CN117630600A - Gis局放诊断*** - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种GIS局放诊断***，包括：分析诊断中心、移动终端以及多个传感器；每个所述传感器设置在电力设备的预定位置上；所述传感器用于获取所述电力设备中的GIS局放信号，并将所述GIS局放信号传输至所述分析诊断中心；所述分析诊断中心，用于对所述GIS局放信号进行分析，获得分析结果，并对所述分析结果进行存储；所述移动终端，用于对所述分析诊断中心存储的所述分析结果进行查看。本申请提供的***，在电力设备的各个预定位置上设置传感器，通过传感器获取电力设备中产生的GIS局放信号，并通过分析诊断中心对GIS局放信号进行分析，获得分析结果，然后展示给用户查看，减少了人工参与，提升了GIS局放诊断的效率。

Description

GIS局放诊断***

技术领域

本申请涉及智能诊断技术领域，尤其涉及一种GIS局放诊断***。

背景技术

GIS(气体绝缘开关设备，Gas Insulated Switchgear)局放是一种常见的电力设备故障，其产生的原因很多，如绝缘劣化、机械损伤等。GIS局放对电力设备的运行安全性和稳定性具有重要影响，因此GIS局放的监测和诊断至关重要。目前对GIS局放的诊断过程中，人为干预的时间较多，诊断时间较长，诊断GIS局放的效率低。

发明内容

本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中诊断GIS局放效率低的技术缺陷。

第一方面，本申请实施例提供一种GIS局放诊断***，包括：

分析诊断中心、移动终端以及多个传感器；

每个所述传感器设置在电力设备的预定位置上；

所述传感器用于获取所述电力设备中的GIS局放信号，并将所述GIS局放信号传输至所述分析诊断中心；

所述分析诊断中心，用于对所述GIS局放信号进行分析，获得分析结果，并对所述分析结果进行存储；

所述移动终端，用于对所述分析诊断中心存储的所述分析结果进行查看；

其中：

所述传感器中包括：

信号采集单元，用于采集所述电力设备内部产生的设备信号；

信号处理单元，用于对所述设备信号依次进行滤波处理、放大处理、检波处理以及模数转换处理，以获得所述设备信号中的所述GIS局放信号；

校验单元，用于按预定周期判断所述传感器的工作状态是否正常。

在其中一个实施例中，所述分析诊断中心包括：

监测单元，用于对所述传感器获取的所述GIS局放信号的基本特征参量进行监测，确定所述GIS局放信号对应的异常信息；

告警单元，用于对所述监测单元确定的所述GIS局放信号对应的异常信息进行告警；

诊断单元，用于识别所述GIS局放信号对应的放电类型，并应用预先设置的公式集合确定该放电类型的发生概率，对所述监测单元确定的所述GIS局放信号对应的异常信息进行诊断，确定诊断结果；

显示单元，用于显示所述GIS局放信号的图谱，以及各个所述传感器之间的平面接线图；

存储单元，用于对所述异常信息、所述诊断结果、所述图谱以及所述平面接线图进行存储。

在其中一个实施例中，所述基本特征参量包括：局部放电幅值、放电量平均值、相位以及频次。

在其中一个实施例中，所述告警单元中包括：

设置单元，用于设置告警策略；

分类单元，用于对所述异常信息中包含的各个异常情况进行分类，并将经过分类的各个异常情况上传至所述存储单元。

在其中一个实施例中，所述预先设置的公式集合包括：第一公式和第二公式；

其中：

所述第一公式为：

其中，R为输出的放电类型；λ为输入的GIS局放信号的特征量；b为偏置参数；

所述第二公式为：

其中，P为第i放电类型发生的概率；N为放电类型的总数；n为放电类型的类别数；i＝1，2，...，n。

在其中一个实施例中，所述GIS局放信号的图谱包括：

局部放电相位分布图谱和脉冲序列相位分布图谱。

在其中一个实施例中，所述移动终端包括应用APP；

所述应用APP用于访问所述分析诊断中心，对所述分析诊断中心存储的所述分析结果进行查看。

在其中一个实施例中，所述校验单元包括：

发送单元，用于向各个所述传感器发送特高频校验脉冲。

在其中一个实施例中，所述校验单元包括：

报告生成单元，用于将所述校验单元对所述传感器的工作状态的判断结果转换为校验报告。

在其中一个实施例中，还包括：

唤醒单元，用于同时唤醒所述分析诊断中心和各个所述传感器。

在本申请一些实施例提供的一种GIS局放诊断***，包括：分析诊断中心、移动终端以及多个传感器；每个所述传感器设置在电力设备的预定位置上；所述传感器用于获取所述电力设备中的GIS局放信号，并将所述GIS局放信号传输至所述分析诊断中心；所述分析诊断中心，用于对所述GIS局放信号进行分析，获得分析结果，并对所述分析结果进行存储；所述移动终端，用于对所述分析诊断中心存储的所述分析结果进行查看；其中：所述传感器中包括：信号采集单元，用于采集所述电力设备内部产生的设备信号；信号处理单元，用于对所述设备信号依次进行滤波处理、放大处理、检波处理以及模数转换处理，以获得所述设备信号中的所述GIS局放信号；校验单元，用于按预定周期判断所述传感器的工作状态是否正常。本申请实施例提供的***，在电力设备的各个预定位置上设置传感器，通过传感器获取电力设备中产生的GIS局放信号，并通过分析诊断中心对GIS局放信号进行分析，获得分析结果，然后展示给用户查看，减少了人工参与，提升了GIS局放诊断的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为一个实施例中一种GIS局放诊断***的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在一些实施例中，本申请提供了一种GIS局放诊断***，用于对电力设备中产生的GIS局放进行监测诊断，其结构示意图如图1所示，图1为本申请提供的GIS局放诊断***的一种可行性示意图，具体包括：

分析诊断中心002、移动终端301以及多个传感器001；

每个所述传感器001设置在电力设备的预定位置上；

所述传感器001用于获取所述电力设备中的GIS局放信号，并将所述GIS局放信号传输至所述分析诊断中心002；

所述分析诊断中心002，用于对所述GIS局放信号进行分析，获得分析结果，并对所述分析结果进行存储；

所述移动终端301，用于对所述分析诊断中心002存储的所述分析结果进行查看；

其中：

所述传感器001中包括：

信号采集单元101，用于采集所述电力设备内部产生的设备信号；

信号处理单元102，用于对所述设备信号依次进行滤波处理、放大处理、检波处理以及模数转换处理，以获得所述设备信号中的所述GIS局放信号；

校验单元103，用于按预定周期判断所述传感器的工作状态是否正常。

本申请实施例提供的GIS局放诊断***，在图1中仅展示了一个传感器，各传感器的内部部件连接关系，以及各传感器与分析诊断中心中各个部件的连接关系相同，本领域技术人员可根据图1的结构展示，对多传感器的连接线路进行理解。

本申请实施例中，电力设备可能出现GIS局放的位置预先确定为预定位置，在每个预定位置上设置一个传感器，对该预定位置上出现的GIS局放信号进行采集。

本申请实施例提供的GIS局放诊断***，通过相对智能的传感器对电力设备中的GIS局放信号进行采集处理，然后传输至分析诊断中心进行进一步的分析处理并存储，用户可以通过移动终端对分析诊断中心中存储的分析结果进行查看，通过本申请实施例提供的GIS局放诊断***，对产生的GIS局放信号进行监测分析，减少了人工参与，提升了对GIS局放诊断的诊断效率。

本申请实施例中，校验单元在对传感器进行传感器的工作状态进行判断的过程中，校验单元中的发送单元，向各个所述传感器发送特高频校验脉冲。

报告生成单元，用于将所述校验单元对所述传感器的工作状态的判断结果转换为校验报告。

唤醒单元，用于同时唤醒所述分析诊断中心和各个所述传感器。

本申请实施例中，校验单元根据需要进行校验的各个传感器之间的相对距离，将需要进行校验的各个传感器所在的区域划分为若干个校验区域，每个校验区域中包括至少一个传感器，校验单元分批次对每个校验区域中的各个传感器进行校验。

本申请实施例中，唤醒单元可以将各个传感器和分析诊断中心同时唤醒，保证了分析诊断中心与智能传感器之间的精准对时。

在对各个传感器进行一轮校验后，校验单元进入休眠状态，在下一个周期的唤醒点，继续对各个传感器进行校验。

本申请实施例中，可以设置一个校验单元对所有的传感器进行校验，该校验单元可以归属为每个传感器，也可以为每个传感器设置一个校验单元，专属为每个传感器进行校验。

本申请实施例中，所述分析诊断中心002包括：

监测单元201，用于对所述传感器001获取的所述GIS局放信号的基本特征参量进行监测，确定所述GIS局放信号对应的异常信息；

告警单元202，用于对所述监测单元201确定的所述GIS局放信号对应的异常信息进行告警；

诊断单元203，用于识别所述GIS局放信号对应的放电类型，并应用预先设置的公式集合确定该放电类型的发生概率，对所述监测单元201确定的所述GIS局放信号对应的异常信息进行诊断，确定诊断结果；

显示单元204，用于显示所述GIS局放信号的图谱，以及各个所述传感器001之间的平面接线图；

存储单元205，用于对所述异常信息、所述诊断结果、所述图谱以及所述平面接线图进行存储。

本申请实施例中，所述基本特征参量包括：局部放电幅值、放电量平均值、相位以及频次。

本申请实施例中，显示单元可以显示出现异常情况的传感器的位置和编号。

本申请实施例中，所述告警单元中包括：

设置单元，用于设置告警策略；

分类单元，用于对所述异常信息中包含的各个异常情况进行分类，并将经过分类的各个异常情况上传至所述存储单元。

本申请实施例中，所述预先设置的公式集合包括：第一公式和第二公式；

其中：

所述第一公式为：

其中，R为输出的放电类型；λ为输入的GIS局放信号的特征量；b为偏置参数；

所述第二公式为：

其中，P为第i放电类型发生的概率；N为放电类型的总数；n为放电类型的类别数；i＝1，2，...，n。

本申请实施例中，所述GIS局放信号的图谱包括：

局部放电相位分布图谱和脉冲序列相位分布图谱。

本申请实施例中，所述移动终端包括应用APP；

所述应用APP用于访问所述分析诊断中心，对所述分析诊断中心存储的所述分析结果进行查看。

进一步地，所述移动终端包括浏览器和手机APP，所述浏览器和手机APP均能够实时查看智能传感器的局放信号，所述手机APP能够查看存储单元中的历史数据。

本申请实施例提供的GIS局放诊断***，具备定期对传感器进行校验的功能，并提供传感器的校验报告，提高监测数据的可靠性和有效性，并且分析诊断中心对局放信号进行监测和分析，并生成特征图谱，能够实时观察局放信号的数据，方便工作人员的观察与分析。

另外，还具备故障类型分类诊断和对异常放电的情况进行识别分类的功能，当出现告警时，能快速的辨别出现告警的传感器以及故障原因，减少了工作人员的工作强度，大大提高了故障诊断的效率。

本申请实施例中，移动终端中可以包括浏览器和应用APP，所述浏览器和应用APP均能够实时查看传感器获取的GIS局放信号，所述应用APP能够查看存储单元中的历史数据。

本申请实施例中，每个传感器都设置有独立的信号采集单元，在采集GIS局放信号时，可以通过无限同步的方式实现相位同步采集，同步频率为50Hz，将采集的局部放大信号经过信号处理单元的滤波、放大、检波处理以及模数转换，获得最终需要的GIS局放信号。

其中，滤波处理主要是对采集的初始的局部放大信号进行过滤和优化，去除不需要的信号成分，提取有用的信号，提高信号的质量和抗干扰能力；信号放大处理主要是提高信号的强度、增加***的通信能力；检波处理主要是从调制信号中提取出有用的信号，以便进行后续的处理或分析；模数转换处理主要是将模拟信号转换为数字信号，以便后期的传输和计算机分析处理。

在获得可以分析的GIS局放信号后，该GIS局放信号实时自动的保存至存储单元，用户可以用应用APP或者浏览器实时查看GIS局放信号的数据，同时，为了保证GIS设备的稳定性，监测单元会对设备的局部放电的幅值、放电量平均值、相位、频次进行实时监测，各个监测点的特高频局部放电相位分布图谱以及脉冲序列相位分布图谱会在显示单元中实时显示。

本申请实施例中，监测过程中会提前设置好告警的策略，报警策略可综合应用阈值报警、关联报警和趋势报警等多种预警方法，如果出现局部放电信号异常、监测功能故障和通信中断告警***会自动识别报警信息的类型自动报警，报警的信息会自动分类上传至存储单元，因为显示单元中包含传感器的示意图和平面接线示意图，报警的同时显示单元会自动显示报警传感器的位置和编号，同时，诊断单元会对告警的原因进行分析，对出现放电类型的识别，可识别设备内部的自由金属颗粒放电、悬浮电位体放电、沿面放电、绝缘件内部气隙放电、金属尖端等典型放电类型，并且可计算出放电类型所发生的概率，具体计算如下：

识别放电类型以及类型发生的概率基于网络神经算法，主要公式如下：

其中，R为输出的局部放电类型；λ为输入放电信号的特征量；b为偏置参数；在识别放电类型时，可以将局部放电信号的特征量作为神经网络的输入，将局部放电类型作为神经网络的输出。然后，设置神经网络的层数和神经元数量，确定输入层、隐含层和输出层的神经元数目。输入层的神经元数量取决于局部放电信号的特征量数目，输出层的神经元数量取决于局部放电类型的数量。隐含层的神经元数量可以根据实际情况进行调整，以实现最佳的识别效果可以使其学习到从放电信号特征量到局部放电类型和概率的映射关系。本发明在算法公式中引入了偏置参数b，偏置可以视为控制每个神经元的阈值，影响神经元的激活状态。当加权输入小于-b时，输出值为-1，也就是抑制；当加权输入大于等于-b时，输出值为1，也就是激活。其中，加权输入b＝kλ+w，k为放电信号特征量的权重，w为特征量的占比，因此，偏置可以帮助神经元更快地学习并达到更好的性能。

进一步的，

其中，P为第i类型发生的概率；N为类型的总数；n为类型的类别数；i＝1，2，...，n。自动识别放电的类型以及计算出现某放电类型的概率，减少了工作人员的工作强度，大大提高了故障诊断的效率。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，“一”、“一个”、“所述”、“该”和“其”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。多个是指至少两个的情况，如2个、3个、5个或8个等。“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种GIS局放诊断***，其特征在于，包括：

分析诊断中心、移动终端以及多个传感器；

每个所述传感器设置在电力设备的预定位置上；

所述传感器用于获取所述电力设备中的GIS局放信号，并将所述GIS局放信号传输至所述分析诊断中心；

所述分析诊断中心，用于对所述GIS局放信号进行分析，获得分析结果，并对所述分析结果进行存储；

所述移动终端，用于对所述分析诊断中心存储的所述分析结果进行查看；

其中：

所述传感器中包括：

信号采集单元，用于采集所述电力设备内部产生的设备信号；

信号处理单元，用于对所述设备信号依次进行滤波处理、放大处理、检波处理以及模数转换处理，以获得所述设备信号中的所述GIS局放信号；

校验单元，用于按预定周期判断所述传感器的工作状态是否正常。

2.根据权利要求1所述的GIS局放诊断***，其特征在于，所述分析诊断中心包括：

监测单元，用于对所述传感器获取的所述GIS局放信号的基本特征参量进行监测，确定所述GIS局放信号对应的异常信息；

告警单元，用于对所述监测单元确定的所述GIS局放信号对应的异常信息进行告警；

诊断单元，用于识别所述GIS局放信号对应的放电类型，并应用预先设置的公式集合确定该放电类型的发生概率，对所述监测单元确定的所述GIS局放信号对应的异常信息进行诊断，确定诊断结果；

显示单元，用于显示所述GIS局放信号的图谱，以及各个所述传感器之间的平面接线图；

存储单元，用于对所述异常信息、所述诊断结果、所述图谱以及所述平面接线图进行存储。

3.根据权利要求2所述的局放诊断***，其特征在于，所述基本特征参量包括：局部放电幅值、放电量平均值、相位以及频次。

4.根据权利要求2所述的局放诊断***，其特征在于，所述告警单元中包括：

设置单元，用于设置告警策略；

分类单元，用于对所述异常信息中包含的各个异常情况进行分类，并将经过分类的各个异常情况上传至所述存储单元。

5.根据权利要求2所述的局放诊断***，其特征在于，所述预先设置的公式集合包括：第一公式和第二公式；

其中：

所述第一公式为：

其中，R为输出的放电类型；λ为输入的GIS局放信号的特征量；b为偏置参数；

所述第二公式为：

其中，P为第i放电类型发生的概率；N为放电类型的总数；n为放电类型的类别数；i＝1，2，...，n。

6.根据权利要求2所述的局放诊断***，其特征在于，所述GIS局放信号的图谱包括：

局部放电相位分布图谱和脉冲序列相位分布图谱。

7.根据权利要求1所述的局放诊断***，其特征在于，所述移动终端包括应用APP；

所述应用APP用于访问所述分析诊断中心，对所述分析诊断中心存储的所述分析结果进行查看。

8.根据权利要求1所述的局放诊断***，其特征在于，所述校验单元包括：

发送单元，用于向各个所述传感器发送特高频校验脉冲。

9.根据权利要求1所述的局放诊断***，其特征在于，所述校验单元包括：

报告生成单元，用于将所述校验单元对所述传感器的工作状态的判断结果转换为校验报告。

10.根据权利要求1所述的局放诊断***，其特征在于，还包括：

唤醒单元，用于同时唤醒所述分析诊断中心和各个所述传感器。