一種智能電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，包括變電站綜合監(jiān)測單元、站內(nèi)在線監(jiān)測主機及位于現(xiàn)場的多個監(jiān)測子系統(tǒng)，多個監(jiān)測子系統(tǒng)通過CAN2.0現(xiàn)場總線連接至站內(nèi)在線監(jiān)測主機，所述站內(nèi)在線監(jiān)測主機與變電站綜合監(jiān)測單元通訊連接，所述站內(nèi)在線監(jiān)測主機連接有IEC6850通訊處理機，所述IEC6850通訊處理機通過MMS網(wǎng)絡(luò)與變電站綜合監(jiān)測單元通訊連接。本實用新型提供全面的在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案，廣泛適用于110kV和220kV及以上電壓等級的變電站和發(fā)電廠，涵蓋了幾乎所有的高壓設(shè)備，集成了電站內(nèi)的電氣量、非電量、穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)等各類設(shè)備狀態(tài)參數(shù)，各監(jiān)測子系統(tǒng)基于統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和后臺管理系統(tǒng)。
【專利說明】一種智能電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種智能電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力設(shè)備的監(jiān)測與診斷經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段。最簡單的是針對個別設(shè)備、個別參數(shù)進行監(jiān)測。進而發(fā)展到對多臺設(shè)備、多種參數(shù)直至對整個發(fā)電廠、變電站的電氣部分進行監(jiān)測與診斷，形成分布式的計算機輔助監(jiān)測診斷系統(tǒng)。當前，建立地區(qū)性遠程集成分布式監(jiān)測與診斷系統(tǒng)已提上日程。最高一級的監(jiān)測診斷系統(tǒng)設(shè)立在地區(qū)電業(yè)局或地區(qū)電力試驗研究所內(nèi)，通過公用通信網(wǎng)和各發(fā)電廠、變電站的監(jiān)測診斷系統(tǒng)相聯(lián)系，能對整個地區(qū)的重要發(fā)、變電設(shè)備進行監(jiān)測與診斷，隨時掌握其運行工況，為推行預(yù)知性維修決策提供依據(jù)。隨著無人值守變電站的推廣，建立上述地區(qū)性遠程集成分布式監(jiān)測與診斷系統(tǒng)更日顯迫切性。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種智能電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，通過局域網(wǎng)，用戶可把若干個變電站監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，匯集到數(shù)據(jù)管理及診斷中心并進行綜
合管理。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種智能電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，包括變電站綜合監(jiān)測單元、站內(nèi)在線監(jiān)測主機及位于現(xiàn)場的多個監(jiān)測子系統(tǒng)，所述監(jiān)測子系統(tǒng)包括容性設(shè)備監(jiān)測子系統(tǒng)、變壓器局放監(jiān)測子系統(tǒng)、變壓器鐵芯接地電流及油溫油位監(jiān)測子系統(tǒng)、SF6氣體濕度及密度監(jiān)測子系統(tǒng)、斷路器監(jiān)測子系統(tǒng)、氧化鋅避雷器監(jiān)測子系統(tǒng)，多個監(jiān)測子系統(tǒng)通過CAN2.0現(xiàn)場總線連接至站內(nèi)在線監(jiān)測主機，所述站內(nèi)在線監(jiān)測主機連接有IEC6850通訊處理機，所述IEC6850通訊處理機通過MMS網(wǎng)絡(luò)與變電站綜合監(jiān)測單元通訊連接，所述變電站綜合監(jiān)測單元連接有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、管理服務(wù)器、Web服務(wù)器。
[0006]進一步，所述容性設(shè)備監(jiān)測子系統(tǒng)連接有用于耦合被測設(shè)備電壓和電流信號的有源零磁通電流傳感器及中央處理器，所述中央處理器與有源零磁通電流傳感器連接并接收獲得的檢測數(shù)據(jù)。
[0007]進一步，所述變壓器局放監(jiān)測子系統(tǒng)連接有安裝在變壓器放油閥上的UHF局部放電傳感器。
[0008]進一步，所述變壓器鐵芯接地電流及油溫油位監(jiān)測子系統(tǒng)連接有安裝在變壓器鐵芯上的穿芯式電流傳感器、安裝在變壓器本體外部的油溫表及安裝在油枕中的油位變送器。
[0009]進一步，所述SF6氣體濕度及密度監(jiān)測子系統(tǒng)連接有多個氣體露點溫度及密度傳感器。
[0010]進一步，所述斷路器監(jiān)測子系統(tǒng)連接有用于采集斷路器每次動作時負載電流的穿心式電流互感器，及獲取斷路器動作信號的光電耦合器。
[0011]進一步，所述站內(nèi)在線監(jiān)測主機連接有短信預(yù)警模塊。
[0012]本實用新型的有益效果是:本實用新型采用的一種智能電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，采用分層分布式的現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)，由安裝在地區(qū)電業(yè)局或地區(qū)電力試驗研究所內(nèi)的變電站綜合監(jiān)測單元和安裝在現(xiàn)場的多個監(jiān)測子系統(tǒng)組成，可對變電站內(nèi)的容性設(shè)備、變壓器、GIS設(shè)備、斷路器、氧化鋅避雷器等高壓電氣設(shè)備的絕緣狀況實施在線監(jiān)測和診斷，并通過MMS網(wǎng)絡(luò)可將若干個變電站的站內(nèi)在線監(jiān)測主機的數(shù)據(jù)匯集到變電站綜合監(jiān)測單元。本實用新型提供全面的在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案，廣泛適用于IlOkV和220kV及以上電壓等級的變電站和發(fā)電廠，涵蓋了幾乎所有的高壓設(shè)備，集成了電站內(nèi)的電氣量、非電量、穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)等各類設(shè)備狀態(tài)參數(shù)，各監(jiān)測子系統(tǒng)基于統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和后臺管理系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]以下結(jié)合附圖和實例對本實用新型作進一步說明。
[0014]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖。
【具體實施方式】
[0015]一種智能電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，包括變電站綜合監(jiān)測單元1、站內(nèi)在線監(jiān)測主機2及位于現(xiàn)場的多個監(jiān)測子系統(tǒng)，所述監(jiān)測子系統(tǒng)包括容性設(shè)備監(jiān)測子系統(tǒng)4、變壓器局放監(jiān)測子系統(tǒng)5、變壓器鐵芯接地電流及油溫油位監(jiān)測子系統(tǒng)6、SF6氣體濕度及密度監(jiān)測子系統(tǒng)7、斷路器監(jiān)測子系統(tǒng)8、氧化鋅避雷器監(jiān)測子系統(tǒng)9，多個監(jiān)測子系統(tǒng)通過CAN2.0現(xiàn)場總線連接至站內(nèi)在線監(jiān)測主機2，所述站內(nèi)在線監(jiān)測主機2連接有IEC6850通訊處理機3，所述IEC6850通訊處理機3通過MMS網(wǎng)絡(luò)與變電站綜合監(jiān)測單元I通訊連接，所述變電站綜合監(jiān)測單元I連接有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器11、應(yīng)用服務(wù)器12、管理服務(wù)器13、Web服務(wù)器14。本實用新型采用分層分布式的現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)，由安裝在地區(qū)電業(yè)局或地區(qū)電力試驗研究所內(nèi)的變電站綜合監(jiān)測單元I和安裝在現(xiàn)場的多個監(jiān)測子系統(tǒng)組成，各個監(jiān)測子系統(tǒng)按照現(xiàn)場高壓設(shè)備的分布就地安裝、就地數(shù)字化測量，并通過CAN2.0現(xiàn)場總線與站內(nèi)在線監(jiān)測主機2進行通信，接線簡單，現(xiàn)場施工和后續(xù)維護工作量小，系統(tǒng)易擴充性、兼容性強。各個監(jiān)測子系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)匯集至變電站的站內(nèi)在線監(jiān)測主機2，然后經(jīng)IEC6850通訊處理機3轉(zhuǎn)換為IEC61850通訊規(guī)約，然后通過MMS網(wǎng)絡(luò)與變電站綜合監(jiān)測單元I通訊連接。
[0016]具體地，所述容性設(shè)備監(jiān)測子系統(tǒng)4連接有用于耦合被測設(shè)備電壓和電流信號的有源零磁通電流傳感器及中央處理器，所述中央處理器與有源零磁通電流傳感器連接并接收獲得的檢測數(shù)據(jù)。該監(jiān)測子系統(tǒng)采用高精度有源零磁通電流傳感器從被測設(shè)備末屏接地線上獲取被測信號，就地對被測設(shè)備的三相信號進行全數(shù)字化處理，精確獲得被測信號的工頻基波相位信息，然后上傳至中央處理器，計算出該電容型設(shè)備的介質(zhì)損耗和電容量。
[0017]具體地，所述變壓器局放監(jiān)測子系統(tǒng)5連接有安裝在變壓器放油閥上的UHF局部放電傳感器。該監(jiān)測子系統(tǒng)采用國際上最先進的超高頻(UHF)檢測技術(shù)，既可靈敏檢測到局部放電所產(chǎn)生的超高頻電磁信號，實現(xiàn)對局部放電缺陷的檢測和定位，又能保證現(xiàn)場干擾環(huán)境下的信噪比和靈敏度。[0018]具體地，所述變壓器鐵芯接地電流及油溫油位監(jiān)測子系統(tǒng)6連接有安裝在變壓器鐵芯上的穿芯式電流傳感器、安裝在變壓器本體外部的油溫表及安裝在油枕中的油位變送器，實現(xiàn)對變壓器鐵芯及夾件接地電流的監(jiān)測，并可同時監(jiān)測變壓器的油溫、油位及負載電流，有利于了解變壓器的運行工況。
[0019]具體地，所述SF6氣體濕度及密度監(jiān)測子系統(tǒng)7連接有多個氣體露點溫度及密度傳感器，實現(xiàn)GIS設(shè)備中露點溫度(微水)及SF6氣體密度(壓力)的監(jiān)測。
[0020]具體地，所述斷路器監(jiān)測子系統(tǒng)8連接有用于采集斷路器每次動作時負載電流的穿心式電流互感器，及獲取斷路器動作信號的光電耦合器，可自動記錄并累加斷路器每次動作時的負載電流，得到累積動作電流參數(shù)，以便評價該斷路器的觸頭磨損狀況，為狀態(tài)檢修提供依據(jù)。
[0021]具體地，所述氧化鋅避雷器監(jiān)測子系統(tǒng)9通過就地安裝的避雷器監(jiān)測單元，來實現(xiàn)氧化鋅避雷器絕緣缺陷的監(jiān)測，被測信號通常可直接從計數(shù)器上端獲取，并使用高頻阻尼線圈來保證不影響過計數(shù)器的正常工作。每臺避雷器監(jiān)測單元可監(jiān)測一組三相避雷器，當監(jiān)測多組避雷器時，僅需通過現(xiàn)場總線把多臺避雷器監(jiān)測單元連接起來即可。該監(jiān)測單元采用容性電流補償技術(shù)，可就地對獲得的三相泄漏電流信號進行數(shù)字化處理，精確獲得被測信號的工頻基波相位信息，然后上傳至中央控制器，由中央控制器計算出該避雷器的阻性電流和全電流。氧化鋅避雷器阻性電流的在線監(jiān)測，通常采用容性電流補償法，它是利用從PT上取得的電壓信號對避雷器泄漏電流中的容性分量進行補償，最后剩下的即為阻性電流分量。對于阻性電流基波分量的檢測，采用了與電容型設(shè)備完全類似的方法，即采用“虛擬基準”過渡技術(shù)，利用避雷器監(jiān)測單元和基準電壓監(jiān)測單元同時測量避雷器的泄漏電流和電壓信號，得到基波電流和電壓的幅值和相角，然后將基波電流投影到基波電壓上，即可得到阻性電流的基波分量。與其它檢測方法(如三次諧波法、電場感應(yīng)法)相比，阻性電流基波分量檢測法可有效避免電網(wǎng)諧波的影響，測量精度也相對較高。
[0022]在本實施例中，所述站內(nèi)在線監(jiān)測主機2連接有短信預(yù)警模塊10。當站內(nèi)在線監(jiān)測主機2發(fā)現(xiàn)有電氣設(shè)備工作異常的情況后，可發(fā)送短信至預(yù)警短信接收手機，通知相關(guān)的責任人。
[0023]以上所述，只是本實用新型的較佳實施例而已，本實用新型并不局限于上述實施方式，只要其以相同的手段達到本實用新型的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種智能電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括變電站綜合監(jiān)測單元、站內(nèi)在線監(jiān)測主機及位于現(xiàn)場的多個監(jiān)測子系統(tǒng)，所述監(jiān)測子系統(tǒng)包括容性設(shè)備監(jiān)測子系統(tǒng)、變壓器局放監(jiān)測子系統(tǒng)、變壓器鐵芯接地電流及油溫油位監(jiān)測子系統(tǒng)、SF6氣體濕度及密度監(jiān)測子系統(tǒng)、斷路器監(jiān)測子系統(tǒng)、氧化鋅避雷器監(jiān)測子系統(tǒng)，多個監(jiān)測子系統(tǒng)通過CAN2.0現(xiàn)場總線連接至站內(nèi)在線監(jiān)測主機，所述站內(nèi)在線監(jiān)測主機連接有IEC6850通訊處理機，所述IEC6850通訊處理機通過MMS網(wǎng)絡(luò)與變電站綜合監(jiān)測單元通訊連接，所述變電站綜合監(jiān)測單元連接有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、管理服務(wù)器、Web服務(wù)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述容性設(shè)備監(jiān)測子系統(tǒng)連接有用于耦合被測設(shè)備電壓和電流信號的有源零磁通電流傳感器及中央處理器，所述中央處理器與有源零磁通電流傳感器連接并接收獲得的檢測數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述變壓器局放監(jiān)測子系統(tǒng)連接有安裝在變壓器放油閥上的UHF局部放電傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述變壓器鐵芯接地電流及油溫油位監(jiān)測子系統(tǒng)連接有安裝在變壓器鐵芯上的穿芯式電流傳感器、安裝在變壓器本體外部的油溫表及安裝在油枕中的油位變送器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述SF6氣體濕度及密度監(jiān)測子系統(tǒng)連接有多個氣體露點溫度及密度傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述斷路器監(jiān)測子系統(tǒng)連接有用于采集斷路器每次動作時負載電流的穿心式電流互感器，及獲取斷路器動作信號的光電耦合器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述站內(nèi)在線監(jiān)測主機連接有短信預(yù)警模塊。
【文檔編號】G05B19/418GK203759497SQ201320844184
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】馮雄望, 吳致堯, 余建偉, 黃梅青, 黃誠華 申請人:鶴山市明鶴電力建設(shè)有限公司