CN210442464U - 一种基于光纤对时组网的gil局部放电定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于光纤对时组网的GIL局部放电定位装置,包括安装于GIL腔体的局部放电检测传感器及与其连接的现地采集单元,每个所述现地采集单元的两端各设置一个局部放电检测传感器,所述现地采集单元通过网络连接线连接至后台监测控制单元;大大提高了定位精度,提高了电力设备状态检修的效率;可实现不同现地采集单元的精准对时,并精确计算局部放电信号到传感器的TOA,以实现局部放电源的精确定位。利用本实用新型可有效提升局部放电在线监测有效性,提高电力设备状态检修的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及GIL局部放电在线监测装置领域,具体是一种基于光纤对时组网的GIL局部放电定位装置。
背景技术
气体绝缘金属封闭输电线路(Gas-insulated Metal-enclosed TransmissionLine,GIL)是一种使用SF6或是SF6与其它气体混合绝缘的长距离电力传输设备,具有高电压、大电流、输电能力强、布置方式灵活、稳定运行、使用寿命长、对环境影响小的突出优点。由于GIL***模块化的结构设计,往往由于部件加工工艺不良和装配现场环境较差等原因会在其内部留下金属微粒、绝缘裂隙、金属尖刺等绝缘缺陷。在GIL状态正常情况下,这些缺陷受外施电压作用下发生局部重复击穿和熄灭现象,即发生局部放电。虽然此类放电的放电量一般不大,短期存在不会导致整个绝缘立即击穿,但在长期工作电压下,局部放电会导致绝缘缺陷的逐渐扩大,最后造成整个绝缘击穿。GIL一旦发生故障,抢修工作量大,停电时间长。并且GIL—般负责重要线路的大容量电力传输任务,故障停运带来的经济损失和社会影响不可估量。
GIL的局部放电检测是在其腔体上安装超声波传感器或特高频传感器,通过传感器接收的超声波或特高频信号特征,来判断GIL内部是否存在局部放电及局部放电源的位置。目前局部放电源的定位一般有两种手段:
1)根据接收传感器的定位来进行,即:若某传感器接收到局部放电信号,则可大致判断放电源位于此传感器附近。此方法虽实施便利,但精度较低。特别是GIL超长的管体等效于同轴波导,放电信号会沿着管体传播,因沿线的传感器均接收到放电信号而导致定位失败。
2)先基于在线监测装置对放电源进行初定位,再结合带电检测手段进行二次精确定位,此方法虽在一定程度上弥补了局部放电在线监测定位不精确的问题,但也增加了带电检测的工作量,特别是对于长达数公里甚至数十公里的GIL线路而言,此方法的操作难度大,可行性差。
由此可见,实现GIL局部放电的在线精确定位是GIL状态监测与诊断研究技术领域亟需解决的一个技术难点。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于光纤对时组网的GIL 局部放电定位装置,以解决现有技术中存在的缺陷。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:
一种基于光纤对时组网的GIL局部放电定位装置,包括安装于GIL腔体的局部放电检测传感器及与其连接的现地采集单元,每个所述现地采集单元的两端各设置一个局部放电检测传感器,所述现地采集单元通过网络连接线连接至后台监测控制单元;局部放电检测传感器负责采集GIL内部局部放电激发的超声波信号或特高频电磁波信号,并传输至与其连接的现地采集单元,所述现地采集单元包括依次串联的放大器、滤波器和模数转换器,并将数据处理后发送至后台监测控制单元;所述后台监测控制单元监测到局部放电传感器检测的放电信号时,通过网络传输线向现地采集单元下发对时指令。
进一步的,所述局部放电监测传感器通过同轴电缆或光纤连接至现地采集单元;
进一步的,所述现地采集单元之间通过光纤进行串联组网,当其接收到后台监测控制单元下发的对时指令时,以某一个现地采集单元的时钟作为基准,对其他现地采集单元进行授时;
本实用新型还提供一种一种基于光纤对时组网的GIL局放定位方法,具体包括如下步骤:
1)后台监测控制单元监测到GIL内部存在局部放电时,通过网络传输线向现地采集单元下发对时的指令;
2)现地采集单元接收到后台监测控制单元下发的对时指令时,以某一个现地采集单元的时钟作为基准,对其他现地采集单元进行授时;
3)在现地采集单元完成对时后,将触发传感器同步采集局部放电信号,并对信号进行处理和上传,后台监测控制单元通过检测局部放电信号到不同传感器的到达时间刻,计算局部放电源的位置。
进一步的,上述步骤3)中,具体计算局部放电源的方法如下:
利用双端定位法来计算局部放电源的位置,装置采集放电源信号到达两端传感器的时刻T1和T2,假设两个传感器的距离为、信号的传输速度为V,则L1可通过如下公式计算:
进一步的,上述步骤3)中,具体计算局部放电源的方法如下:
利用单端定位法来计算局部放电源的位置,装置采集放电源信号到达传感器的时刻T1、信号经绝缘子反射后到传感器的时刻T2,以及信号经放电源处再次反射后到达传感器的时刻T3,假设传感器到绝缘子距离L0,则L 可通过如下公式计算:
本实用新型的有益效果是:提供一种基于光纤对时组网的GIL局放定位装置,大大提高了定位精度,提高了电力设备状态检修的效率;可实现不同现地采集单元的精准对时,并精确计算局部放电信号到传感器的TOA,以实现局部放电源的精确定位。利用本实用新型可有效提升局部放电在线监测有效性,提高电力设备状态检修的效率。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图;
图2为本实用新型光纤对时示意图;
图3a为本实用新型定位原理示意图一;
图3b为本实用新型定位原理示意图二;
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示,一种基于光纤对时组网的GIL局部放电定位装置,包括安装于GIL腔体的局部放电检测传感器及与其连接的现地采集单元,每个所述现地采集单元的两端各设置一个局部放电检测传感器,所述现地采集单元通过网络连接线连接至后台监测控制单元;局部放电检测传感器负责采集GIL 内部局部放电激发的超声波信号或特高频电磁波信号,并传输至与其连接的现地采集单元,所述现地采集单元包括依次串联的放大器、滤波器和模数转换器,并将数据处理后发送至后台监测控制单元;所述后台监测控制单元监测到局部放电传感器检测的放电信号时,通过网络传输线向现地采集单元下发对时指令。
在具体实施时,所述局部放电监测传感器通过同轴电缆或光纤连接至现地采集单元;
具体工作原理:
所述装置的现地采集单元负责对传感器采集上传的局部放电信号进行放大、滤波及模数转换等处理,并将处理后的数据传输至后台监测控制单元,其与后台监测控制单元之间通过网络传输线连接。
所述装置的后台监测控制单元对现地采集单元上传的数据进行分析处理和定位计算,当其监测到GIL内部存在局部放电时,通过网络传输线向现地采集单元下发对时的指令。
在一个具体实施例中,所述现地采集单元之间通过光纤进行串联组网,当其接收到后台监测控制单元下发的对时指令时,以某一个现地采集单元的时钟作为基准,对其他现地采集单元进行授时。
所述装置的不同现地采集单元完成对时后,将触发传感器同步采集局部放电信号,并对信号进行处理和上传,后台监测控制单元通过检测局部放电信号到不同传感器的到达时间差,计算局部放电源的位置。所述装置是通过检测局部放电信号到不同传感器的到达时间差,通过到达时间(Time of Arrival,TOA)技术对局部放电源进行定位。
所述装置因各传感器到现地采集单元的同轴电缆或光纤的长度不同带来的定位误差,由后台监测控制单元通过加减法进行修正。
本实用新型可实现不同现地采集单元的精准对时,并精确计算局部放电信号到传感器的TOA,以实现局部放电源的精确定位。利用本实用新型可有效提升局部放电在线监测有效性,提高电力设备状态检修的效率。
图1展示了GIL局放定位装置的***连接图。图中,安装于GIL腔体的局部放电检测传感器通过同轴电缆或光纤连接至现地采集单元,现地采集单元通过网络连接线连接至后台监测控制单元;局部放电检测传感器负责采集GIL内部局部放电激发的超声波信号或特高频电磁波信号;现地采集单元对传感器采集上传的局部放电信号进行放大、滤波及模数转换等处理。后台监测控制单元对现地采集单元上传的数据进行分析处理和定位计算,以及向现地采集单元下发对时指令;
附图2装置光纤对时组网示意图
图2为对于光纤时组网示意图。图中现地采集单元与后台监测控制单元通过网络连接线连接,不同现地采集单元通过光纤进行串联组网。后台监测控制单元监测到GIL内部存在局部放电时,通过网络传输线向现地采集单元下发对时的指令,现地采集单元接收到后台监测控制单元下发的对时指令时,以某一个现地采集单元的时钟作为基准,对其他现地采集单元进行授时。在现地采集单元完成对时后,将触发传感器同步采集局部放电信号,并对信号进行处理和上传,后台监测控制单元通过检测局部放电信号到不同传感器的到达时间刻,计算局部放电源的位置。
附图3a、图3b装置定位原理示意图
装置是通过检测局部放电信号到传感器的到达时刻,利用双端定位法或单端定位法来计算局部放电源的位置。
当采用图3a双端定位法时,装置采集放电源信号到达两端传感器的时刻T1和T2,假设两个传感器的距离为、信号的传输速度为V,则L1可通过下公式(1)计算:
当采用附图3b中单端定位法时,装置采集放电源信号到达传感器的时刻T1、信号经绝缘子反射后到传感器的时刻T2,以及信号经放电源处再次反射后到达传感器的时刻T3,假设传感器到绝缘子距离L0,则L可通过下公式(2)计算:
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于光纤对时组网的GIL局部放电定位装置,其特征在于:包括安装于GIL腔体的局部放电检测传感器及与其连接的现地采集单元,每个所述现地采集单元的两端各设置一个局部放电检测传感器,所述现地采集单元通过网络连接线连接至后台监测控制单元;局部放电检测传感器负责采集GIL内部局部放电激发的超声波信号或特高频电磁波信号,并传输至与其连接的现地采集单元,所述现地采集单元包括依次串联的放大器、滤波器和模数转换器,并将数据处理后发送至后台监测控制单元;所述后台监测控制单元监测到局部放电传感器检测的放电信号时,通过网络传输线向现地采集单元下发对时指令。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤对时组网的GIL局部放电定位装置,其特征在于:所述局部放电监测传感器通过同轴电缆或光纤连接至现地采集单元。
3.根据权利要求2所述的一种基于光纤对时组网的GIL局部放电定位装置,其特征在于:所述现地采集单元之间通过光纤进行串联组网,当其接收到后台监测控制单元下发的对时指令时,以某一个现地采集单元的时钟作为基准,对其他现地采集单元进行授时。
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CN112147470A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-29 | 上海交通大学 | 一种gil局部放电源定位方法和*** |
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