1.概述 特高頻傳感器GIS局放在線監(jiān)測系統(tǒng)

本公司研發(fā)的GIS局放在線監(jiān)測系統(tǒng)，用于特高頻局部放電的在線監(jiān)測。系統(tǒng)由特高頻傳感器、就地采集單元和后臺診斷平臺組成。

特高頻傳感器：檢測GIS等高壓設備內(nèi)部絕緣局部放電信號，通過同軸電纜將信號送至就地采集單元。

就地采集單元：對信號進行降噪、濾波、識別，并通過光纖/網(wǎng)線將結(jié)果送至后臺診斷平臺；

后臺診斷平臺：在線監(jiān)測系統(tǒng)與就地采集單元通信，完成對局部放電信號的診斷和定位，生成報警信號。實現(xiàn)在主控室或遠程調(diào)度中心同步顯示現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)。

安裝局放在線監(jiān)測系統(tǒng)必要性：

1.1.現(xiàn)狀描述：

過去普遍認為GIS屬于無需檢修或檢修周期長的設備，但從近40年的運行經(jīng)驗來看，絕緣故障始終是影響GIS可靠性的重要因素之一。1998年CIGRE統(tǒng)計了國外1967年到1992年間所有GIS絕緣故障率，這些故障率均超過了GIS絕緣所要求的0.1次/（百年間隔）的指標，且隨著電壓等級的增高，絕緣故障率逐步增大。

鑒于以上統(tǒng)計情況表明，在GIS發(fā)生故障之前，能夠檢測并判斷它的內(nèi)部缺陷狀況，并提前預報，就顯得尤為重要。

1.2.項目預期目標：

該項目致力于提高生產(chǎn)核心業(yè)務的工作效率，降低生產(chǎn)檢修工作成本，因此各項應用提升管理、社會、經(jīng)濟等多方面效益。

1)管理效益方面：

本次項目的研究和推廣將全面提升電力設備的管理水平，為發(fā)電站進一步實施狀態(tài)檢修打下良好基礎；該系統(tǒng)采用全面集成化管理，可實現(xiàn)同一間隔不同時間點和不同間隔同一時間點的各項檢測數(shù)據(jù)及特征圖譜的對比分析，從而實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)的標準化，便于流程化和統(tǒng)一化的管理，進一步提高了公司的管理效益。

2)經(jīng)濟效益方面：

通過局放在線監(jiān)測系統(tǒng)對GIS設備運行狀態(tài)進行的了解和掌握，可對設備的使用性能、運行壽命、利用程度進行評估，以便合理安排檢修策略，同時可以大量減少現(xiàn)場巡視人員的工作量，大大降低了公司的GIS檢修成本；該項目的研究成果將能直接用于加強生產(chǎn)管理的精細化管理，進一步提高生產(chǎn)運維效率，通過對GIS設備運行狀態(tài)的綜合評估，改變原來的周期性檢修方式；從而提高經(jīng)濟效益。我公司的局放在線監(jiān)測系統(tǒng)可以實時監(jiān)測GIS等高壓電氣設備在運行過程中的局部放電情況，可以及時對設備絕緣異常狀態(tài)和放電性故障做出預警，為設備正常運行提供必要的指導依據(jù)，提高電力系統(tǒng)運行的可靠性和安全性，為營造和諧穩(wěn)定的社會貢獻了重要力量。

2.特高頻傳感器GIS局放在線監(jiān)測系統(tǒng)簡介及本系統(tǒng)研制的依據(jù)

2.1系統(tǒng)簡介

GIS局放監(jiān)測系統(tǒng)是本公司總結(jié)多年局放測量的現(xiàn)場處理經(jīng)驗，采用傳感器技術、信號處理器、計算機等技術手段和算法實現(xiàn)的新一代高性能數(shù)字化局放在線監(jiān)測裝置。

智能綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)的全稱為Browser/Server，即瀏覽器/服務器結(jié)構(gòu)上；客戶端無需安裝，有Web瀏覽器即可；BS架構(gòu)可以直接放在廣域網(wǎng)上，通過一定的權(quán)限控制實現(xiàn)多客戶訪問的目的，交互性較強；BS架構(gòu)無需升級多個客戶端，升級服務器即可，可以隨時更新版本，而無需用戶重新下載。并且B/S是基于網(wǎng)頁語言的、與操作系統(tǒng)無關，所以智能綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)可以在windows、linux上運行，也可以在deepin深度操作系統(tǒng)等國產(chǎn)操作系統(tǒng)上運行。并且智能綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)為方便更多用戶使用，支持中英文切換功能。

本產(chǎn)品已在多個變電站和發(fā)電站經(jīng)過長期運行測試，包括室內(nèi)外環(huán)境，表現(xiàn)出可靠的穩(wěn)定性能。在現(xiàn)場，該產(chǎn)品成功檢測到被監(jiān)測設備的放電性故障，有效預防了重大事故。實際應用證實，本產(chǎn)品符合現(xiàn)場環(huán)境要求。

2.2產(chǎn)品研制的依據(jù)

? 高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求 DL/T 593

? 3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開關設備和控制設備 DL/T 404

? 3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開關設備和控制設備 GB 3906

? 局部放電測量GB/T 7354

? 電力設備局部放電現(xiàn)場測量導則 DL/T 417

? 高電壓試驗技術 第一部分：一般試驗要求 GB/T 16927.1

? 高電壓試驗技術 第二部分：測量系統(tǒng) GB/T 16927.2

? 高電壓試驗技術 第三部分: 現(xiàn)場試驗的定義及要求 GB/T 16927.

3.系統(tǒng)監(jiān)測原理及特點

GIS局放監(jiān)測系統(tǒng)采用國際特高頻局放監(jiān)測技術，這是目前國際上針對GIS等設備廣泛認可的狀態(tài)檢測方法。國際大電網(wǎng)會議CIGRE WG33/23-12 工作組的研究指出，特高頻法（UHF）在抗干擾能力、檢測范圍和對所有放電類型的敏感性方面表現(xiàn)優(yōu)異。我們公司提供多種監(jiān)測模式的解決方案，適用于各類高壓電器，確保能夠及時檢測設備缺陷，從而有效預防GIS設備的電力事故。

3.1監(jiān)測原理

特高頻局部放電在線監(jiān)測利用國際上的UHF技術，通過UHF傳感器精確捕捉局部放電產(chǎn)生的特高頻電磁信號，從而實現(xiàn)缺陷的檢測與定位。此外，該技術能夠在現(xiàn)場復雜干擾環(huán)境中保持高信噪比和靈敏度。

傳統(tǒng)的局部放電監(jiān)測技術測量頻率較低，測量頻帶與周圍環(huán)境的強干擾源頻帶重疊，易受外界干擾的影響，不易去除干擾信號檢測到放電信號，所以很難應用于在線局放監(jiān)測。而局放超高頻信號（UHF）監(jiān)測技術，則是在300～1500MHz寬帶內(nèi)接收局部放電所產(chǎn)生的局部放電超高頻（UHF）電磁脈沖信號。GIS內(nèi)部充有高氣壓SF6氣體，其絕緣強度和擊穿場強都很高。當局放在很小的范圍發(fā)生時，氣體擊穿過程很快，將產(chǎn)生很陡的脈沖電流（其上升時間小于1ns），并向四周輻射出特高頻電磁波（高達數(shù)GHz）。GIS設備的腔體結(jié)構(gòu)相當于一個良好的同軸波導，非常有利于電磁波的傳播。

特高頻檢測法就是利用特高頻天線采集局部放電所產(chǎn)生的特高頻電磁波信號（300MHz~3GHz），從而實現(xiàn)GIS局部放電的檢測。當電力設備內(nèi)部絕緣缺陷產(chǎn)生局部放電時，激發(fā)出的電磁波便可通過特高頻傳感器進行檢測。

特高頻檢測法基本原理圖：

3.2特高頻監(jiān)測模式特點

采用特高頻傳感器，其接收在UHF頻段傳感局部放電所產(chǎn)生的電磁脈沖信號，在檢測靈敏度和抗干擾能力方面顯示出良好的特性，目前已成為局部放電在線監(jiān)測的主導傳感方法，具有以下特點。

1) 避開了電網(wǎng)中主要的電磁干擾頻段， 具有良好的抗電磁干擾能力， 且對振動噪聲不敏感；

2) 對各種放電缺陷均較敏感， 即使采用體外傳感監(jiān)測方式，也可獲得足夠高的監(jiān)測靈敏度；

3) 根據(jù)放電脈沖的波形特征和UHF信號的頻譜特征，可進行故障診斷及定位；

4) 有效檢測范圍大，檢測點少，檢測效率高，適用于在線監(jiān)測。