一种主变内部放电故障的智能保护装置及保护方法与流程

本发明涉及一种主变放电故障的保护装置和保护方法，特别是一种主变内部放电故障的智能保护装置及保护方法。

背景技术：

现运行中主变内部放电故障主要是通过油中特征气体色谱分析和超声波试验进行检测，这两种方法存在以下问题：

1）油中特征气体色谱分析对慢性放电故障以及放电故障在一定增长速率的检测较灵敏，但对及时在线性，突发恶性放电故障由于放电故障点周围油热解气体回溶于油中并扩散至取样口需较长时间，因此往往滞后，需等到放电故障发生较长一段时间，才能被色谱试验检测发现。

2）超声波试验则由于干扰因素太多，背景噪声等往往把放电故障本身掩盖。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种主变内部放电故障的智能保护装置及保护方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种主变内部放电故障的智能保护装置，其特征在于：包括n个高清多点阵绝缘摄像头、ad转换器、da转换器、显示器、保护单元及控制模块；n个高清多点阵绝缘摄像头，n个高清多点阵绝缘摄像头安装在主变内部且正对主变绕组；高清多点阵绝缘摄像头的输出端分别与ad转换器输入端、显示器电性连接；所述ad转换器的输出端与一控制模块的输入端电性连接；所述控制模块的输出端与da转换器的输入端电性连接；所述da转换器的输出端与一保护单元的输入端电性连接；在主变内部放电现象发生时，安装在主变内部的高清多点阵绝缘摄像头捉到放电图像，并通过绝缘光纤将放电图像电信号传输至主变外的显示器和ad转换器，显示器实时显示放电视频图像，供运行人员查看、分析；ad转换器将放电图像电信号转变为数字信号后发往控制模块；控制模块控制保护单元动作。

在本发明一实施例中，所述保护单元包括报警器及主变断路器分闸线圈。

在本发明一实施例中，n个高清多点阵绝缘摄像头与带电部分保持电压安全距离。

在本发明一实施例中，所述控制模块可以为plc控制器。

在本发明一实施例中，n为2。

本发明还提供一种主变内部放电故障的智能保护方法，其特征在于，包括以下步骤：包括以下步骤：s1：当主变内部发生放电故障时，安装在主变内部的高清多点阵绝缘摄像头:捕捉到放电图像，并通过绝缘光纤将放电图像电信号分别传输至主变外的显示器和ad转换器；s2：显示器实时显示放电视频图像，ad转换器将放电图像电信号转变为数字信号后发往控制模块；控制模块按预先设置存储的各种主变放电故障系列标准图像与接收到的放电图像进行对比比较；s3：当接收到的放电图像达到相应标准图像的报警程度数字信号值时，控制模块将报警数字信号传输至da转换器，da转换器将接受到的数字信号转化为电信号发送给保护单元，保护单元根据预先设置的放电图像转换电信号值，控制报警器分别发出轻微爬电、中度火花放电或电弧放电报警信号，提醒运行人员尽早采取措施；对突发恶性放电故障，保护单元根据预先设置的突发恶性放电故障图像电信号值，自动控制主变断路器分闸线圈动作，使断路器动触头脱离静触头，切断电源。

在本发明一实施例中，da转换器输出端转换出的放电故障图像电信号为电压、电流、电阻变化值或电容变化值。

目前还没有一种能根据运行中主变内部放电现象进行电力设备二次保护的直观方法，传统的放电故障都是要根据电力设备在放电时产生的电、磁、热、波等变化量来判断和动作，这在目前技术条件下往往难以及时准确发现放电故障，存在严重滞后、干扰因素多，或判断不准确等缺点。本发明是将主变内的各种放电图谱进行设置存储，制定标准对比比较系列，当现场主变内部发生放电故障时，由高清多点阵绝缘摄像头将放电图像与原先设置好的标准图谱进行对比比较，从而能在第一时间判断电力高压设备是否发生放电故障，以及故障程度，和需要进行保护的等级。

附图说明

图1主变内部放电故障的智能保护装置主变正常运行时工作原理图。

图2主变内部放电故障的智能保护装置在主变内出现轻微爬电放电故障时报警器报警工作原理图。

图3主变内部放电故障的智能保护装置在主变内部出现火花放电故障时工作原理图。

图4主变内部放电故障的智能保护装置在主变内部出现电弧放电故障时工作原理图

图5主变内部放电故障的智能保护装置在主变内部出现突发恶性电弧放电故障时工作原理图。

图6主变内部放电故障的智能保护装置主变断路器分闸线圈不动作时工作原理图。

图7主变内部放电故障的智能保护装置在突发恶性放电故障时主变断路器分闸线动作工作原理图。

【标号说明】

1-高清多点阵绝缘摄像头；2-光纤；3-ad转换器；4-显示器；5-控制模块；6-报警装置；7-主变；8-主变套管；9-主变绕组；10-高压进线；11-高压出线；12-主变断路器；13-断路器静触头；14-断路器动触头；15-高压引线；16-断路器分闸线圈；17-da转换器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步解释说明。

本发明提供一种主变内部放电故障的智能保护装置，其包括n个高清多点阵绝缘摄像头、ad转换器、da转换器、显示器、保护单元及控制模块；n个高清多点阵绝缘摄像头，n个高清多点阵绝缘摄像头安装在主变内部且正对主变绕组；高清多点阵绝缘摄像头的输出端分别与ad转换器输入端、显示器电性连接；所述ad转换器的输出端与一控制模块的输入端电性连接；所述控制模块的输出端与da转换器的输入端电性连接；所述da转换器的输出端与一保护单元的输入端电性连接；在主变内部放电现象发生时，安装在主变内部的高清多点阵绝缘摄像头捉到放电图像，并通过绝缘光纤将放电图像电信号传输至主变外的显示器和ad转换器，显示器实时显示放电视频图像，供运行人员查看、分析；ad转换器将放电图像电信号转变为数字信号后发往控制模块；控制模块控制保护单元动作。

在本发明一实施例中，所述保护单元包括报警器及主变断路器分闸线圈。

在本发明一实施例中，n个高清多点阵绝缘摄像头与带电部分保持电压安全距离。

在本发明一实施例中，所述控制模块可以为plc控制器。

在本发明一实施例中，n为2。

本发明还提供一种主变内部放电故障的智能保护方法，其包括以下步骤：包括以下步骤：s1：当主变内部发生放电故障时，安装在主变内部的高清多点阵绝缘摄像头:捕捉到放电图像，并通过绝缘光纤将放电图像电信号分别传输至主变外的显示器和ad转换器；s2：显示器实时显示放电视频图像，ad转换器将放电图像电信号转变为数字信号后发往控制模块；控制模块按预先设置存储的各种主变放电故障系列标准图像与接收到的放电图像进行对比比较；s3：当接收到的放电图像达到相应标准图像的报警程度数字信号值时，控制模块将报警数字信号传输至da转换器，da转换器将接受到的数字信号转化为电信号发送给保护单元，保护单元根据预先设置的放电图像转换电信号值，控制报警器分别发出轻微爬电、中度火花放电或电弧放电报警信号，提醒运行人员尽早采取措施；对突发恶性放电故障，保护单元根据预先设置的突发恶性放电故障图像电信号值，自动控制主变断路器分闸线圈动作，使断路器动触头脱离静触头，切断电源。

在本发明一实施例中，da转换器输出端转换出的放电故障图像电信号为电压、电流、电阻变化值或电容变化值。

参见图1-7，在本发明一具体实施例中，一种主变内部放电故障的智能保护装置及保护方法，其保护方法具体如下：

1）预先在控制模块5中设置编程有：各种主变放电故障的数字标准放电图像，分别为：轻微爬电数字标准图像程序、中度火花放电数字标准图像程序和严重时的电弧放电数字标准图像以及突发恶性电弧弧光放电数字标准图像程序。

2）预先在保护单元的主变断路器12分闸线圈16设置分闸动作电信号值。

3）主变7正常运行时，智能保护装置投入运行，无发生放电现象，控制模块5不发指令。

4）当主变7内部发生轻微爬电故障时，通过高清多点阵绝缘摄像头1摄下轻微爬电视频图像，并将此视频图像电信号通过光纤2分别发送至ad转换器3和显示器4。

5）显示器4实时显示爬电视频图像，供运行人员观察分析。

6）ad转换器3将轻微爬电视频图像电信号转化为数字信号后传输至控制模块5。

7）控制模块5将接收到的轻微爬电视频图像数字信号与预先设置编程的轻微爬电数字标准图像程序进行对比，当达到所设置轻微爬电标准设置范围时，控制模块5将控制指令发往da转换器17。

8）da转换器17将由控制模块5发来的轻微爬电控制指令数字信号转换为电信号，发往保护单元的报警装置6。

9）报警装置6发出轻微柔和放电故障报警声，提醒运行人员采取处理措施。

10）当主变7内部发生火花放电的中度放电故障时，通过高清多点阵绝缘摄像头1摄下火花放电视频图像，并将此视频图像电信号通过光纤2分别发送至ad转换器3和显示器4。

11）显示器4实时显示火花放电视频图像，供运行人员观察分析。

12）ad转换器3将火花放电视频图像电信号转化为数字信号后传输至控制模块5。

13）控制模块5将接收到的火花放电视频图像数字信号与预先设置编程的火花放电数字标准图像程序进行对比，当达到所设置火花放电标准设置范围时，控制模块5将控制指令发往da转换器17。

14）da转换器17将由控制模块5发来的火花放电控制指令数字信号转换为电信号，发往保护单元的报警装置6。

15）报警装置6发出刺耳放电故障报警声，并伴随闪光闪烁警示，提醒运行人员尽快采取处理措施。

16）当主变7内部发生电弧放电故障时，通过高清多点阵绝缘摄像头1摄下电弧放电视频图像，并将此视频图像电信号通过光纤2分别发送至ad转换器3和显示器4。

17）显示器4实时显示电弧放电视频图像，供运行人员观察分析。

18）ad转换器3将电弧放电视频图像电信号转化为数字信号后传输至控制模块5。

19）控制模块5将接收到的电弧放电视频图像数字信号与预先设置编程的电弧放电数字标准图像程序进行对比，当达到所设置电弧放电标准设置范围时，控制模块5将控制指令发往da转换器17。

20）da转换器17将由控制模块5发来的电弧放电控制指令数字信号转换为电信号，发往保护单元的报警装置6。

21）报警装置6发出电弧放电故障紧急尖锐刺耳报警声，同时伴随强烈闪烁闪光警示，提醒运行人员应立即采取停电处理措施。

22）当主变7内部发生突发恶性电弧弧光放电故障时，通过高清多点阵绝缘摄像头1摄下突发恶性电弧弧光放电视频图像，并将此视频图像电信号通过光纤2分别发送至ad转换器3和显示器4。

23）显示器4实时显示突发恶性电弧弧光放电视频图像，供运行人员观察分析。

24）ad转换器3将突发恶性电弧弧光放电视频图像电信号转化为数字信号后传输至控制模块5。

25）控制模块5将接收到的突发恶性电弧弧光放电视频图像数字信号与预先设置编程的突发恶性电弧弧光放电数字标准图像程序进行对比，当达到所设置突发恶性电弧弧光放电标准设置范围时，控制模块5将控制指令发往da转换器17。

26）da转换器17将由控制模块5发来的突发恶性电弧弧光放电控制指令数字信号转换为电信号，发往保护单元，保护单元自动控制主变断路器12分闸线圈16动作，使断路器动触头14脱离静触头13，切断电源，防止事故扩大，同时报警装置6发出突发恶性电弧弧光放电故障紧急刺耳防空报警声，同时伴随刺目强烈闪烁闪光警示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。