TH-DMDS型电力设备局部放电监测诊断系统..doc

TH-DMDS型电力设备局部放电监测诊断系统 高文胜 张凌俊 （清华大学电机系 北京吉思电气有限公司） 摘要：本文介绍了一种局部放电在线监测与诊断系统。该系统为固定式装置，能够在电磁干扰较强的变电站环境下稳定运行，可全天候连续在线监测电力设备的故障放电信号。该系统为电力现场及时发现多次设备故障隐患，为保障电力系统安全运行做出了贡献。 关键词：局部放电 在线监测与诊断 人工神经网络 1. 引言 电力设备内部的放电现象即是造成绝缘劣化的主要起因，同时也是绝缘劣化的重要征兆。因此及时地进行放电监测能够有效地反映设备内部绝缘的潜伏性缺陷。局部放电在线监测系统能够在设备运行状态下，对设备内部的放电性故障进行实时检测，对电力设备突发性故障的早期发现具有重要意义。 北京吉思电气有限公司与清华大学电机系联合开发的TH-DMDS系列电力设备局部放电在线监测系统，是在清华大学电力系统国家重点实验室－电气检测与故障诊断分室多年研究成果的基础上发展起来的。在国家自然科学基金会和国电公司的大力支持下，使TH-DMDS系列产品的性能指标达到了国际先进水平，目前已有多套系统在国内投入运行，并先后获得了教育部科技进步二等奖、东北电管局科技进步一等奖和吉林省科技进步三等奖。 2. 系统原理 局部放电综合监测系统的原理如图1 所示。 图1. 变压器局部放电综合监测诊断系统结构图 3.主要功能特点 本系统为固定式装置，能够在电磁干扰较强的变电站环境下稳定运行，可全天候连续在线监测电力设备的故障放电信号。 监测系统由传感单元、嵌入式工业计算机、高速信号采集单元、光通讯单元、中央分析诊断单元组成； 图2.局部放电在线监测系统原理框图 监测系统采用安全灵敏的穿心式宽带电流传感器和超声传感器，可检测到设备内部的微小放电。传感器的接入不改变电力设备的运行方式，监测过程对系统一次运行无任何影响； 系统采用软-硬件联合抑制现场干扰的方法，大大提高了监测系统的抗干扰性能。对放电故障具有很高的在线检测灵敏度。可程控选择硬件滤波器和软件滤波器，灵活组成不同参数的滤波器，以适应不同的现场环境； 采用专门设计的在线标定装置，利用本系统配置的局部放电校准信号发生器可随时对监测系统进行校准；采用IEC270规定的工作频带范围，经标定后，可直接以皮库（pC）数给出设备的放电量指标； 采用具有高转换速率和大容量数据缓存的数据采集单元，独立的4通道信号处理，可同步获取不同测点的相关放电信息；根据不同测点结果的一致性，保证测量数据真实准确、合理稳定，能灵敏地反映设备内部的放电性故障。 图3.采样任务设置界面 图4.报警历史查询 对监测系统的功能进行了合理的分布，充分考虑了用户的实际需求。对普通现场监测人员隐藏了系统的复杂细节，明确提示报警信息和诊断结论。根据报警指示灯的颜色（绿、黄、红），就能够给出设备状态的基本判断，提高了系统的易用性；而对监测系统的维护人员和高级用户则强调了系统配置的灵活性，用户可以使用内嵌的智能语言定义采样-数据处理-监测量报警的整个流程。 系统采用人工神经网络作为放电类型的自动识别机，提供快速准确的故障类型和放电严重程度识别功能。能够自动生成故障诊断报告并通过网络发出报警信息。可建立对故障的多级别、多策略报警，大大降低了误报警的可能性，并可方便地查询报警历史。 系统具有超声故障定位功能，可对变压器内部严重放电源精确定位。 可在主控室进行控制，并可通过电力系统局域网或广域网访问监测系统，对监测数据和诊断结果进行远程分析；局内其它用户可采用C/S方式查阅监测结果。 图5.局部放电监测数据管理网络结构图 系统具有自检功能，可方便快速地诊断监测系统本身的故障。现场测量单元和主控制室间采用光缆通讯，实现了监测系统与一次设备的电气隔离，提高了监测工作的安全性。 4.主要技术指标 操作系统采用Windows2000 Server，数据库采用SQL Server2000，通讯协议采用TCP/IP。 监测系统的分辨率（灵敏度）不大于 200 pC，当背景干扰较大时，系统测量灵敏度亦相应下降。 超声定位精度为±50 cm。 放电故障类型正判率不低于80%。 系统能够耐受户外的各种气候环境。 5.局部放电监测系统使用情况 应用该技术先后在新加坡电网公司的十二个变电站、北京供电局的十个变电站以及马来西亚电力公司、美国Edison公司、香港中华电力公司、徐州供电局等地进行了现场检测，并在元宝山发电厂600MW发电机-变压器组、广州供电局220 kV变压器和常州供电局220 kV变压器上安装了，为电力现场及时发现多次设备故障隐患，为保障电力系统安全运行做出了贡献。对新加坡电网公司66kV变压器电