基于無源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及變電設(shè)備監(jiān)測技術(shù)，具體是一種基于無源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸速度慢、數(shù)據(jù)共享性差、數(shù)據(jù)采集全面性差、數(shù)據(jù)采集實時性差、運行可靠性差、維護(hù)成本高、安裝難度高的問題?；跓o源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)，包括電容式電場能集能裝置、整流器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、SAW油質(zhì)傳感器、高壓帶電傳感器、有線數(shù)據(jù)采集器、變電站IED、變電站CAC、監(jiān)測主機(jī)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、閉鎖控制器、電腦鑰匙、五防主站、五防鎖具、光纖。本發(fā)明適用于變電設(shè)備的監(jiān)測。
【專利說明】基于無源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變電設(shè)備監(jiān)測技術(shù)，具體是一種基于無源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]作為電網(wǎng)的重要組成部分，變電設(shè)備能否可靠安全地運行直接關(guān)系到電網(wǎng)運行的可靠性和安全性。因此，為了保證電網(wǎng)運行的可靠性和安全性，目前主要采用變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)來對變電設(shè)備的綜合狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)由于自身結(jié)構(gòu)所限，存在如下問題:其一，現(xiàn)有變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)普遍缺少合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其存在數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定的問題，由此直接影響電網(wǎng)運行的可靠性和安全性。其二，現(xiàn)有變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)普遍缺少統(tǒng)一高效的傳輸介質(zhì)，導(dǎo)致其存在數(shù)據(jù)傳輸速度慢、數(shù)據(jù)共享性差的問題，由此同樣影響電網(wǎng)運行的可靠性和安全性。其三，現(xiàn)有變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)普遍缺少對充油變電設(shè)備的油質(zhì)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測的功能，導(dǎo)致其存在數(shù)據(jù)采集全面性差的問題，由此同樣影響電網(wǎng)運行的可靠性和安全性。其四，現(xiàn)有變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)普遍采用電池或CT取電電源來對傳感器進(jìn)行供電。其中，采用電池供電存在如下問題:一、由于電池的電量有限，通常需要降低傳感器的采樣頻率以保證系統(tǒng)可以長時間的工作，由此導(dǎo)致系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)采集實時性差的問題。二、電池在高電壓和強(qiáng)電磁環(huán)境中存在安全隱患，由此導(dǎo)致系統(tǒng)存在運行可靠性差的問題。三、電池需要定期進(jìn)行更換，由此導(dǎo)致系統(tǒng)存在維護(hù)成本高的問題。四、電池的體積較大，由此導(dǎo)致系統(tǒng)存在安裝難度高的問題。采用CT取電電源供電存在如下問題:一、母線電流的實時變化和變電站復(fù)雜的電磁干擾會導(dǎo)致CT取電電源出現(xiàn)沖擊而損壞，由此同樣導(dǎo)致系統(tǒng)存在運行可靠性差的問題。二、CT取電電源的體積較大，由此同樣導(dǎo)致系統(tǒng)存在安裝難度高的問題?；诖?，有必要發(fā)明一種全新的變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸速度慢、數(shù)據(jù)共享性差、數(shù)據(jù)采集全面性差、數(shù)據(jù)采集實時性差、運行可靠性差、維護(hù)成本高、安裝難度高的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸速度慢、數(shù)據(jù)共享性差、數(shù)據(jù)采集全面性差、數(shù)據(jù)采集實時性差、運行可靠性差、維護(hù)成本高、安裝難度高的問題，提供了一種基于無源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:基于無源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)，包括電容式電場能集能裝置、整流器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、SAW (Surface Acoustic Wave，聲表面波)油質(zhì)傳感器、高壓帶電傳感器、有線數(shù)據(jù)采集器、變電站IED (IntelligentElectronic Device,智能電子設(shè)備)、變電站 CAC (Condit1n Acquisit1n Controller,狀態(tài)接入控制器)、監(jiān)測主機(jī)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、閉鎖控制器、電腦鑰匙、五防主站、五防鎖具、光纖；其中，SAW油質(zhì)傳感器的數(shù)目、高壓帶電傳感器的數(shù)目均為多個；有線數(shù)據(jù)采集器的數(shù)目為兩個；電容式電場能集能裝置的輸出端與整流器的輸入端連接；整流器的輸出端與DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入端連接；DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端分別與各個SAW油質(zhì)傳感器的供電輸入端、各個高壓帶電傳感器的供電輸入端連接；各個SAW油質(zhì)傳感器均通過光纖與第一個有線數(shù)據(jù)采集器連接；各個SAW油質(zhì)傳感器與第一個有線數(shù)據(jù)采集器共同構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；各個高壓帶電傳感器均通過光纖與第二個有線數(shù)據(jù)采集器連接；各個高壓帶電傳感器與第二個有線數(shù)據(jù)采集器共同構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；各個有線數(shù)據(jù)采集器、變電站CAC、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、閉鎖控制器均通過光纖與變電站IED連接；各個有線數(shù)據(jù)采集器、變電站CAC、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、閉鎖控制器、變電站IED共同構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；監(jiān)測主機(jī)通過光纖與變電站CAC連接；電腦鑰匙通過光纖與閉鎖控制器連接；五防主站、五防鎖具均通過光纖與電腦鑰匙連接。
[0005]具體工作過程如下:各個SAW油質(zhì)傳感器實時采集變電設(shè)備的油質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)(包括粘度、電導(dǎo)率、介電常數(shù)、介質(zhì)損耗)，并通過光纖將采集到的油質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)實時發(fā)送至第一個有線數(shù)據(jù)采集器。第一個有線數(shù)據(jù)采集器對接收到的油質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行實時匯總，并通過光纖將匯總后的油質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)實時發(fā)送至變電站IED。各個高壓帶電傳感器實時采集變電設(shè)備的高壓帶電數(shù)據(jù)，并通過光纖將采集到的高壓帶電數(shù)據(jù)實時發(fā)送至第二個有線數(shù)據(jù)采集器。第二個有線數(shù)據(jù)采集器對接收到的高壓帶電數(shù)據(jù)進(jìn)行實時匯總，并通過光纖將匯總后的高壓帶電數(shù)據(jù)實時發(fā)送至變電站IED。變電站IED對接收到的油質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)和高壓帶電數(shù)據(jù)進(jìn)行實時匯總，并通過光纖將匯總后的油質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)和高壓帶電數(shù)據(jù)實時同步發(fā)送至變電站CAC、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、閉鎖控制器。變電站CAC對接收到的油質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)和高壓帶電數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理，并通過光纖將處理后的油質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)和高壓帶電數(shù)據(jù)實時發(fā)送至監(jiān)測主機(jī)。監(jiān)測主機(jī)對接收到的油質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)和高壓帶電數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析和顯示。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對接收到的油質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)和高壓帶電數(shù)據(jù)進(jìn)行實時存儲和共享。閉鎖控制器根據(jù)接收到的油質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)和高壓帶電數(shù)據(jù)實時生成控制指令，并通過光纖將生成的控制指令實時發(fā)送至電腦鑰匙。電腦鑰匙根據(jù)接收到的控制指令實時生成動作信號，并通過光纖將生成的動作信號實時發(fā)送至五防鎖具。五防鎖具根據(jù)接收到的動作信號進(jìn)行打開或關(guān)閉。與此同時，電腦鑰匙通過光纖將接收到的控制指令實時發(fā)送至五防主站。五防主站對接收到的控制指令進(jìn)行實時存儲和顯示。在此過程中，電容式電場能集能裝置置于母線產(chǎn)生的交變電場中，并在交變電場的作用下感應(yīng)出交流電壓。感應(yīng)出的交流電壓首先經(jīng)整流器進(jìn)行整流，然后經(jīng)DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行穩(wěn)壓，由此向各個SAW油質(zhì)傳感器、各個高壓帶電傳感器進(jìn)行供電。
[0006]基于上述過程，與現(xiàn)有變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)相比，本發(fā)明所述的基于無源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)通過采用全新結(jié)構(gòu)，具備了如下優(yōu)點:其一，本發(fā)明所述的基于無源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)采用SAW油質(zhì)傳感器與有線數(shù)據(jù)采集器構(gòu)成了第一個星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用高壓帶電傳感器與有線數(shù)據(jù)采集器構(gòu)成了第二個星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用有線數(shù)據(jù)采集器、變電站CAC、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、閉鎖控制器、變電站IED構(gòu)成了第三個星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其通過利用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、控制簡單、故障診斷和隔離容易、方便服務(wù)、擴(kuò)展性好的優(yōu)點，具備了合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此其數(shù)據(jù)傳輸更穩(wěn)定。其二，本發(fā)明所述的基于無源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)采用光纖作為傳輸介質(zhì)，其通過利用光纖頻帶寬、損耗低、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、保真度高、性能可靠的優(yōu)點，具備了統(tǒng)一高效的傳輸介質(zhì)，因此其數(shù)據(jù)傳輸速度更快、數(shù)據(jù)共享性更高。其三，本發(fā)明所述的基于無源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)采用SAW油質(zhì)傳感器實現(xiàn)了對充油變電設(shè)備的油質(zhì)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，因此其數(shù)據(jù)采集全面性更高。其四，本發(fā)明所述的基于無源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)采用電容式電場能集能裝置來對傳感器進(jìn)行供電。與采用電池供電相比，電容式電場能集能裝置具備如下優(yōu)點:一、電容式電場能集能裝置能夠持續(xù)感應(yīng)出交流電壓，其電量不受限，無需降低傳感器的采樣頻率即可保證系統(tǒng)長時間的工作，由此使得系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集實時性更高。二、電容式電場能集能裝置不受高電壓和強(qiáng)電磁環(huán)境的影響，由此使得系統(tǒng)的運行可靠性更高。三、電容式電場能集能裝置無需進(jìn)行更換，由此使得系統(tǒng)的維護(hù)成本更低。四、電容式電場能集能裝置的體積更小，由此使得系統(tǒng)的安裝難度更低。與CT取電電源供電相比，電容式電場能集能裝置具備如下優(yōu)點:一、電容式電場能集能裝置不受母線電流的實時變化和變電站復(fù)雜的電磁干擾影響，由此使得系統(tǒng)的運行可靠性更高。二、電容式電場能集能裝置的體積更小，由此使得系統(tǒng)的安裝難度更低。綜上所述，本發(fā)明所述的基于無源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)通過采用全新結(jié)構(gòu)，有效解決了現(xiàn)有變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸速度慢、數(shù)據(jù)共享性差、數(shù)據(jù)采集全面性差、數(shù)據(jù)采集實時性差、運行可靠性差、維護(hù)成本高、安裝難度高的問題。
[0007]本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸速度慢、數(shù)據(jù)共享性差、數(shù)據(jù)采集全面性差、數(shù)據(jù)采集實時性差、運行可靠性差、維護(hù)成本高、安裝難度高的問題，適用于變電設(shè)備的監(jiān)測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0009]基于無源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)，包括電容式電場能集能裝置、整流器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、SAW油質(zhì)傳感器、高壓帶電傳感器、有線數(shù)據(jù)采集器、變電站IED、變電站CAC、監(jiān)測主機(jī)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、閉鎖控制器、電腦鑰匙、五防主站、五防鎖具、光纖；
其中，SAW油質(zhì)傳感器的數(shù)目、高壓帶電傳感器的數(shù)目均為多個；有線數(shù)據(jù)采集器的數(shù)目為兩個；
電容式電場能集能裝置的輸出端與整流器的輸入端連接；
整流器的輸出端與DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入端連接；
DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端分別與各個SAW油質(zhì)傳感器的供電輸入端、各個高壓帶電傳感器的供電輸入端連接；
各個SAW油質(zhì)傳感器均通過光纖與第一個有線數(shù)據(jù)采集器連接；各個SAW油質(zhì)傳感器與第一個有線數(shù)據(jù)采集器共同構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
各個高壓帶電傳感器均通過光纖與第二個有線數(shù)據(jù)采集器連接；各個高壓帶電傳感器與第二個有線數(shù)據(jù)采集器共同構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
各個有線數(shù)據(jù)采集器、變電站CAC、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、閉鎖控制器均通過光纖與變電站IED連接；各個有線數(shù)據(jù)采集器、變電站CAC、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、閉鎖控制器、變電站IED共同構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
監(jiān)測主機(jī)通過光纖與變電站CAC連接； 電腦鑰匙通過光纖與閉鎖控制器連接；
五防主站、五防鎖具均通過光纖與電腦鑰匙連接。
[0010]具體實施時，所述電容式電場能集能裝置為鉭電容式電場能集能裝置；所述整流器為低損耗整流器；所述DC/DC轉(zhuǎn)換器為高效率降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括電容式電場能集能裝置、整流器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、SAff油質(zhì)傳感器、高壓帶電傳感器、有線數(shù)據(jù)采集器、變電站IED、變電站CAC、監(jiān)測主機(jī)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、閉鎖控制器、電腦鑰匙、五防主站、五防鎖具、光纖； 其中，SAW油質(zhì)傳感器的數(shù)目、高壓帶電傳感器的數(shù)目均為多個；有線數(shù)據(jù)采集器的數(shù)目為兩個； 電容式電場能集能裝置的輸出端與整流器的輸入端連接； 整流器的輸出端與DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入端連接； DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端分別與各個SAW油質(zhì)傳感器的供電輸入端、各個高壓帶電傳感器的供電輸入端連接； 各個SAW油質(zhì)傳感器均通過光纖與第一個有線數(shù)據(jù)采集器連接；各個SAW油質(zhì)傳感器與第一個有線數(shù)據(jù)采集器共同構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； 各個高壓帶電傳感器均通過光纖與第二個有線數(shù)據(jù)采集器連接；各個高壓帶電傳感器與第二個有線數(shù)據(jù)采集器共同構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； 各個有線數(shù)據(jù)采集器、變電站CAC、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、閉鎖控制器均通過光纖與變電站IED連接；各個有線數(shù)據(jù)采集器、變電站CAC、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、閉鎖控制器、變電站IED共同構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； 監(jiān)測主機(jī)通過光纖與變電站CAC連接； 電腦鑰匙通過光纖與閉鎖控制器連接； 五防主站、五防鎖具均通過光纖與電腦鑰匙連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無源傳感的變電設(shè)備綜合狀態(tài)有線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電容式電場能集能裝置為鉭電容式電場能集能裝置；所述整流器為低損耗整流器；所述DC/DC轉(zhuǎn)換器為高效率降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器。
【文檔編號】H02J13/00GK104283322SQ201410607612
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】高久國, 金國亮, 章義軍, 鄭城, 周俊杰, 丁海華, 楊超, 趙磊, 何鋒 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司, 國網(wǎng)浙江安吉縣供電公司, 山西振中電力軟件有限公司