数作为输入参数，训练BP神经网络，建立识别局部放电类型、故障诊断和状态评估的模型，完成GIS内部绝缘故障在线诊断。
[0007]优点及效果
本发明的这种GIS局部放电在线检测系统及方法，具有如下优点和有益效果:
GIS的绝缘即使在投入运行时满足国家试验标准和运行要求，但是由于现有绝缘设计理论的局限、电介质绝缘性能的分散性、不利自然环境的侵蚀、工作电压的长期作用、过电压的短时冲击，其绝缘能力将逐渐降低，严重时发生贯穿性击穿，危害供电的可靠性，有时甚至会引起电力系统的崩溃，造成巨大的经济损失和社会影响。传统GIS局部放电采用离线方式定期检测和故障诊断。在GIS局部放电的在线检测方面，国内外专家和学者们做了大量工作，但是综合来看GIS局部放电在线检测技术还处于不断发展优化的阶段。
[0008]本发明针对传统检测方法具有以下优势:
(I)检测时不需要停电，保证了供电的连续性。
[0009](2)在线检测具有等价性，检测结果客观，符合实际。
[0010](3)绝缘劣化、性能下降是一个渐变过程，在线检测能及时发现隐患及绝缘变化的趋势，避免绝缘击穿事故发生。
[0011](4)检测系统以计算机为控制中心，具有智能化，能够根据从现场获得的信息进行分析、处理、诊断、评估，识别局部放电的类型、程度、绝缘状态，提出预报与处理意见，避免绝缘结构的击穿，保证电力系统的安全。
[0012](5)检测系统以计算机为控制中心，适应当今我国智能电网建设需要。由于通过对GIS局部放电的准确测量、故障诊断和状态评估，可以有效地减少和避免其绝缘击穿，更重要的是GIS可靠工作才能确保电力系统可靠，避免停电，及经济效益、社会效益巨大。
【附图说明】
[0013]图1为阿基米德平面螺旋天线示意图。
[0014]图2为阿基米德平面螺旋天线反射腔结构图。
[0015]图3为阻抗渐变式巴伦结构图。
[0016]图4为本发明GIS局部放电在线检测系统结构图。
[0017]图5为基于ATF54143的低噪声宽频段放大器原理图。
[0018]图6为带通滤波器原理图。
[0019]图7为检波电路原理图。
[0020]图8为BP神经网络训练与绝缘故障诊断结构图。
【具体实施方式】
[0021]本发明涉及计算机技术及将其应用到高电压试验与测量技术领域；涉及高电压环境下的高频信号接收技术领域；涉及波形分析与滤波消噪技术领域；涉及绝缘性能捡测与诊