110kVGIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及智能電網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是110kV GIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要由智能傳感器、110kV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理終端三部分組成，智能傳感器包括SF6微水密度傳感器、局放傳感器、機(jī)械特性位移傳感器和機(jī)械特性電流互感器；110kV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括數(shù)字化采集模塊、在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建模計(jì)算模塊、flash存儲(chǔ)模塊和對(duì)外端口；110kV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將智能傳感器獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化建模、計(jì)算以及存儲(chǔ)并保證數(shù)據(jù)管理終端對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要針對(duì)GIS局部放電、GIS氣體微水狀態(tài)、斷路器機(jī)械特性的集中監(jiān)測(cè)，并建立起故障診斷模型，進(jìn)而判斷變壓器老化程度，估計(jì)其使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
11OkVG IS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及智能電網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是IlOkVGIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]智能電網(wǎng)是未來(lái)電力系統(tǒng)的發(fā)展方向，智能變電站作為其核心部分，對(duì)變電站各類(lèi)設(shè)備實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)減小設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)成本、提高設(shè)備運(yùn)行可靠性、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命具有重大意義。因此，狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)智能變電站的核心技術(shù)。狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)采取連續(xù)性與離線監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法，應(yīng)用現(xiàn)代電子合計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代分析技術(shù)預(yù)測(cè)設(shè)備可能發(fā)生的故障，以期達(dá)到預(yù)支維修和有效維修的目的，對(duì)電流設(shè)備運(yùn)行起保障作用。
[0003]GIS全封閉式組合電器是由母線、接地開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、互感器、貝類(lèi)器、出線終端和連接件組成，這些設(shè)備都被封閉在充有SF6氣體的金屬接地外殼中。由于GIS的封閉性，早期故障難以發(fā)現(xiàn)，因此在線監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行情況，對(duì)GIS的安全運(yùn)行意義重大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種IlOkVGIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要針對(duì)GIS局部放電、GIS氣體微水狀態(tài)、斷路器機(jī)械特性的集中監(jiān)測(cè)，并建立起故障診斷模型，進(jìn)而判斷變壓器老化程度，估計(jì)其使用壽命。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:IlOkVGIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要由智能傳感器、IlOkV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理終端三部分組成，智能傳感器包括SF6微水密度傳感器、局放傳感器、機(jī)械特性位移傳感器和機(jī)械特性電流互感器；I1kV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括數(shù)字化采集模塊、在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建模計(jì)算模塊、flash存儲(chǔ)模塊和對(duì)外端口；IlOkV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將智能傳感器獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化建模、計(jì)算以及存儲(chǔ)并保證數(shù)據(jù)管理終端對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)。
[0006]進(jìn)一步具體地說(shuō)，上述技術(shù)方案中所述SF6微水密度傳感器用于平衡主汽室與采樣點(diǎn)的濕度;所述局放傳感器通過(guò)超高頻傳感器耦合電纜接頭內(nèi)部局部放電所產(chǎn)生的超高頻電磁波來(lái)檢測(cè)定位;所述機(jī)械特性位移傳感器通過(guò)與動(dòng)觸頭連桿相連的位移傳感器的電壓變化間接的得到行程值并可計(jì)算出相應(yīng)的速度值;所述機(jī)械特性電流互感器用于獲取分合閘時(shí)線圈電流和電機(jī)電流。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:該在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的各個(gè)技術(shù)元件的植入與接入均保證GIS設(shè)備本體的安全可靠，不影響原有的電場(chǎng)分布、內(nèi)部絕緣和機(jī)械操作，所有部件集成于一個(gè)設(shè)備裝置中，實(shí)現(xiàn)模塊化、一體化安裝，保證設(shè)備的抗干擾和穩(wěn)定性，適用110KV高壓電柜;可以通過(guò)RS485、I2C、A/D等采樣或通訊形式與GIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，通過(guò)數(shù)據(jù)建模、計(jì)算分析得出GIS氣體微水狀態(tài)、局部放電狀態(tài)、機(jī)械觸頭行程曲線、分合閘線圈電流波形、儲(chǔ)能電機(jī)電流波形、輔助觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議與各種數(shù)據(jù)管理終端通訊，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前、歷史數(shù)據(jù)的比對(duì)、分析。
【附圖說(shuō)明】

[0008]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0009]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]見(jiàn)圖l，110kV GIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要針對(duì)GIS局部放電、GIS氣體微水狀態(tài)、斷路器機(jī)械特性的集中監(jiān)測(cè)，并建立起故障診斷模型，進(jìn)而判斷變壓器老化程度，估計(jì)其使用壽命，信息的高度融合和運(yùn)用110KV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行多信息的綜合分析判斷。主要由智能傳感器、IlOkV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理終端三部分組成，智能傳感器的種類(lèi)由所需監(jiān)測(cè)的種類(lèi)、數(shù)量、范圍所決定，智能傳感器包括SF6微水密度傳感器、局放傳感器、機(jī)械特性位移傳感器和機(jī)械特性電流互感器;IlOkV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括數(shù)字化采集模塊、在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建模計(jì)算模塊、flash存儲(chǔ)模塊和對(duì)外端口。
[0011]GIS局部放電監(jiān)測(cè)采用超高頻法，靈敏度高，檢測(cè)范圍廣，超高頻局部放電傳感器安裝在GIS的盆式絕緣子處，由于超高頻信號(hào)無(wú)法穿透金屬封閉外殼，因此在由金屬材料制成的盆式絕緣子的外圈預(yù)留一定區(qū)域的非金屬空間，以方便局放傳感器的安裝與檢測(cè)。局放傳感器通過(guò)超高頻傳感器耦合電纜接頭內(nèi)部局部放電所產(chǎn)生的超高頻電磁波來(lái)檢測(cè)定位。GIS內(nèi)部發(fā)送局部放電時(shí)，由于放電處電荷迅速轉(zhuǎn)移，形成持續(xù)時(shí)間短的電流脈沖(ns級(jí))，并產(chǎn)生頻率分量及其豐富的電磁信號(hào)(高達(dá)GHz)，通過(guò)傳感局部放電所產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)行局部放電檢測(cè)，可以及早發(fā)現(xiàn)早期的局部放電。
[0012]GIS氣體微水狀態(tài)監(jiān)測(cè)采用對(duì)SF6氣體隔離室監(jiān)測(cè)點(diǎn)的密度、微水和溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)RS485通信模式與110KV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)交互，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)整理、保存，方便后臺(tái)監(jiān)控軟件或其他終端設(shè)備調(diào)用、監(jiān)測(cè)和分析。SF6微水密度傳感器由溫度傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器組成可以確保快速測(cè)量和長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，經(jīng)過(guò)微循環(huán)系統(tǒng)，使得主汽室與采樣點(diǎn)的濕度能夠達(dá)到平衡，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性;最后通過(guò)RS485輸出信號(hào)。
[0013]斷路器機(jī)械特性的集中監(jiān)測(cè)通過(guò)在斷路器及GIS操動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要部位安裝不同的信號(hào)傳感器，實(shí)時(shí)在線測(cè)量和記錄觸頭行程曲線、分合閘線圈電流波形、儲(chǔ)能電機(jī)電流波形、輔助觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)狀態(tài)等參數(shù)，通過(guò)110KV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)算出分合閘時(shí)間、速度等參數(shù)，綜合判斷機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)及歷史變化趨勢(shì)，最后通過(guò)RS485傳輸給后臺(tái)監(jiān)控軟件或其他終端設(shè)備調(diào)用、分析。機(jī)械特性位移傳感器是通過(guò)與動(dòng)觸頭連桿相連的位移傳感器的電壓變化，間接的得到行程值，并可計(jì)算出現(xiàn)相應(yīng)的速度值。結(jié)合電流互感器，獲取分合閘時(shí)相關(guān)線圈電流和電機(jī)電流。
[0014]該IlOkVGIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的在線監(jiān)測(cè)方法，具體監(jiān)測(cè)步驟如下:
[0015]步驟I:智能傳感器中的SF6微水密度傳感器、局放傳感器、機(jī)械特性位移傳感器和機(jī)械特性電流互感器分別實(shí)現(xiàn)各自的數(shù)據(jù)采集；
[0016]步驟2:步驟I中采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?10KV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)建模、計(jì)算以及存儲(chǔ)；UOKV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的數(shù)字化采集模塊對(duì)智能傳感器獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化建模，110KV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建模計(jì)算模塊對(duì)數(shù)字化采集模塊建模后的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，I1KV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的flash存儲(chǔ)模塊對(duì)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建模計(jì)算模塊計(jì)算后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0017]步驟3:步驟2中的數(shù)據(jù)通過(guò)110KV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的對(duì)外端口傳送到數(shù)據(jù)管理終端實(shí)現(xiàn)不同信息間的演示和分析，數(shù)據(jù)管理終端對(duì)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建模計(jì)算模塊計(jì)算的數(shù)據(jù)或flash存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)。
[0018]110KV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)不同的通訊、數(shù)據(jù)采集方式把上述傳感器獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理，然后運(yùn)用不同的建模公式分別計(jì)算出GIS內(nèi)部微水密度、局部放電量、斷路器分合閘時(shí)的觸頭行程、速度、開(kāi)距、分合閘線圈電流及次數(shù)等，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到FLASH中，設(shè)計(jì)存儲(chǔ)FLASH可以保存12個(gè)月到18個(gè)月數(shù)據(jù)；同時(shí)保證數(shù)據(jù)管理終端的訪問(wèn)。數(shù)據(jù)管理終端以PC端為主要載體，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、集成化顯示，并可以進(jìn)行大數(shù)據(jù)比對(duì)分析，高級(jí)授權(quán)也可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。
[0019]以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要如權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.1lOkV GIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:主要由智能傳感器、IlOkV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理終端三部分組成，智能傳感器包括SF6微水密度傳感器、局放傳感器、機(jī)械特性位移傳感器和機(jī)械特性電流互感器;IlOkV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括數(shù)字化采集模塊、在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建模計(jì)算模塊、flash存儲(chǔ)模塊和對(duì)外端口； IlOkV在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將智能傳感器獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化建模、計(jì)算以及存儲(chǔ)并保證數(shù)據(jù)管理終端對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)。2.如權(quán)利要求1所述的I1kVGIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述SF6微水密度傳感器用于平衡主汽室與采樣點(diǎn)的濕度;所述局放傳感器通過(guò)超高頻傳感器耦合電纜接頭內(nèi)部局部放電所產(chǎn)生的超高頻電磁波來(lái)檢測(cè)定位;所述機(jī)械特性位移傳感器通過(guò)與動(dòng)觸頭連桿相連的位移傳感器的電壓變化間接的得到行程值并可計(jì)算出相應(yīng)的速度值;所述機(jī)械特性電流互感器用于獲取分合閘時(shí)線圈電流和電機(jī)電流。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK205720541SQ201620556435
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】陳海昆, 唐建中, 蔣亞峰, 顧蕓冉, 王鳳云
【申請(qǐng)人】上海市南電力（集團(tuán)）有限公司, 上海南華蘭陵電氣有限公司