一、概述
1.背景介紹
高壓開(kāi)關(guān)柜在配電網(wǎng)中已經(jīng)得到廣泛應用，其安全運行對供電可靠性起著(zhù)舉足輕重的作用。開(kāi)關(guān)柜在生產(chǎn)、運輸、安裝和運行中，受到生產(chǎn)工藝、安裝手段以及電、熱、機械和環(huán)境因素影響，其絕緣介質(zhì)會(huì )不斷劣化。通過(guò)檢測局部放電可發(fā)現設備微小的缺陷，以及分析運行中介質(zhì)絕緣劣化過(guò)程，實(shí)現開(kāi)關(guān)柜存在隱患的及時(shí)預警，避免供電事故和電網(wǎng)大面積停電帶來(lái)的巨大損失。
我公司結合多年來(lái)對高壓開(kāi)關(guān)柜保護、檢測的實(shí)踐經(jīng)驗，依托華北電力大學(xué)強大的電力系統安全理論優(yōu)勢，聯(lián)合開(kāi)發(fā)出了高抗干擾性、檢測全面、定位準確的STL-PDM開(kāi)關(guān)柜局部放電在線(xiàn)監測系統。
2.局部放電在線(xiàn)監測的重要性
局部放電是引起電介質(zhì)絕緣老化的重要原因之一。據中國電力科學(xué)院對高壓開(kāi)關(guān)柜故障統計，絕緣故障與載流故障約占開(kāi)關(guān)柜總故障的近四成幾率。通過(guò)測定開(kāi)關(guān)柜局部放電強度和頻次，可判斷絕緣材料存在的局部缺陷和當前的運行狀況，局部放電的測量是評估設備狀況和發(fā)展趨勢的有效方法。
發(fā)達國家局部放電檢測技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了三、四十年，我國局部放電檢測技術(shù)起步較晚，但是發(fā)展較快，目前正處于開(kāi)關(guān)柜局部放電在線(xiàn)監測和故障診斷的實(shí)用化及常態(tài)化階段。
二、STL-PDM開(kāi)關(guān)柜局部放電在線(xiàn)監測系統
1.系統介紹
STL-PDM開(kāi)關(guān)柜局部放電在線(xiàn)監測系統是斯德?tīng)栯姎忾L(cháng)期關(guān)注并致力于高壓開(kāi)關(guān)柜的安全監測、預警、保護方面的研究，不斷經(jīng)過(guò)高壓開(kāi)關(guān)柜內的局部放電、電弧光等方面研究和實(shí)踐的經(jīng)驗積累，并依托華北電力大學(xué)強大理論優(yōu)勢，聯(lián)合開(kāi)發(fā)的開(kāi)關(guān)柜局部放電在線(xiàn)監測系統。
本系統是運用新型傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)、數據庫技術(shù)和放電識別算法實(shí)現的新型高性能、數字化局部放電在線(xiàn)監測系統。系統擁有對尖角毛刺、自由金屬顆粒群、懸浮放電、絕緣件內部裂紋、絕緣件表面放電等多種放電現象的智能診斷判別能力，并可以對發(fā)生局部放電的開(kāi)關(guān)柜準確定位。
監測終端實(shí)時(shí)采集、分析和處理由傳感器檢測到的信息，并將初步處理后的信息上傳給服務(wù)器。服務(wù)器接收、存儲、處理和綜合分析局放數據。依據多種放電模型專(zhuān)家數據庫，將接收到的數據與專(zhuān)家數據庫樣本數據進(jìn)行橫向和縱向對比，得到開(kāi)關(guān)柜局部放電強弱及變化趨勢等信息，并形成二維曲線(xiàn)圖表和三維立體圖形供運行維護人員查看。一旦開(kāi)關(guān)柜發(fā)生局部放電，系統可及時(shí)預警提示放電發(fā)生強度、位置和時(shí)間等信息，并在在專(zhuān)家數據庫中留存，作為局部放電趨勢發(fā)展的判斷依據。
系統采用B/S結構，不僅可以在聯(lián)網(wǎng)計算機上查詢(xún)和管理開(kāi)關(guān)柜的放電數據。還可選配Web服務(wù)器及信息發(fā)布功能，支持手機和平板電腦在線(xiàn)查詢(xún)報警信息，方便運維人員及時(shí)掌握開(kāi)關(guān)柜局部放電趨勢，并實(shí)現開(kāi)關(guān)設備的智慧運維和狀態(tài)檢修。
2.系統組成
STL-PDM開(kāi)關(guān)柜局部放電在線(xiàn)監測系統主要由高性能傳感器、局部放電監測終端、局部放電綜合分析服務(wù)器組成。
高性能傳感器：暫態(tài)對地電壓傳感器（TEV傳感器）、超聲波傳感器（AE傳感器）。
監測終端：采集傳感器檢測到的數據，并做初步分析和處理，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )上傳至局部放電綜合分析服務(wù)器。
綜合分析服務(wù)器：實(shí)時(shí)接收現場(chǎng)監測終端上傳的數據，實(shí)現數據海量存儲和監測顯示，并通過(guò)數據挖掘和信號識別技術(shù)進(jìn)行放電狀態(tài)評估、放電程度多級預警，以及設備統一管理和局放告警信息發(fā)布等功能。
3.技術(shù)特點(diǎn)
（1）超寬頻段的信號捕獲能力，可以覆蓋從20kHz～1.5GHz的超寬頻帶。
（2）運用多種分析算法和準確的局放檢測技術(shù)，確切地判斷局放活動(dòng)狀態(tài)，及區分現場(chǎng)干擾。
（3）專(zhuān)業(yè)的局部放電分析，針對局部放電信號特性可運用脈沖序列分析（PSA）、頻域譜分析（FDS）、小波分析（WA）、時(shí)頻圖（TF map）等不同的數字信號處理技術(shù)，幫助您獲得真實(shí)有效的局部放電信息。局部放電模式識別算法以局部放電相位譜圖（PRPD）為基礎進(jìn)行多元統計分布（MSD），可以對內部放電、電暈放電、懸浮電位放電等較為典型的放電類(lèi)型做出分類(lèi)識別。
（4）準確的故障定位：能夠實(shí)現對發(fā)生局部放電的開(kāi)關(guān)柜準確定位。
（5）全數字化設計，具有較強的電磁兼容性和抗干擾能力，保證了監測數據的準確性。
（6）多樣化的故障報警模式，當局部放電量超標時(shí)，及時(shí)通過(guò)以太網(wǎng)主動(dòng)向上一級管理設備發(fā)出報警信號，同時(shí)分析出放電信息，并以二維和三維模式顯示。
（7）設備管理方便，站內數臺監測終端可獨立運行，數據分別記錄，可以就地顯示，也可以上傳到服務(wù)器顯示。
（8）客戶(hù)可以根據需要選配Web發(fā)布功能，可在數據采集終端、PC機和智能手機等平臺上通過(guò)專(zhuān)用客戶(hù)端軟件或瀏覽器隨時(shí)、隨地查看開(kāi)關(guān)柜放電波形、放電圖譜分析、放電報警等信息。
4.系統優(yōu)勢
（1）具有同步采樣技術(shù)，多達256臺開(kāi)關(guān)柜可以在同一時(shí)刻進(jìn)行局部放電信號采集，橫向比較各個(gè)設備的健康狀況，可實(shí)現發(fā)生局部放電的開(kāi)關(guān)柜定位；
（2）傳感器采用非侵入式安裝，無(wú)需停電安裝，工程量小，不影響開(kāi)關(guān)柜本身絕緣性能；
（3）為開(kāi)關(guān)柜提供不間斷的實(shí)時(shí)絕緣狀況檢測，絕緣損壞可以被早期發(fā)現、及時(shí)干預，以防止破壞性放電導致絕緣劣化加??；
（4）預診斷告警，防止故障性災難的發(fā)生，降低或避免損失；
（5）設備和系統使用壽命增加，可用率提高；
（6）降低維護成本，降低故障率，減少設備停運時(shí)間；
（7）軟件功能強大，支持PC、手機和平板電腦等進(jìn)行數據查詢(xún)和管理。
