CN103472375A - 变电站电力设备绝缘综合在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
一种变电站电力设备绝缘综合在线监测系统，它主要由基于PXI总线的前置机系统、综合监测主控机系统以及数据库服务器系统三部分组成，其特征在于所述的前置机系统主要包括PXI机箱，安装在PXI机箱插槽上的多个PXI接口模块，以及通过所述PXI接口模块连接到PXI机箱上的多个硬件采集模块；所述硬件采集模块分别通过各自的PXI接口模块集成到前置机系统中的PXI总线上，并通过该PXI总线分别与所述综合监测主控机系统以及数据库服务器系统相连，基于PXI总线开发的监测系统，是一个变电站各电力设备多参量监测的大集成，它具有结构合理，使用方便可靠，保证了变电站大型电力设备运行的安全性和可靠性，提高了供电质量等特点。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种涉及的是一种变电站电力设备绝缘综合在线监测系统,属于变电站电力设备在线监测技术领域。
背景技术
电力设备检测技术的发展经历了基于单片机的检 测装置到基于 D S P 技术的检测装置再到基于计算机技术的检测系统阶段，目前正朝着基于新型总线技术和网络技术的综合检测系统发展；一些新的检测技术如光纤技术信号采集与处理技术，P XI 测控总线技术等已迅速在电力设备的检测中得到应用；
变电站分立的电力设备通常有 :电力变压器、电力电缆、断路器、电流互感器、电压互感器、避雷器、电抗器及 隔 离 刀 闸 等 ；目 前，气 体 绝 缘 组 合 电 器( GIS) 得到了越来越广泛的应用，其绝缘监测多为监测盘式绝缘子支撑绝缘状态 ；另外，电厂的发电机作为一个重要的发电设备，其绝缘状态监测亦异常重要。
表1为现有变电站典型电力设备的常用绝缘监测特征参量，在变电站电力设备绝缘 状态在线监测中的每一台电力设备及其部件需安装多种监测装置来采集设备多个 绝缘 参量 的状 态 信号，GIS 、变压器等大型电力设备主要通过在线监测局部放电来判断其绝缘状态 ,此外 ,变压器还可以通过油气分析进行在线监测；电力电缆经常用作变电站动力引入 (或引出)线 ,通常在线监测它的局部放电、介质损耗、绝缘电阻等绝缘参量。对于断路器、电压互感器、电流互感器等变电站内数量较多的电力设备 ,主要通过在线监测其交流电压下的泄漏电流及介质损耗来发现其绝缘缺陷。因此,目前国内外推出的变电站在线监测基本上属于单一设备的在线监测装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种在现有变电站电力设备分立在线监测基础上所作的改进，从而保证了变电站大型电力设备运行的安全性和可靠性，提高供电质量的变电站电力设备绝缘综合在线监测系统。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种变电站电力设备绝缘综合在线监测系统，它主要由基于PXI总线的前置机系统、综合监测主控机系统以及数据库服务器系统三部分组成，所述的前置机系统主要包括PXI机箱，安装在PXI机箱插槽上的多个PXI接口模块，以及通过所述PXI接口模块连接到PXI机箱上的多个硬件采集模块；所述硬件采集模块分别通过各自的PXI接口模块集成到前置机系统中的PXI总线上，并通过该PXI总线分别与所述综合监测主控机系统以及数据库服务器系统相连。
所述的前置机系统就近安置在变电站现场；所述的综合监测主控机系统主要由工业控制计算机、GPS卫星时钟、交换机以及其它辅助设备组成，且该综合监测主控机系统与数据库服务器系统连接并被置于变电站的集控室内；所述综合监测主控机系统接入有交换机并通过以太网联网通讯与多个前置机系统连接。
所述前置机系统中的硬件采集模块至少包括对变电站中的变压器、GIS和电力电缆的局部放电等绝缘参量进行信号采集的局部放电信号采集装置，该局部放电信号采集装置包括分别设置在变压器、GIS和电力电缆上的信号传感器，所述信号传感器通过电缆连接的信号调理单元，所述信号调理单元连接于由高速数据采集卡PXI—5112和高速示波器TDS2014构成的PXI接口模块相连。
所述前置机系统中的硬件采集模块还包括对变电站中的高压断路器、避雷器、电力电容器以及电力电缆泄漏电流值进行信号采集的泄漏电流信号采集装置，该泄漏电流信号采集装置包括分别设置在高压断路器、避雷器、电力电容器以及电力电缆上的信号传感器，所述信号传感器通过与带有A/D转换的嵌入式前置智能节点连接，再由该嵌入式前置智能节点通过RS—485总线连接于PXI机箱中由PXI—8440多串口卡构成的PXI接口模块。
本发明主要是基于P XI总线开发的监测系统，是一个变电站各电力设备多参量监测的大集成，它具有结构合理，使用方便可靠，保证了变电站大型电力设备运行的安全性和可靠性，提高了供电质量等特点。
附图说明
图1是本发明所述的综合在线监测系统网路构成示意框图。
图2是本发明所述的综合在线监测示意框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的说明：图1所示，本发明所述的一种变电站电力设备绝缘综合在线监测系统，它主要由基于PXI总线的前置机系统1、综合监测主控机系统2以及数据库服务器系统3三部分组成，所述的前置机系统1主要包括PXI机箱，安装在PXI机箱插槽上的多个PXI接口模块，以及通过所述PXI接口模块连接到PXI机箱上的多个硬件采集模块；所述硬件采集模块分别通过各自的PXI接口模块集成到前置机系统中的PXI总线上，并通过该PXI总线分别与所述综合监测主控机系统2以及数据库服务器系统3相连。
本发明所述的前置机系统1就近安置在变电站现场；所述的综合监测主控机系统2主要由工业控制计算机、GPS卫星时钟、交换机以及其它辅助设备组成，且该综合监测主控机系统2与数据库服务器系统3连接并被置于变电站的集控室内；所述综合监测主控机系统2接入有交换机并通过以太网联网通讯与多个前置机系统1连接。
图2所示，所述前置机系统1中的硬件采集模块至少包括对变电站中的变压器5、GIS6和电力电缆7的局部放电等绝缘参量进行信号采集的局部放电信号采集装置，该局部放电信号采集装置包括分别设置在变压器5、GIS6和电力电缆7上的信号传感器8，所述信号传感器8通过电缆连接的信号调理单元9，所述信号调理单元9连接于由高速数据采集卡PXI—5112和高速示波器TDS2014构成的PXI接口模块10相连。
所述前置机系统1中的硬件采集模块还至少包括对变电站中的高压断路器11、避雷器12、电力电容器13以及电力电缆7泄漏电流值进行信号采集的泄漏电流信号采集装置，该泄漏电流信号采集装置包括分别设置在高压断路器11、避雷器12、电力电容器13以及电力电缆7上的信号传感器8，所述信号传感器8通过与带有A/D转换的嵌入式前置智能节点14连接，再由该嵌入式前置智能节点14通过RS—485总线连接于PXI机箱中由PXI—8440多串口卡构成的PXI接口模块10。
实施例：
本发明所述变电站电力设备在线监测可以采用分级集成的方式 ,根据变电站中的实际情况，可将需要在线监测的电力设备按区域划分为多个单元 ( 一般将一条出线上的所有电力设备分为一个单元)，每个单元的电力设备可以通过一个P XI前置机系统，将进行绝缘状态监测的各个硬件系统集成起来。P XI 的内嵌控制器由于带有以太网网卡接口，可以借助于交换机将所有P XI系统组成以太局域网，构成变电站内针对多个电力设备的多种绝缘参量的综合在线监测系统网络，完成在线监测系统环境集成中的网络集成。整个变电站电力设备在线监测系统网络主要由基于P XI总线的前置机系统、综合监测主控机系统、、数据库服务器系统 3 部分组成 ，见图 1所示。
P XI 前置机系统主要由P XI机箱 、安装在P XI 机箱插槽上的各种P XI 接口模块以及通过 P XI 模块连接到P XI机箱上的硬件采集模块组成 。每个P XI 系统通过采集 、计算得到电力设备绝缘参量的 特征值后将这些数据存储到数据库 ,然后发送消息通知监控站系统获取最新的绝缘状态数据以此保证监控站系统中绝缘数据的有效性和及时性 。通过在P XI机箱插槽上安装相应的 P XI 接口模块 ,可很容易的将各硬件系统集成到 P XI总线上 。由于绝缘状态的模拟信号在长距离传输中容易受到干扰和衰减，故 P XI 系统放在现场以便就近监测对象 。
综合监测主控机系统的构成和任务规划综合监测主控机系统由工业控制计算机 、GPS卫星时钟 、交换机等其它辅助设备组成 ,主要对所有实施监测的电力设备绝缘状态参量的特征值进行实时展示和历史查询 ,并绘制相应的图形数据 。综合监测主控机系统（监控站系统）在获知P XI 系统绝缘状态数据更新的消息后 ,通过查询数据库获取P XI系统更新的绝缘状态数据并和报警阈值进行比较来判断设备绝缘状态 ；
如果某项参量数据高于报警阈值 ,监控站系统将报警信号提醒工作人员注意，监控站系统也可查询任意时间段内某个电力设备的某项 绝缘 参量的历史数据，并绘制趋势图形来展示该绝缘参数的发展趋势。此外监控站系统还可通过网络通信改变P XI系统信号采集的控制方式以及在局域网内进行GPS系统对时操作。
前置机系统包括P XI总线前置单元和各设备的智能监测节点部分，在变电站现场就近安放 。综合监测主控机系统（主控机）处于变电站的集控室内 ,主要管理和查询前置机监测得到的数据并具有报警和打印等功能；若该主控机需要管理多台前置机时需接入交换机来实现以太网联网通讯；监测系统不应该脱离监测的设备且应在时间上与综合监测主控机系统时钟同步，将监测数据与系统操作关联考虑进行分析，故需要接入 GPS 卫星时钟，还需在系统中设计常规的电 源 隔离变压器和 U PS 不间断供电电源。
Claims (5)
1.一种变电站电力设备绝缘综合在线监测系统，它主要由基于PXI总线的前置机系统、综合监测主控机系统以及数据库服务器系统三部分组成，其特征在于所述的前置机系统主要包括PXI机箱，安装在PXI机箱插槽上的多个PXI接口模块，以及通过所述PXI接口模块连接到PXI机箱上的多个硬件采集模块；所述硬件采集模块分别通过各自的PXI接口模块集成到前置机系统中的PXI总线上，并通过该PXI总线分别与所述综合监测主控机系统以及数据库服务器系统相连。
2.根据权利要求1所述的变电站电力设备绝缘综合在线监测系统，其特征在于所述的前置机系统就近安置在变电站现场；所述的综合监测主控机系统主要由工业控制计算机、GPS卫星时钟、交换机以及其它辅助设备组成，且该综合监测主控机系统与数据库服务器系统连接并被置于变电站的集控室内；所述综合监测主控机系统接入有交换机并通过以太网联网通讯与多个前置机系统连接。
3.根据权利要求1或2所述的变电站电力设备绝缘综合在线监测系统，其特征在于所述前置机系统中的硬件采集模块至少包括对变电站中的变压器、GIS和电力电缆的局部放电等绝缘参量进行信号采集的局部放电信号采集装置，该局部放电信号采集装置包括分别设置在变压器、GIS和电力电缆上的信号传感器，所述信号传感器通过电缆连接的信号调理单元，所述信号调理单元连接于由高速数据采集卡PXI—5112和高速示波器TDS2014构成的PXI接口模块相连。
4.根据权利要求3所述的变电站电力设备绝缘综合在线监测系统，其特征在于所述前置机系统中的硬件采集模块还包括对变电站中的高压断路器、避雷器、电力电容器以及电力电缆泄漏电流值进行信号采集的泄漏电流信号采集装置，该泄漏电流信号采集装置包括分别设置在高压断路器、避雷器、电力电容器以及电力电缆上的信号传感器，所述信号传感器通过与带有A/D转换的嵌入式前置智能节点连接，再由该嵌入式前置智能节点通过RS—485总线连接于PXI机箱中由PXI—8440多串口卡构成的PXI接口模块。
5. 根据权利要求1或2所述的变电站电力设备绝缘综合在线监测系统，其特征在于所述前置机系统中的硬件采集模块至少包括对变电站中的高压断路器、避雷器、电力电容器以及电力电缆泄漏电流值进行信号采集的泄漏电流信号采集装置，该泄漏电流信号采集装置包括分别设置在高压断路器、避雷器、电力电容器以及电力电缆上的信号传感器，信号传感器通过与带有A/D转换的嵌入式前置智能节点连接，再由该嵌入式前置智能节点通过RS—485总线连接于PXI机箱中由PXI—8440多串口卡构成的PXI接口模块。
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