专利名称：变电站内区域设备运行状态检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种电カ系统，尤其涉及ー种变电站内区域设备运行状态检测系统。
背景技术：
近几年来，随着电网飞速发展，设备状态检修技术已得到广泛应用，变电站设备各类在线监测装置越来越多，但十多年运行经验表明变电站设备各类在线监测装置不但费用高，运行维护问题多，且大多寿命较短，一般运行两年就不能稳定运行了，常常在设备在线监测装置的寿命期内不能发现一起被监测设备的缺陷。总之，许多安装在各种设备上的在线监测装置有效性较差，如何改变依赖在被监测设备上安装在线监测装置进行运行中设备状态监测的现状，是广大电カ技术人员梦寐以求的愿景。随着智能电网的建设和发展，电力系统通讯和信息系统飞速发展，各种高速A/D变换及数值采集技术更加成熟，为变电站设备的状态监测和诊断直接采用用于电カ系统计量和保护的电压、电流互感器成为可能。目前,现有变电站自动化系统还存在诸多的不足,具体包括I)装置功能独立，且部分内容重复，缺乏高级应用。虽然独立的装置实现了智能，但是却没有真正意义上的变电站系统智能，由于功能独立，装置间缺乏整体协调、集成应用和功能优化；高级应用功能，如状态估计、故障分析、决策支持等尚未完全实现。2)二次接线复杂、CT/VT负载过重由于测量数据和控制机构不能共享，自动化装置之间缺乏通信等原因，变电站内二次接线十分复杂，且系统内使用的通讯规约不统一，不同的厂家使用不同的通讯规约，在系统联调的时候需要进行不同程度的规约转换，加大了调试的复杂性，也増加了运行、维护的难度，给设计、调试和维护带来了一定的困难，降低了系统的可靠性。同时，存在大量硬接线，造成CT/VT负载过重。3)装置的智能化优势未得到充分利用。由于站内各套独立的自动化装置间缺乏集成应用，使得智能装置的作用并未完全发挥，从而降低了自动化系统的使用效率和投资价值。4)缺乏统一的信息模型。相互独立的自动化装置间缺乏互操作性，一方面局限了其在站内的应用，另ー方面也给集控中心对信息的集成和维护带来困难。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供ー种变电站内区域设备运行状态检测系统，它具有通过对电力系统某一瞬间运行状态的多处同时暂态量的采集，经数值分析处理，与系统各不同エ况的建模分析结果对比，实现从系统分析的角度，对系统某个局部设备运行状态进行评估和分析的优点。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案ー种变电站内区域设备运行状态检测系统，包括依次连接的物理层、链路层和应用层； 所述物理层包括若干个合并単元，所述每个合并单元与三相出线电压互感器连接或三相出线电流互感器连接；所述物理层用于检测变电站内区域设备运行状态，并将检测的数据传输给链路层；所述链路层包括变电站故障信息�？�、暂态信号数字差分处理�？�、谐波信号比较�？�、エ频信号处理�？椤IS站内局部放电分析�？�、断路器操作过程分析�？�、变电站雷电侵入波分析�？椤⒈涞缯拘巢ǚ治瞿？�、系统谐波源分析�？�、区域谐波损耗分析�？�、电能计量模块、測量及继电保护�？楹捅涞缯靖髑蛩鸷姆治瞿？椋凰隽绰凡阌糜诙晕锢聿慵觳獾氖萁蟹治龃恚治鼋峁洗τ貌悖凰鲇τ貌惆ū涞缯菊居蛏璞冈诵凶刺治瞿？�、监测中心、计量中心和调度中心；所述应用层接收来自链路层的数据，根据不同数据信息属性，分别控制监测中心、计量中心和调度中心对对其进行处理和诊断分析。所述物理层的三相出线电压互感器或三相出线电流互感器将信号传输给合并单元，所述合并单元将信号传输给链路层；所述链路层从物理层接收的故障信息传输给变电站故障信息�？椋隽绰凡愦游锢聿憬邮盏脑萏藕糯涓萏藕攀植罘执砟？椋隽绰凡愦游锢聿憬邮盏男巢ㄐ藕糯涓巢ㄐ藕疟冉洗砟？椋隽绰凡愦游锢聿憬邮盏磨ㄆ敌藕糯涓ㄆ敌藕糯砟？椋凰鲈萏藕攀植罘执砟？榻砗蟮氖莘直鸫涓鳪IS站内局部放电分析�？�、断路器操作过程分析�？楹捅涞缯纠椎缜秩氩ǚ治瞿？椋凰鲂巢ㄐ藕疟冉洗砟？榻荽涓涞缯拘巢ǚ治瞿？椋涞缯拘巢ǚ治瞿？榻荽涓低承巢ㄔ捶治瞿？椋低承巢ㄔ捶治瞿？榻嗖饧胺治鼋峁⑼蛐巢ㄋ鸷姆治瞿？楹图嗖庵行模凰謦ㄆ敌藕糯砟？榻荽涓缒芗屏磕？�、測量及继电保护�？楹捅涞缯靖髑蛩鸷姆治瞿？椋凰龅缒芗屏磕？榻荽涓屏恐行模霾饬考凹痰绫；つ？榻荽涓鞫戎行模凰霰涞缯菊居蛏璞冈诵凶刺治瞿？榻邮誈IS站内局部放电分析�？椤⒍下菲鞑僮鞴谭治瞿？�、变电站雷电侵入波分析�？�、区域谐波损耗分析�？楹捅涞缯靖髑蛩鸷姆治瞿？榈氖荩霰涞缯菊居蛏璞冈诵凶刺治瞿？榛菇邮誈IS气压密度信息、变压器油温度信号、变电站设备管理信息和其他常规监测量；所述变电站站域设备运行状态分析�？榻治鼋峁洗刺觳庵行�。所述变电站故障信息�？楦涸鹗占缪够ジ衅骰虻缌骰ジ衅鞯燃嗖獾ピ杉涞缯灸谏璞腹收闲畔ⅲ凰鲈萏藕攀植罘执砟？楦涸鸾涞缯竟收闲畔⒛？榧嗖夤收闲畔⒔惺植罘执恚顺收闲畔⒅懈扇攀荩崛≌媸倒收闲藕牛凰鲂巢ㄐ藕疟冉夏？楦涸鹜ü瓒ㄐ巢ㄐ藕陪兄担杉⑻崛⌒巢ㄐ藕牛巢ㄐ畔⒋渲帘涞缯拘巢ǚ治瞿？椋凰謦ㄆ敌藕糯砟？楦涸鸩杉缌ο低持械磨ㄆ敌藕牛⒍孕藕沤新瞬ê徒翟氪恚罱K将纯净的エ频信号传输至电能计量�？椤y量及机电保护�？榈龋籊IS站内局部放电分析�？楦涸鸲郧爸镁植糠诺缂嗖庾爸眉嗖庑畔⒔蟹糯�、滤波、降噪、提取出真实局部放电信号，并通过局部放电分析模块中的专家诊断系统，对局部放电信号进行分类和模式识别，通过与缺陷库中不同缺陷类型进行对比，给出所监测局部放电信号的特征信息，进而指导现场局部放电检测，维护被监测设备；断路器操作过程分析�？楦涸鸺锹己头治龆下菲鞣终⒑秃险⒐讨械牟俣剐畔ⅲǘ下菲骶芊�、拒合、误分、储能电机损坏、断路器直流电阻等，掌握断路器运行状态，并将信息传输至调度运行部门；变电站雷电侵入波分析�？楦涸鸲郧秩氡涞缯灸诘睦椎绮ㄐ畔⒔蟹治觯ɡ椎缌鞔笮。ㄍ肥奔洌ㄎ彩奔湟约叭范ㄊ侵被骼谆故歉杏祝汕〉钡睦椎绶阑ぬ峁┲傅迹槐涞缯拘巢ǚ治瞿？楦涸鹜ü〔ū浠�、神经网络算法，对系统谐波进行分析和处理，将处理结果传输至系统谐波源分析�？椋幌低承巢ㄔ捶治瞿？楦涸鹜ü道镆侗浠唬孕巢ㄐ藕沤蟹治觯掷氤鲂巢ㄐ藕胖械钠娲涡巢ê团即涡巢ǎ巢ㄔ捶治鼋峁⑼嗖庵行模坏缒芗屏磕？楦涸鸲源涞牡缒芙屑屏浚粶y量及继电保护�？楦涸鸩饬看颖槐；ざ韵笫淙氲挠泄匚锢砹浚胍迅ǖ恼ㄖ到斜冉希缘绁低彻收虾筒徽Ｔ诵薪屑嗫兀谐收希；さ绁璞福槐涞缯靖髑蛩鸷姆治瞿？楦涸鸺嗖獠⑼臣品治霰涞缯灸诓煌缪沟燃渡璞傅牡缒芩鸷模磺蛐巢ㄋ鸷姆治瞿？楦涸鸺嗖獠⑼臣票涞缯灸诓煌缪沟燃渡璞盖虻男巢ǎü蛐巢ㄋ鸷姆治瞿？槟谇度氲纳窬�、小波变换和傅里叶变换等数学分析方法，对系统谐波进行分析，分离出基波和高次谐波，并对不同高次谐波损耗进行统计和分析。变电站站域设备运行状态分析�？楦涸鸾邮毡涞缯灸诟髦旨嗖庾爸煤捅患嗖馍璞傅淖刺畔ⅲü刺嗖夂驮诵蟹治龃淼ピ愿骼嘈畔⒔型臣品治觯治鼋峁洗刺觳庵行模凰鑫锢聿惆礁赶撸礁赶咧渫ü舾商跄赶呋芈妨樱瞿赶呋芈钒ㄈ舾筛龆下坊ジ械ピ龆下坊ジ械ピù亩下菲骱偷缌骰ジ衅鳎扛赶叨纪ü下坊ジ械ピ氤鱿吡樱雒扛鱿呱隙忌栌械缪够ジ袇g元；所述电压互感単元包括避雷器、电压互感器和合并单元；每根母线上还设有避雷器和电压互感器。所述若干出线上还设有主变压器。所述若干合并单元与变电站站域的设备状态检测分析装置和电能质量检测分析装置连接。所述电压互感器采用中国专利申请号为201010259969. 2，专利名称为多频段测量的数字式线性交流电压互感器及其測量方法里面提到的电压互感器，所述电压互感器包括与高压导线连接的线性分压器，所述线性分压器输出端与高速数据采集�？槭淙攵肆樱咚偈莶杉？榻杉哪Ｄ庑藕抛咂敌藕藕庭ㄆ敌藕藕笫涑觯桓咚偈莶杉？榈氖涑龆擞牍獾绺衾氪淠？榈氖淙攵肆樱獾绺衾氪淠？槭涑龆朔直鹩毳ㄆ凳涑鼋涌诤托藕欧制的？槭淙攵肆樱藕欧制的？槭涑龆朔直鹩胄巢ㄊ涑鼋涌诤透咂凳涑鼋鹰淼氖淙攵肆�。所述电流互感器采用中国专利申请号为201010259967. 3，专利名称为多频段測量数字式线性交流电流互感器及其測量方法里面提到的电流互感器，所述电流互感器包括数字式线性交流电流传感器，该数字式线性交流电流传感器输出端与高压侧高速数据采集�？槭淙攵肆樱哐共喔咚偈莶杉？槭涑龆擞敫咚俟庀司荡淠？槭淙攵肆樱咚俟庀司荡淠？槭涑龆朔直鹩毳ㄆ凳涑鼋涌诤托藕欧制的？槭淙攵肆樱藕欧制的？槭涑龆朔直鹩胄巢ㄊ涑鼋涌诤透咂凳涑鼋鹰淼氖淙攵肆樱直鹗涑霾饬恐�。所述合并単元通过模数转换器通过模数转换�？榉直鹩氲缪够ジ衅骰虻缌骰ジ衅髁樱龊喜g元上还设有ニ进制开关输入�？椤⒌缭垂┯Φ缏泛臀耷肭蟮缏罚龊喜⒌ピü蕴酉呗繁；つ？�、暂态量�？�、谐波量�？楹图涓舨憧刂破鳎凰龊喜⒌ピü谝煌叫藕庞肫渌喜⒌ピ剑龊喜g元通过第二同步信号控制不同类型的电压互感器或电流互感器同步采集。所述合并単元内部包括若干光电转换�？椋雒扛龉獾缱荒？榻邮帐菔淙氩⒔邮盏降氖荽涓鳩PGA上相应的解码校验�？椋鼋饴胄Ｑ槟？榻荽涓鳩PGA上的FIFO数据排序�？椋現PGA上的同步功能�？榻荽涓獾缱荒？椋獾缱荒？榻涑鐾铰龀逍蛄�。所述变电站站域设备运行状态分析模块为至少包括变电站雷电侵入波监测�？�、断路器操作过程监测�？�、局部放电监测�？�、变电站内区域设备分析诊断�？�、区域谐波损耗监测�？楹捅涞缯靖髑蛩鸷募嗖饽？椋鲜龈髦直涞缯灸谇蚍治瞿？楦涸鹜ü捎貌煌Х治龇椒ǎ嗖庑畔⒔型臣品治觯⒔斫峁蕴蚬庀叽渲帘涞缯菊居蛏璞冈诵凶刺治瞿？�。所述变电站站域设备运行状态分析�？椋ü邮丈鲜龈髦帜？榇涞氖菪畔ⅲ⒍云浣腥诤洗恚萆璞溉毕莺鸵斐Ｊ狈⒊龅母髦值缙藕盘卣鳎ü煌居蚍治瞿？榈男畔⑹占δ埽酝皇笨痰缌ο低吃诵行畔⒔胁杉⒋恚贸龈玫缪够ジ衅�(或电流互感器)所涉及范围内的设备运行健康状态，将分析结果上传给监测中心。所述变电站雷电侵入波监测�？楦涸鸲郧秩氡涞缯灸诘睦椎绮ㄐ畔⒔蟹治觯ɡ椎缌鞔笮。ㄍ肥奔洌ㄎ彩奔湟约叭范ㄊ侵被骼谆故歉杏祝汕〉钡睦椎绶阑ぬ峁┲傅迹凰龆下菲鞑僮鞴碳嗖饽？楦涸鸺锹己头治龆下菲鞣终⒑秃险⒐讨械牟俣剐畔ⅲǘ下菲骶芊�、 拒合、误分、储能电机损坏、断路器直流电阻等，掌握断路器运行状态，并将信息传输至调度运行部门；所述局部放电监测�？楦涸鸾觳獾谋涞缟璞妇植糠诺缧藕沤性ご恚ㄐ藕欧糯�、滤波、降噪，最終提取出被检测设备内部真实局部放电信号，然后通过局部放电分析�？橹械淖艺锒舷低常跃植糠诺缧藕沤蟹掷嗪湍Ｊ绞侗穑ü肴毕菘庵胁煌毕堇嘈徒卸员龋鏊嗖饩植糠诺缧藕诺奶卣餍畔ⅲ傅枷殖【植糠诺缂觳猓け患嗖馍璞福凰霰涞缯灸谇蛏璞阜治稣锒夏？楦涸鸺嗖獠⑼臣品治霰涞缯灸诓煌缪沟燃渡璞傅牡缒芩鸷模凰銮蛐巢ㄋ鸷募嗖饽？楦涸鸺嗖獠⑼臣票涞缯灸诓煌缪沟燃渡璞盖虻男巢ǎü蛐巢ㄋ鸷姆治瞿？槟谇度氲纳窬�、小波变换和傅里叶变换等数学分析方法，对系统谐波进行分析，分离出基波和高次谐波，并对不同高次谐波损耗进行统计和分析。所述变电站各区域损耗监测模块负责监测并统计分析变电站内不同电压等级设备的电能损耗；
所述监测中心负责实时监测变电站站域设备运行状态分析模块所传输的变电站雷电侵入波监测�？�、断路器操作过程监测模块、局部放电监测�？榈燃嗖庑畔ⅲ萆璞缸刺缦盏燃叮卸险居蛏璞附】底刺越】底刺喜钌璞讣笆备鲈ぞ畔�。所述计量中心负责对电能计量模块所监测不同站域设备电能进行分析，统计变电站内不同线路所交换的电能数量；所述调度中心负责根据测量及继电保护�？樗嗖庑畔⒁约跋低车鼻霸诵凶纯觯缘绁低巢煌呗方凶酆系鞫鹊目刂�、决策和指挥中心。本发明专利的有益效果是通过构建站域设备运行状态分析诊断系统，对电力系统变电站内区域设备运行中健康状态进行分析诊断和电能质量监测，为电网设备管理提供基础数据支撑，利用运行状态分析诊断系统的智能诊断功能，实现站域设备健康状态分析。此外，该系统的构建突破了目前输变电设备运行中状态检测靠在设备自身上加装各种在线监测装置来实现的现状，解决了长期以来困扰人们的在线监测装置在电カ系统恶劣运行环境下不能稳定运行和其寿命远低于被监测的主设备等问题。该系统主要包括安装在变电站母线和出线上，具备电能质量测量和暂态信号測量功能的数字式线性电压互感器和数字线性电流互感器，通过对电力系统某一瞬间运行状态的多处同时暂态量的采集，经智能变电站的各区域的合并单元发送至变电站层，经数值分析处理，与系统各不同エ况的建模分析结果对比，从系统分析的角度，实现对系统某个局部设备运行状态进行评估和分析。由于信号直接来至系统回路本身，其分析诊断的有效性将提高，从根本上大大改变了设备监测的基�。娲竺婊纳璞讣嗖馄拦捞峁┝丝赡苄裕缘缤冒踩诵杏凶胖卮蟮囊庖�。
图1为本发明的电气连接示意图；图2为本发明的物理层实际安装示意图；图3为本发明的合并单元连接示意图；图4为本发明的合并单元内部连接框图；图5为本发明的単相设备状态检测分析装置示意图；图6为本发明的三相设备状态检测分析装置示意图。
具体实施例方式下面结合附图与实施例对本发明作进ー步说明。如图1所示，ー种变电站内区域设备运行状态检测系统，包括依次连接的物理层、链路层和应用层；所述物理层包括若干个合并単元，所述每个合并单元与三相出线电压互感器连接或三相出线电流互感器连接；所述链路层包括变电站故障信息�？�、暂态信号数字差分处理�？�、谐波信号比较�？�、エ频信号处理�？�、GIS站内局部放电分析模块、断路器操作过程分析�？椤⒈涞缯纠椎缜秩氩ǚ治瞿？�、变电站谐波分析�？椤⑾低承巢ㄔ捶治瞿？�、区域谐波损耗分析�？�、电能计量�？�、測量及继电保护模块和变电站各区域损耗分析�？椋�
所述应用层包括变电站站域设备运行状态分析�？椤⒓嗖庵行�、计量中心和调度中心；所述物理层的三相出线电压互感器或三相出线电流互感器将信号传输给合并单元，所述合并单元将信号传输给链路层；所述链路层从物理层接收的故障信息传输给变电站故障信息�？椋隽绰凡愦游锢聿憬邮盏脑萏藕糯涓萏藕攀植罘执砟？椋隽绰凡愦游锢聿憬邮盏男巢ㄐ藕糯涓巢ㄐ藕疟冉洗砟？椋隽绰凡愦游锢聿憬邮盏磨ㄆ敌藕糯涓ㄆ敌藕糯砟？椋凰鲈萏藕攀植罘执砟？榻砗蟮氖莘直鸫涓鳪IS站内局部放电分析�？�、断路器操作过程分析�？楹捅涞缯纠椎缜秩氩ǚ治瞿？椋凰鲂巢ㄐ藕疟冉洗砟？榻荽涓涞缯拘巢ǚ治瞿？椋涞缯拘巢ǚ治瞿？榻荽涓低承巢ㄔ捶治瞿？椋低承巢ㄔ捶治瞿？榻嗖饧胺治鼋峁⑼蛐巢ㄋ鸷姆治瞿？楹图嗖庵行模凰謦ㄆ敌藕糯砟？榻荽涓缒芗屏磕？椤y量及继电保护�？楹捅涞缯靖髑蛩鸷姆治瞿？椋凰龅缒芗屏磕？榻荽涓屏恐行模霾饬考凹痰绫；つ？榻荽涓鞫戎行模凰霰涞缯菊居蛏璞冈诵凶刺治瞿？榻邮誈IS站内局部放电分析模块、断路器操作过程分析�？�、变电站雷电侵入波分析�？椤⑶蛐巢ㄋ鸷姆治瞿？楹捅涞缯靖髑蛩鸷姆治瞿？榈氖荩霰涞缯菊居蛏璞冈诵凶刺治瞿？榛菇邮誈IS气压密度信息、变压器油温度信号、变电站设备管理信息和其他常规监测量；所述变电站站域设备运行状态分析�？榻治鼋峁洗刺觳庵行�。所述变电站故障信息模块的功能是负责收集电压互感器或电流互感器等监测单元所采集变电站内设备故障信息；所述暂态信号数字差分处理�？榈墓δ苁歉涸鸾涞缯竟收闲畔⒛？榧嗖夤收闲畔⒔惺植罘执恚顺收闲畔⒅懈扇攀荩崛≌媸倒收闲藕牛凰鲂巢ㄐ藕疟冉夏？榈墓δ苁歉涸鹜ü瓒ㄐ巢ㄐ藕陪兄担杉⑻崛⌒巢ㄐ藕牛巢ㄐ畔⒋渲帘涞缯拘巢ǚ治瞿？椋凰謦ㄆ敌藕糯砟？榈墓δ苁歉涸鸩杉绁低持械磨ㄆ敌藕牛⒍孕藕沤新瞬ê徒翟氪恚罱K将纯净的エ频信号传输至电能计量�？�、測量及机电保护�？榈�;GIS站内局部放电分析模块的功能是负责对前置局部放电监测装置监测信息进行放大、滤波、降噪、提取出真实局部放电信号，并通过局部放电分析�？橹械淖艺锒舷低常跃植糠诺缧藕沤蟹掷嗪湍Ｊ绞侗穑ü肴毕菘庵胁煌毕堇嘈徒卸员龋鏊嗖饩植糠诺缧藕诺奶卣餍畔ⅲ傅枷殖【植糠诺缂觳猓け患嗖馍璞福欢下菲鞑僮鞴谭治瞿？榈墓δ苁歉涸鸺锹己头治龆下菲鞣终⒑秃险⒐讨械牟俣剐畔ⅲǘ下菲骶芊�、拒合、误分、储能电机损坏、断路器直流电阻等，掌握断路器运行状态，并将信息传输至调度运行部门；变电站雷电侵入波分析模块的功能是负责对侵入变电站内的雷电波信息进行分析，包括雷电流大�。ㄍ肥奔洌ㄎ彩奔湟约叭范ㄊ侵被骼谆故歉杏祝浊〉钡睦椎绶阑ぬ峁┲傅迹�
变电站谐波分析�？榈墓δ苁歉涸鹜ü〔ū浠�、神经网络算法，对系统谐波进行分析和处理，将处理结果传输至系统谐波源分析�？椋幌低承巢ㄔ捶治瞿？榈墓δ苁歉涸鹜ü道镆侗浠唬孕巢ㄐ藕沤蟹治觯掷氤鲂巢ㄐ藕胖械钠娲涡巢ê团即涡巢ǎ巢ㄔ捶治鼋峁⑼嗖庵行模坏缒芗屏磕？榈墓δ苁歉涸鸲源涞牡缒芙屑屏浚粶y量及继电保护�？榈墓δ苁歉涸鸩饬看颖槐；ざ韵笫淙氲挠泄匚锢砹浚胍迅ǖ恼ㄖ到斜冉希缘绁低彻收虾筒徽Ｔ诵薪屑嗫兀谐收希；さ绁璞�;变电站各区域损耗分析�？榈墓δ苁歉涸鸺嗖獠⑼臣品治霰涞缯灸诓煌缪沟燃渡璞傅牡缒芩鸷模磺蛐巢ㄋ鸷姆治瞿？榈墓δ苁歉涸鸺嗖獠⑼臣票涞缯灸诓煌缪沟燃渡璞盖虻男巢ǎü蛐巢ㄋ鸷姆治瞿？槟谇度氲纳窬�、小波变换和傅里叶变换等数学分析方法，对系统谐波进行分析，分离出基波和高次谐波，并对不同高次谐波损耗进行统计和分析。变电站站域设备运行状态分析�？榈墓δ苁歉涸鸾邮毡涞缯灸诟髦旨嗖庾爸煤捅患嗖馍璞傅淖刺畔ⅲü刺嗖夂驮诵蟹治龃淼ピ愿骼嘈畔⒔型臣品治觯治鼋峁洗刺觳庵行模蝗缤�2所示，所述物理层包括两根母线，两根母线之间通过若干条母线回路连接，所述母线回路包括若干个断路互感单元，所述断路互感单元包括串联的断路器和电流互感器，每根母线都通过断路互感单元与出线连接，所述每根出线上都设有电压互感単元；所述电压互感单元包括避雷器、电压互感器和合并单元；每根母线上还设有避雷器和电压互感器。所述若干出线上还设有主变压器。所述若干合并单元与变电站站域的设备状态检测分析装置和电能质量检测分析装置连接。所述电压互感器采用中国专利申请号为201010259969. 2，专利名称为多频段测量的数字式线性交流电压互感器及其測量方法里面提到的电压互感器，所述电压互感器包括与高压导线连接的线性分压器，所述线性分压器输出端与高速数据采集�？槭淙攵肆樱咚偈莶杉？榻杉哪Ｄ庑藕抛咂敌藕藕庭ㄆ敌藕藕笫涑觯桓咚偈莶杉？榈氖涑龆擞牍獾绺衾氪淠？榈氖淙攵肆樱獾绺衾氪淠？槭涑龆朔直鹩毳ㄆ凳涑鼋涌诤托藕欧制的？槭淙攵肆樱藕欧制的？槭涑龆朔直鹩胄巢ㄊ涑鼋涌诤透咂凳涑鼋鹰淼氖淙攵肆�。所述电流互感器采用中国专利申请号为201010259967. 3，专利名称为多频段測量数字式线性交流电流互感器及其測量方法里面提到的电流互感器，所述电流互感器包括数字式线性交流电流传感器，该数字式线性交流电流传感器输出端与高压侧高速数据采集�？槭淙攵肆樱哐共喔咚偈莶杉？槭涑龆擞敫咚俟庀司荡淠？槭淙攵肆樱咚俟庀司荡淠？槭涑龆朔直鹩毳ㄆ凳涑鼋涌诤托藕欧制的？槭淙攵肆樱藕欧制的？槭涑龆朔直鹩胄巢ㄊ涑鼋涌诤透咂凳涑鼋鹰淼氖淙攵肆樱直鹗涑霾饬恐�。如图3所示，所述合并単 元通过模数转换器通过模数转换�？榉直鹩氲缪够ジ衅骰虻缌骰ジ衅髁樱龊喜g元上还设有ニ进制开关输入模块、电源供应电路和维修请求电路，所述合并単元通过以太网连接线路保护�？�、暂态量�？�、谐波量模块和间隔层控制器；所述合并単元通过第一同步信号与其他合并单元同步，所述合并単元通过第二同步信号控制不同类型的电压互感器或电流互感器同步采集。如图4所示，所述合并単元内部包括若干光电转换�？椋雒扛龉獾缱荒？榻邮帐菔淙氩⒔邮盏降氖荽涓鳩PGA上相应的解码校验�？椋鼋饴胄Ｑ槟？榻荽涓鳩PGA上的FIFO数据排序�？椋現PGA上的同步功能�？榻荽涓獾缱荒？椋獾缱荒？榻涑鐾铰龀逍蛄�。如图5所示，所述母线PT合并单元，主变PT合并单元，出线2CT合并单元，出线ICT合并单元等，负责汇集三相相应合并単元信息，并将该信息传输至链路层中的变电站故障信息�？�、暂态信号数字差分�？�、谐波信号比较�？榈龋魑涞缯菊居蛏璞冈诵凶刺治鱿低持械男藕挪杉ピ�。如图6所示，所述母线PT，主变PT，出线2CT，出线ICT等作为传感器単元，负责采集变电站内被监测设备状态信息，并按A、B、C三相分别传输至母线PT，主变PT，出线2CT，出线ICT等相应合并单元进行汇总。实施例1 :对由GIS组合电器(或H-GIS)构成的变电站，可通过安装在GIS变电站各路出线，具备暂态信号測量功能的数字式线性电压互感器，同时采集ー组电压暂态信号，经光纤传输到位于智能变电站的测量控制中心的“变电站内区域设备运行中健康状态分析诊断系统”，系统完成对各路信号的数值滤波、数值差分等数学处理分析，得出该组电压互感器所涉及的一定范围内设备的局部放电水平和变化情况，综合得出GIS组合电器该区域内设备运行健康状态。实施例2 对变电站(包括敞开式变电站、GIS或H-GIS构成的变电站)断路器，可通过安装在断路器旁边的，具备暂态信号測量功能的数字式线性电流互感器，采集三相电流断弧的暂态信号，经光纤传输到位于智能变电站的测量控制中心的“变电站内区域设备运行中健康状态分析诊断系統”，该系统完成对三相电流断弧的暂态信号的数学处理分析和诊断，得出断路器是否存在触头烧损或机构异常变化等情况，综合得出断路器运行健康状态。实施例3:对架空线进线或出线的户外式敞开式变电站，可通过站内线路末端安装的，具备暂态信号測量功能的数字式线性电压互感器，采集三相线路电压暂态信号，实时掌握运行线路电压水平，并将该信息经光纤传输到位于智能变电站的测量控制中心的“变电站内区域设备运行中健康状态分析诊断系統”，数字式线性电压互感器和数字式线性电流互感器的高速采集功能，通过“变电站内区域设备运行中健康状态分析诊断系統”，该系统完成对线路三相电压互感器暂态信号的数学处理分析和诊断，可实时掌握线路无功和有功电压，控制投切无功补偿装置数量。实施例4 数字式线性电压互感器和数字式线性电流互感器的高速采集功能，通过“变电站内区域设备运行中健康状态分析诊断系統”，可实现对变电站或系统各种操作过程或雷电侵入过程的记录，为设备的运行寿命分析提供数据。该系统对变电站设备和局部系统的分析诊断应用，还将可以不断拓展。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式
进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
权利要求
1.一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是，包括依次连接的物理层、链路层和应用层； 所述物理层用于检测变电站内区域设备运行状态，并将检测的数据传输给链路层；所述链路层用于对物理层检测的数据进行分析处理，将分析结果上传给应用层；所述应用层接收来自链路层的数据，根据不同数据信息属性，分别控制监测中心、计量中心和调度中心对对其进行处理和诊断分析。
2.如权利要求1所述的一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是， 所述物理层包括若干个合并单元，所述每个合并单元与三相出线电压互感器连接或三相出线电流互感器连接； 所述链路层包括变电站故障信息�？�、暂态信号数字差分处理�？�、谐波信号比较�？椤⒐て敌藕糯砟？�、GIS站内局部放电分析�？�、断路器操作过程分析�？�、变电站雷电侵入波分析�？�、变电站谐波分析�？�、系统谐波源分析�？�、区域谐波损耗分析�？�、电能计量�？椤⒉饬考凹痰绫；つ？楹捅涞缯靖髑蛩鸷姆治瞿？椋� 所述应用层包括变电站站域设备运行状态分析�？�、监测中心、计量中心和调度中心。
3.如权利要求2所述的一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是， 所述物理层的三相出线电压互感器或三相出线电流互感器将信号传输给合并单元，所述合并单元将信号传输给链路层； 所述链路层从物理层接收的故障信息传输给变电站故障信息�？椋隽绰凡愦游锢聿憬邮盏脑萏藕糯涓萏藕攀植罘执砟？椋隽绰凡愦游锢聿憬邮盏男巢ㄐ藕糯涓巢ㄐ藕疟冉洗砟？椋隽绰凡愦游锢聿憬邮盏墓て敌藕糯涓て敌藕糯砟？椋凰鲈萏藕攀植罘执砟？榻砗蟮氖莘直鸫涓鳪IS站内局部放电分析模块、断路器操作过程分析�？楹捅涞缯纠椎缜秩氩ǚ治瞿？椋� 所述谐波信号比较处理�？榻荽涓涞缯拘巢ǚ治瞿？椋涞缯拘巢ǚ治瞿？榻荽涓低承巢ㄔ捶治瞿？椋低承巢ㄔ捶治瞿？榻嗖饧胺治鼋峁⑼蛐巢ㄋ鸷姆治瞿？楹图嗖庵行�。
4.如权利要求2所述的一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是，所述工频信号处理�？榻荽涓缒芗屏磕？�、测量及继电保护�？楹捅涞缯靖髑蛩鸷姆治瞿？椋凰龅缒芗屏磕？榻荽涓屏恐行模霾饬考凹痰绫；つ？榻荽涓鞫戎行模� 所述变电站站域设备运行状态分析�？榻邮誈IS站内局部放电分析�？椤⒍下菲鞑僮鞴谭治瞿？椤⒈涞缯纠椎缜秩氩ǚ治瞿？椤⑶蛐巢ㄋ鸷姆治瞿？楹捅涞缯靖髑蛩鸷姆治瞿？榈氖荩霰涞缯菊居蛏璞冈诵凶刺治瞿？榛菇邮誈IS气压密度信息、变压器油温度信号、变电站设备管理信息和其他常规监测量；所述变电站站域设备运行状态分析�？榻治鼋峁洗刺觳庵行�。
5.如权利要求2所述的一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是，所述变电站故障信息�？楦涸鹗占缪够ジ衅骰虻缌骰ジ衅骷嗖獾ピ杉涞缯灸谏璞腹收闲畔ⅲ� 所述暂态信号数字差分处理�？楦涸鸾涞缯竟收闲畔⒛？榧嗖夤收闲畔⒔惺植罘执恚顺收闲畔⒅懈扇攀荩崛≌媸倒收闲藕牛凰鲂巢ㄐ藕疟冉夏？楦涸鹜ü瓒ㄐ巢ㄐ藕陪兄担杉⑻崛⌒巢ㄐ藕牛巢ㄐ畔⒋渲帘涞缯拘巢ǚ治瞿？椋� 所述工频信号处理�？楦涸鸩杉缌ο低持械墓て敌藕牛⒍孕藕沤新瞬ê徒翟氪恚钪战烤坏墓て敌藕糯渲恋缒芗屏磕？椤⒉饬考盎绫；つ？椋� GIS站内局部放电分析�？楦涸鸲郧爸镁植糠诺缂嗖庾爸眉嗖庑畔⒔蟹糯�、滤波、降噪、提取出真实局部放电信号，并通过局部放电分析�？橹械淖艺锒舷低常跃植糠诺缧藕沤蟹掷嗪湍Ｊ绞侗穑ü肴毕菘庵胁煌毕堇嘈徒卸员龋鏊嗖饩植糠诺缧藕诺奶卣餍畔ⅲ傅枷殖【植糠诺缂觳猓け患嗖馍璞福� 断路器操作过程分析模块负责记录和分析断路器分闸和合闸过程中的操动机构信息，包括断路器拒分、拒合、误分、储能电机损坏、断路器直流电阻，掌握断路器运行状态，并将信息传输至调度中心。
6.如权利要求2所述的一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是，变电站雷电侵入波分析�？楦涸鸲郧秩氡涞缯灸诘睦椎绮ㄐ畔⒔蟹治觯ɡ椎缌鞔笮。ㄍ肥奔洌ㄎ彩奔湟约叭范ㄊ侵被骼谆故歉杏祝汕〉钡睦椎绶阑ぬ峁┲傅迹� 变电站谐波分析�？楦涸鹜ü〔ū浠�、神经网络算法，对系统谐波进行分析和处理，将处理结果传输至系统谐波源分析�？椋� 系统谐波源分析�？楦涸鹜ü道镆侗浠唬孕巢ㄐ藕沤蟹治觯掷氤鲂巢ㄐ藕胖械钠娲涡巢ê团即涡巢ǎ巢ㄔ捶治鼋峁⑼嗖庵行模� 电能计量�？榈墓δ苁歉涸鸲源涞牡缒芙屑屏浚� 测量及继电保护�？楦涸鸩饬看颖槐；ざ韵笫淙氲挠泄匚锢砹浚胍迅ǖ恼ㄖ到斜冉希缘缌ο低彻收虾筒徽Ｔ诵薪屑嗫兀谐收希；さ缌ι璞福� 变电站各区域损耗分析�？楦涸鸺嗖獠⑼臣品治霰涞缯灸诓煌缪沟燃渡璞傅牡缒芩鸷模� 区域谐波损耗分析模块负责监测并统计变电站内不同电压等级设备区域的谐波，通过区域谐波损耗分析�？槟谇度氲纳窬�、小波变换和傅里叶变换算法，对系统谐波进行分析，分离出基波和高次谐波，并对不同高次谐波损耗进行统计和分析。
7.如权利要求2所述的一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是，变电站站域设备运行状态分析�？楦涸鸾邮毡涞缯灸诟髦旨嗖庾爸煤捅患嗖馍璞傅淖刺畔ⅲü刺嗖夂驮诵蟹治龃淼ピ愿骼嘈畔⒔型臣品治觯治鼋峁洗刺觳庵行�。
8.如权利要求1或2所述的一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是，所述物理层包括两根母线，两根母线之间通过若干条母线回路连接，所述母线回路包括若干个断路互感单元，所述断路互感单元包括串联的断路器和电流互感器，每根母线都通过断路互感单元与出线连接，所述每根出线上都设有电压互感单元；所述电压互感单元包括避雷器、电压互感器和合并单元；每根母线上还设有避雷器和电压互感器；所述若干出线上还设有主变压器；所述若干合并单元与变电站站域的设备状态检测分析装置和电能质量检测分析装置连接。
9.如权利要求2所述的一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是，所述合并单元通过模数转换器通过模数转换模块分别与电压互感器或电流互感器连接，所述合并单元上还设有二进制开关输入�？�、电源供应电路和维修请求电路，所述合并单元通过以太网连接线路保护�？椤⒃萏磕？�、谐波量�？楹图涓舨憧刂破鳎凰龊喜⒌ピü谝煌叫藕庞肫渌喜⒌ピ剑龊喜⒌ピü诙叫藕趴刂撇煌嘈偷牡缪够ジ衅骰虻缌骰ジ衅魍讲杉�。
10.如权利要求2所述的一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是，所述合并单元内部包括若干光电转换�？椋雒扛龉獾缱荒？榻邮帐菔淙氩⒔邮盏降氖荽涓鳩PGA上相应的解码校验�？椋鼋饴胄Ｑ槟？榻荽涓鳩PGA上的FIFO数据排序�？椋現PGA上的同步功能�？榻荽涓獾缱荒？椋獾缱荒？榻涑鐾铰龀逍蛄�。
全文摘要
本发明公开了一种变电站内区域设备运行状态检测系统，包括依次连接的物理层、链路层和应用层；所述物理层包括两根母线，两根母线之间通过若干条母线回路连接，所述母线回路包括若干个断路互感单元，所述断路互感单元包括串联的断路器和电流互感器，每根母线都通过断路互感单元与出线连接，所述每根出线上都设有电压互感单元；所述电压互感单元包括避雷器、电压互感器和合并单元；每根母线上还设有避雷器和电压互感器。所述若干出线上还设有主变压器。所述若干合并单元与变电站站域的设备状态检测分析装置和电能质量检测分析装置连接。本发明的有益效果实现从电力系统分析的角度，对电力系统某个局部设备运行状态进行评估和分析。
文档编号G01R31/00GK103033715SQ20121057219
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者郭志红, 逯怀东, 陈玉峰, 王辉 申请人:山东电力集团公司电力科学研究院, 国家电网公司
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