CN103090908A - 变电站管型母线在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站管型母线在线监测系统，传感器室固定安装在管型母线的一端，无源传感头固定在传感器室内，该无源传感头通过光缆与主控CPU电连接；所述半导体晶体固定在管型母线上，两根光纤呈对射式分布在半导体晶体的两侧，太阳能电池板和蓄电池分别与供电模块电连接，该供电模块、光电探测器、视频摄像头和主控CPU分别通过运行工况采集模块与数据传输模块电连接，数据接收和处理模块分别与数据存储模块和显示器电连接，本发明优点是：能在线监测管形母线的位移量和温度及支柱瓷瓶的完整性；监测精度能得到有效保证；整个系统能实现24小时的实时监控。

Description

变电站管型母线在线监测系统

技术领域

本发明涉及在线监测系统的技术领域，更具体地说是涉及用于对变电站的管型母线进行在线监测的技术领域。

背景技术

管型母线实质就是利用铜管或铝合金管作为导体，外敷绝缘的一种母线产品，管型母线具有大电流，高机械强度，良好的绝缘，适用范围广等特性，所以被越来越多的客户认可和接受。但是在实际运行中，由于管型母线受高频震荡与风力等环境的影响、温度变化，系统运行方式，母线近区故障，母线金具故障等原因会导致超高压线的管型母线接头间位移会逐渐增大乃至会脱落，就会带来灾难性的事故，故超高压管型母线接头绝对不允许脱落，有是还会产生母线支柱瓷瓶断裂的故障，影响变电站的安全可靠运行，容易造成变电站全停事故，隐患很大，为防患于未然，目前，国内对管型母线监测只有机械式的位移滑动测量装置，无近区图像监控，无专用的温度测量装置，机械式的位移滑动测量装置无数据输出设备，所测的数据精度不能保证，也不能实现24小时的实时监控。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述之不足而提供一种对管型母线的位移量、温度、管型母线及其支柱瓷瓶的运行工况进行在线监测和视频监视的变电站管型母线在线监测系统。

本发明为了解决上述技术问题而采用的技术解决方案如下：

变电站管型母线在线监测系统，它主要包括有光纤位移传感器、光纤温度传感器、太阳能电池板、蓄电池、供电模块、视频摄像头、运行工况采集模块、数据传输模块、数据接收和处理模块、数据存储模块和显示器，所述光纤位移传感器主要由传感器室、无源传感头、光缆、激光发射源和主控CPU，该传感器室固定安装在管型母线的一端，无源传感头固定在传感器室内，该无源传感头通过光缆与主控CPU电连接；所述光纤温度传感器主要由光源、光纤、半导体晶体和光电探测器，所述半导体晶体固定在管型母线上，两根光纤呈对射式分布在半导体晶体的两侧，光源和光电探测器分别安装在两根光纤上，所述太阳能电池板和蓄电池分别与供电模块电连接，该供电模块、光电探测器、视频摄像头和主控CPU分别通过运行工况采集模块与数据传输模块电连接，数据接收和处理模块分别与数据存储模块和显示器电连接。

本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

1、能在线监测管形母线的位移量和温度及支柱瓷瓶的完整性；

2、光纤位移传感器和光纤温度传感器均不受超高压影响，不受电磁干扰，绝缘性能好，安全系数非常高、耐恶劣环境，且监测精度能得到有效保证；

3、利用太阳能和蓄电池为高压侧的数据采集设备提供电源；

4、将高压侧的数据采集装置与数据接收装置采用无线网络联络，有效隔离高电压；

5、整个系统能实现24小时的实时监控，为变电站的安全可靠运行提供有力保障。

具体实施方式

变电站管型母线在线监测系统，它主要包括有光纤位移传感器、光纤温度传感器、太阳能电池板、蓄电池、供电模块、视频摄像头、运行工况采集模块、数据传输模块、数据接收和处理模块、数据存储模块和显示器；

所述光纤位移传感器主要由传感器室、无源传感头、光缆、激光发射源和主控CPU，该传感器室固定安装在管型母线的一端，无源传感头固定在传感器室内，该无源传感头通过光缆与主控CPU电连接，采用光纤位移传感器能很好的解决超高压线的管型母线接头间位移在线监控，具体方案如下：①光纤位移传感器测量监控管型母线接头间位移，且与管型母线固定在一起；②光纤位移传感器的无源传感头将位移信号通过光纤传输至主控CPU，再进行分析、处理、显示，一旦位移超过警戒值，系统给出声光报警信号；③1个光纤位移传感器的主控CPU同时可以处理20个监控点位移的信息，多个主控CPU的输出信息一起通过电缆或光缆或无线方式传输给监控室的PC机，实现24小时实时监控；④光纤位移传感器在施工中可以采用单独管道埋入方式或架空方式，也可以与电缆共管道布线施工；

光纤位移传感器的工作原理：利用激光对目标的距离进行准确测定的原理，激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。对于管型母线而言，通过无源传感头发出脉冲激光，激光遇到反射面后，反射到光缆，光缆将反射光传回到主控CPU，主控CPU通过对比相位，计算出传感头和反射面的距离。

所述光纤温度传感器主要由光源、光纤、半导体晶体和光电探测器，所述半导体晶体固定在管型母线上，两根光纤呈对射式分布在半导体晶体的两侧，光源和光电探测器分别安装在两根光纤上；

采用光纤温度传感器能很好的解决高压管型母线温度测量与监控，具体方案如下：①光纤温度传感器与管型母线进行接触式测量；②光纤温度传感器把温度信号通过光纤传输至控制系统的CPU进行分析、处理、显示，一旦温度超过警戒值，控制系统给出声光报警信号；③1个光纤温度传感器控制系统同时可以处理20个监控点温度的信息，多个控制系统的输出信息一起通过电缆或光缆或无线方式传输给监控室的PC机，实现24小时实时监控；④光纤温度传感器在施工中可以采用单独管道埋入方式或架空方式，也可以与电缆共管道布线施工；

光纤温度传感器的工作原理：光源发出的光经过光纤传至半导体材料，半导体材料吸收光子能量，透射光经过接收光纤传送至光电探测器，当温度发生变化时，半导体材料的透射率降低，接受光纤接收到的光强度减少，从而实现温度的测量。光纤测温传感器大多数使用大芯径阶跃型多模光纤。

所述太阳能电池板和蓄电池分别与供电模块电连接，该供电模块、光电探测器、视频摄像头和主控CPU分别通过运行工况采集模块与数据传输模块电连接，数据接收和处理模块分别与数据存储模块和显示器电连接。

本发明中所述的光纤位移传感器及组成部分、光纤温度传感器及组成部分、太阳能电池板、蓄电池、供电模块、视频摄像头、运行工况采集模块、数据传输模块、数据接收和处理模块、数据存储模块和显示器均为现有技术，它们是可以直接从市场上够买得到的，因此，在此无需详述它们各自具体的结构及方案。

Claims (1)

1.变电站管型母线在线监测系统，其特征在于：它主要包括有光纤位移传感器、光纤温度传感器、太阳能电池板、蓄电池、供电模块、视频摄像头、运行工况采集模块、数据传输模块、数据接收和处理模块、数据存储模块和显示器，所述光纤位移传感器主要由传感器室、无源传感头、光缆、激光发射源和主控CPU，该传感器室固定安装在管型母线的一端，无源传感头固定在传感器室内，该无源传感头通过光缆与主控CPU电连接；所述光纤温度传感器主要由光源、光纤、半导体晶体和光电探测器，所述半导体晶体固定在管型母线上，两根光纤呈对射式分布在半导体晶体的两侧，光源和光电探测器分别安装在两根光纤上，所述太阳能电池板和蓄电池分别与供电模块电连接，该供电模块、光电探测器、视频摄像头和主控CPU分别通过运行工况采集模块与数据传输模块电连接，数据接收和处理模块分别与数据存储模块和显示器电连接。