一种局部放电故障监测系统的制作方法

本发明属于局部放电监测领域，涉及超高频信号技术，具体是一种局部放电故障监测系统。

背景技术：

1、局部放电现象，主要指的是高压电气设备。据电网统计，局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的重要原因，也是绝缘劣化的重要表征。

2、当前技术背景下，电力设备绝缘在足够强的电场作用下局部范围内发生的放电，这种放电以仅造成导体间的绝缘局部短接而不形成导电通道为限，每一次局部放电对绝缘介质都会有一些影响，轻微的局部放电对电力设备绝缘的影响较小，绝缘强度的下降较慢，而强烈的局部放电，则会使绝缘强度很快下降，绝缘材料长期暴露于高强度局部放电环境下将加快绝缘材料的损耗速率，甚至发生绝缘层被击穿的严重设备故障，如何实现高效准确的局部放电故障监测时当前问题所在；

3、为此，我们提出一种局部放电故障监测系统。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种局部放电故障监测系统。

2、本发明所要解决的技术问题为：

3、局部放电故障监测过程智能化程度不足的问题。

4、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

5、一种局部放电故障监测系统，系统包括区域划分模块、数据采集模块、参数分析模块、强度分析模块、损耗监测模块、综合预警模块、监测终端和服务器；

6、所述区域划分模块用于划分局放监测区域并同步至数据采集模块，所述数据采集模块用于采集局放监测区域的区域配电数据，并经服务器发送至参数分析模块，所述参数分析模块用于判定局放监测区域的监测强度，得到局放监测区域的监测强度等级发送至服务器，所述服务器根据监测强度等级对局放监测区域的工作带宽进行配置；

7、在配置完毕实际使用过程中，所述数据采集模块还用于采集局放监测区域的实时局放数据经服务器发送至强度分析模块，所述强度分析模块用于分析各个工频周期时间段中局放监测区域的局部放电情况，得到局放监测区域的局部放电强度等级经服务器发送至综合预警模块，所述损耗监测模块用于监测用电设备中绝缘材料的劣化情况，将用电设备的绝缘劣化情况经服务器发送至综合预警模块，所述综合预警模块用于对局部放电故障进行预警，生成预警信号经服务器发送至监控终端，监控终端显示预警信号。

8、进一步地，所述区域配电数据包括局放监测区域的配电线路数以及每条配电线路的线路工作电压和线路工作电流；

9、实时局放数据包括局放监测区域的实时放电幅度、实时放电量、周期放电次数和放电间隔时长。

10、进一步地，所述区域划分模块通过超高频全向传感器监测局部放电发生时产生的超高频信号，超高频全向传感器的监测范围为半径10m的圆形区域。

11、进一步地，所述参数分析模块的判定过程具体如下：

12、读取局放监测区域的配电线路数、线路工作电压wvi和线路工作电流wii，i为配电线路的编号，i为非零自然数，i的上限值为n，n的数值与配电线路数的数值相等；

13、根据公式计算超高频全向传感器的监测区域面积s，公式具体如下：

14、；

15、其中，r为监测区域的半径，r的取值为10m；

16、本实施例中，采用相同型号的超高频全向传感器，同理可得局放监测区域面积的数值等于超高频全向传感器的监测区域面积s；

17、将局放监测区域的配电线路数除以局放监测区域面积计算得到局放监测区域的信号密度系数sq；

18、根据公式计算局放监测区域的监测强度值qd，公式具体如下：

19、；

20、其中，a1和a2为固定数值的权重系数，a1和a2的数值均大于零且a1+a2=1；

21、将局放监测区域的监测强度值与监测强度阈值进行比对：

22、若监测强度值小于等于第一监测强度阈值，则判定局放监测区域的监测强度等级为第一监测强度等级；若监测强度值大于第一监测强度阈值且小于等于第二监测强度阈值，则判定局放监测区域的监测强度等级为第二监测强度等级；若监测强度值大于第二监测强度阈值，则判定局放监测区域的监测强度等级为第三监测强度等级；

23、其中，第一监测强度阈值和第二监测强度阈值的数值均大于零，第一监测强度阈值小于第二监测强度阈值，第一监测强度等级的等级低于第二监测强度等级的等级，第二监测强度等级的等级低于第三监测强度等级的等级。

24、进一步地，所述服务器根据监测强度等级对局放监测区域的工作带宽进行配置，配置过程具体如下：

25、当局放监测区域的监测强度等级为第一监测强度等级时，超高频全向传感器的工作带宽为300mhz～699mhz；当局放监测区域的监测强度等级为第二监测强度等级时，超高频全向传感器的工作带宽为700mhz～1099mhz；当局放监测区域的监测强度等级为第三监测强度等级时，超高频全向传感器的工作带宽为1100mhz～1500mhz。

26、进一步地，所述周期放电次数为各个工频周期时间段中局放监测区域发生局部放电的次数，各个工频周期时间段的时长数值相等。

27、进一步地，所述强度分析模块的分析过程具体如下：

28、以工频周期时间段划分实时局放数据，逐一比对局放监测区域的实时放电幅度得到局放监测区域的最大放电幅度efd，将局放监测区域的实时放电量相加求和取平均值得到局部监测区域的平均放电量eld，其中，d为工频周期时间段的编号，d为非零自然数；读取局放监测区域的放电间隔时长相加求和取平均值计算得到局放监测区域的平均放电间隔时长etd；读取局放监测区域的周期放电次数ecd；

29、根据公式计算各局放监测区域的局部放电强度值qdd，公式具体如下：

30、；

31、其中，s1，s2和s3为固定数值的权重系数，s1，s2和s3的数组hi均大于零且s1+s2+s3=1；

32、将局放监测区域的局部放电强度值与局部放电强度阈值进行比对：

33、若局部放电强度值小于等于第一局部放电强度阈值，则判定局放监测区域的局部放电强度等级为第一局部放电强度等级；若局部放电强度值大于第一局部放电强度阈值且小于等于第二局部放电强度阈值，则判定局放监测区域的局部放电强度等级为第二局部放电强度等级；若局部放电强度值大于第二局部放电强度阈值，则判定局放监测区域的局部放电强度等级为第三局部放电强度等级；

34、其中，第一局部放电强度阈值和第二局部放电强度阈值的数值均大于零，第一局部放电强度阈值小于第二局部放电强度阈值，第一局部放电强度等级的等级低于第二局部放电强度等级的等级，第二局部放电强度等级的等级低于第三局部放电强度等级的等级。

35、进一步地，所述损耗监测模块的监测过程具体如下：

36、绝缘材料劣化情况包括用电设备中绝缘材料的劣化区域数以及每个劣化区域的劣化区域面积lst和劣化深度lht，t为劣化区域的序号，t为正整数且t的上限值n与劣化区域数的数值相等；

37、根据公式计算用电设备的劣化影响值yx，公式具体如下：

38、；

39、将用电设备的劣化影响值与劣化影响区间进行比对；

40、若劣化影响值属于第一劣化影响区间，则判定用电设备的绝缘劣化情况为第一劣化等级；若劣化影响值属于第二劣化影响区间，则判定用电设备的绝缘劣化情况为第二劣化等级；若劣化影响值属于第三劣化影响区间，则判定用电设备的绝缘劣化情况为第三劣化等级；

41、其中，第一劣化影响区间的取值均小于第二劣化影响区间的取值，第二劣化影响区间的取值均小于第三劣化影响区间的取值，第一劣化等级的绝缘材料劣化程度低于第二劣化等级的绝缘材料劣化程度，第二劣化等级的绝缘材料劣化程度低于第三劣化等级的绝缘材料劣化程度。

42、进一步地，所述综合预警模块的故障预警过程具体如下：

43、读取局放监测区域的局部放电强度等级和用电设备的绝缘劣化情况；

44、当局放监测区域的局部放电强度等级为第三局部放电强度等级或用电设备的绝缘劣化情况为第三劣化等级时，生成三级预警信号；若局放监测区域的局部放电强度等级为第二局部放电强度等级且用电设备的绝缘劣化情况为第二劣化等级时，生成二级预警信号；若局放监测区域的局部放电强度等级为第二局部放电强度等级且用电设备的绝缘劣化情况为第一劣化等级时，又或局放监测区域的局部放电强度等级为第一局部放电强度等级且用电设备的绝缘劣化情况为第二劣化等级时，生成一级预警信号；若局放监测区域的局部放电强度等级为第一局部放电强度等级且用电设备的绝缘劣化情况为第一劣化等级时，不进行任何操作。

45、进一步地，预警信号与检修作业的对应关系具体为：

46、当接收到一级预警信号时，工作人员对局放监测区域的配电情况进行适应性调整；当接收到二级预警信号时，工作人员计划对局放监测区域的配电线路以及对用电设备的绝缘劣化情况进行维护；当接收到三级预警信号时，工作人员对局放区域的配电线路进行紧急检修并对用电设备中劣化绝缘材料进行更换。

47、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

48、本发明先由区域划分模块划分局放监测区域同步至数据采集模块，再通过数据采集模块采集局放监测区域的区域配电数据发送至参数分析模块，然后利用参数分析模块判定局放监测区域的监测强度，得到局放监测区域的监测强度等级发送至服务器，而后服务器根据监测强度等级对局放监测区域的工作带宽进行配置，从而实现了局部放电监测过程中的低延迟故障预警

49、在配置完毕实际使用过程中，通过数据采集模块采集局放监测区域的实时局放数据发送至强度分析模块，再由强度分析模块分析各个工频周期时间段中局放监测区域的局部放电情况，得到局放监测区域的局部放电强度等级发送至综合预警模块，还通过损耗监测模块监测用电设备中绝缘材料的劣化情况发送至综合预警模块，最终通过综合预警模块生成预警信号发送至监控终端，监控终端显示预警信号，本发明实现了低延迟、高精度的局部放电故障监测。