CN103812216A - 一种区域电网暂态过电压监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种区域电网暂态过电压监测系统,包括:暂态电压监测装置连接在母线上,包括采样通道模块和传输模块;暂态电压监测装置在电压波形产生明显变化时启动记录,并对点相似的数据进行压缩,将记录压缩后的暂态电压数据通过以太网上传到变电站内上位机内;变电站内上位机通过以太网连接站内局域网内各个暂态电压监测装置,通过定义的协议读取和设置暂态电压监测装置的参数,接收并存储暂态电压监测装置上传的暂态电压数据,通过以太网定时将数据更新到过电压监测应用服务器上。本发明提供的一种系统,监测数据层层上传,使用户不用到变电站就可以查看、分析各个变电站的过电压监测情况。

Description

一种区域电网暂态过电压监测系统
技术领域
[0001] 本发明涉及区域电网故障监测领域,具体涉及一种区域电网暂态过电压监测系统。
背景技术
[0002] 在变电站内对电压的监测和记录可为分析过电压在发生发展过程中对电网的影响提供可靠和准确的信息。
[0003] 在多数的过电压监测方法中,过电压监测只是监测某个变电站内的过电压,而且录波的时间较短,采样率较低,难以满足区域电网内对各种过电压的监测。
发明内容
[0004] 本发明针对现有技术的不足,提供一种区域电网暂态过电压监测系统,所述系统包括:暂态电压监测装置、变电站内上位机和过电压监测应用服务器;
[0005] 暂态电压监测装置连接在母线上,包括采样通道模块和传输模块;所述暂态电压监测装置在电压波形产生明显变化时启动记录,并对点相似的数据进行压缩,将记录压缩后的暂态电压数据通过以太网上传到所述变电站内上位机内;
[0006] 所述变电站内上位机通过以太网连接站内局域网内各个所述暂态电压监测装置,通过定义的协议读取和设置所述暂态电压监测装置的参数,接收并存储所述暂态电压监测装置上传的暂态电压数据,通过以太网定时将数据更新到所述过电压监测应用服务器上。
[0007] 本发明提供的第一优选实施例中:所述暂态电压监测装置包括与所述传输模块连接的6个独立的所述采样通道模块,每个所述采样通道模块包括模数转换器AD、数字信号处理器DSPl和2G字节容量的非易失静态内存,所述传输模块包括数字信号处理器DSP2,通过所述DSP2选择通过USB或TCP/IP通信方式进行通信。
[0008] 本发明提供的第二优选实施例中:10KV、35KV变电站系统中,所述暂态电压监测装置通过屏蔽电缆和通过高压电容分压器分压后的所述母线连接,110KV以上变电站系统中所述暂态电压监测装置连接在与所述母线连接的电容器设备支路中,所述暂态电压监测装置通过屏蔽电缆与电容器设备的末屏和低压臂电容的连接点处连接。
[0009] 本发明提供的第三优选实施例中:所述变电站内上位机包括数据库和磁盘,包括采集时间、变电站名称的相关信存储到所述变电站内上位机的所述数据库中;所述过电压波形数据存储到所述变电站内上位机的所述磁盘中;存储的相对目录和文件名保存到数据库表中;
[0010] 变电站内上位机接收到所述暂态电压数据后存储到数据库和磁盘中,通过变电站内上位机内的应用软件实现查询、浏览和分析所述暂态过电压数据。
[0011] 本发明提供的第四优选实施例中:所述变电站内上位机内部配置有双网卡,一个与所述暂态电压监测装置接入局域网内,另一个网卡连接电力系统内网网络;
[0012] 所述变电站内上位机的数据库和上层所述过电压监测应用服务器上的数据库设置了自动定时数据同步功能,当定时时间到时,各个所述变电站内上位机通过数据库数据同步工具将更新的数据自动同步到所述上层过电压监测应用服务器上;
[0013] 所述变电站内上位机的磁盘上存储的数据采用FTP的方式上传到所述过电压监测应用服务器上,当所述变电站内上位机收到所述暂态电压监测装置上传的数据时,上位机软件自动建立一个线程,将收到的波形数据文件通过FTP协议上传到所述过电压监测应用服务器上安装的FTP服务器上,上传后数据的相对路径及文件名和原来一样。
[0014] 本发明提供的第五优选实施例中:所述过电压监测应用服务器上安装过电压分析软件,按条件查询、浏览和分析区域电网内各个变电站的过电压波形数据,对波形数据进行高级处理、仿真计算、波形特征提取,确定过电压类型。
[0015] 本发明提供的一种区域电网暂态过电压监测系统,相对于最接近的现有技术的有益效果包括:
[0016] 1、本发明提供的一种区域电网暂态过电压监测系统,包括暂态电压监测装置、变电站内上位机和过电压监测应用服务器三个分层式的系统,监测数据层层上传,使用户不用到变电站就可以查看、分析各个变电站的过电压监测情况。
[0017] 2、暂态电压监测装置可以接入各种电压等级的变电站内,采用过电压采集技术和波形压缩技术使其满足采集的速度和长度的要求,减少存储空间,特别适用于该过电压波形数据的采集。
[0018] 3、变电站内上位机采用数据库和磁盘存储相结合的存储方式,满足暂态过电压的数据的大数据量存储需求,并且可以通过变电站内上位机的应用软件实现查询、浏览和分析该暂态过电压数据。
[0019] 4、对变电站内上位机的数据库和磁盘分别采用数据库定时数据同步和FTP上传的方式将数据及时更新到过电压监测应用服务器上。
附图说明
[0020] 如图1所示为本发明提供的一种区域电网暂态过电压监测系统的结构示意图;
[0021] 如图2所示为本发明提供的暂态电压监测装置的内部结构示意图;
[0022] 如图3所示为本发明提供的10KV、35KV系统中暂态电压监测装置的接线方式示意图;
[0023] 如图4所示为本发明提供的110KV以上系统中暂态电压监测装置的接线方式示意图。
具体实施方式
[0024] 下面根据附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
[0025] 本发明提供一种区域电网暂态过电压监测系统,其系统结构图如图1所示,由图1可知,该系统包括:暂态电压监测装置、变电站内上位机和过电压监测应用服务器。
[0026] 暂态电压监测装置连接在母线上,包括采样通道模块和传输模块。该暂态电压监测装置在电压波形产生明显变化时启动记录,并对点相似的数据进行压缩,将记录压缩后的暂态电压数据通过以太网上传到变电站内上位机内。
[0027] 为了准确捕捉到快速变化的脉冲电压的最大值,必须用最高采样频率进行采集;95%以上的记录数据为工频暂态过程,需要能够记录较长时间(>10个工频周期,200ms),对于配电网(10kV,35kV)能够监测发生单相接地时2小时内的暂态过程;如果连续用高采样速率采集,将占用大量存储空间,造成数据存储传输分析的困难,降低采样速率将会丢失快速脉冲。采用事件启动技术在过电压在线监测要求在需要记录时启动记录,对于稳态的工频过电压或者谐振过电压的波形仅记录一段,不需要连续记录。波形发生明显变化时启动记录,不单纯以幅值作为启动触发的判据,故障消失电压恢复正常的过程同样可以启动记录,完整再现整个过程,而且进一步减少存储空间。采用波形压缩技术对点相似的数据进行压缩,波形片断等值频率越低,数据压缩效果越好。
[0028] 变电站内上位机通过以太网连接站内局域网内各个暂态电压监测装置,通过定义的协议读取和设置该暂态电压监测装置的参数,接收并存储暂态电压监测装置上传的暂态电压数据,通过以太网定时将数据更新到过电压监测应用服务器上。
[0029] 进一步的,如图2所示为暂态电压监测装置的内部结构示意图,暂态电压监测装置包括与传输模块连接的6个独立的采样通道模块,每个采样通道模块包括模数转换器AD、数字信号处理器DSPl和2G字节容量的非易失静态内存,传输模块包括数字信号处理器DSP2,通过该DSP2可以选择通过USB或TCP/IP通信方式进行通信。
[0030] 不同电压等级的变电站中暂态电压监测装置的接线方式不同,如图3所示为10KV、35KV系统中暂态电压监测装置的接线方式示意图,图4所示为110KV以上系统中暂态电压监测装置的接线方式示意图。
[0031] 由图3和图4可知,10KV、35KV变电站系统中,暂态电压监测装置通过屏蔽电缆和通过高压电容分压器分压后的母线连接,110KV以上变电站系统中暂态电压监测装置连接在与母线连接的电容器设备支路中,暂态电压监测装置通过屏蔽电缆与电容器设备的末屏和低压臂电容的连接点处连接。
[0032] 变电站内上位机包括数据库和磁盘,接收并存储局域网内各个暂态电压监测装置上传的暂态电压数据,由于暂态过电压的数据比较大,因此存储方式主要采用数据库和磁盘存储相结合的方式,相关信息(包括采集时间、变电站名称等)存储到变电站内上位机的数据库中;过电压波形数据存储到变电站内上位机的磁盘中;存储的相对目录和文件名保存到数据库表中,方便搜索时可以从磁盘中定位并获取所需要波形数据。每个变电站内上位机接收到暂态电压数据后立刻存储到数据库和磁盘中,通过应用软件实现查询、浏览和分析该暂态过电压数据。
[0033] 变电站内上位机内部配置有双网卡,一个与暂态电压监测装置接入局域网内,另一个网卡连接电力系统内网网络。
[0034] 变电站内上位机的数据库和上层过电压监测应用服务器上的数据库设置了自动定时数据同步功能,当定时时间到时,各个变电站内上位机通过数据库数据同步工具将更新的数据自动同步到上层过电压监测应用服务器上。
[0035] 变电站内上位机的磁盘上存储的数据采用FTP的方式上传到过电压监测应用服务器上,当变电站内上位机收到暂态电压监测装置上传的数据时,上位机软件自动建立一个线程,将收到的波形数据文件通过FTP协议上传到过电压监测应用服务器上安装的FTP服务器上,上传后数据的相对路径及文件名和原来一样,这样符合数据库中存储的文件地址。当需要打开数据时,通过数据库即可获得文件所在的目录及文件名。[0036] 过电压监测应用服务器上安装过电压分析软件,可以按条件查询、浏览和分析区域电网内各个变电站的过电压波形数据,还可以对波形数据进行高级处理、仿真计算、波形特征提取等确定过电压类型。
[0037] 最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种区域电网暂态过电压监测系统,其特征在于,所述系统包括:暂态电压监测装置、变电站内上位机和过电压监测应用服务器; 暂态电压监测装置连接在母线上,包括采样通道模块和传输模块;所述暂态电压监测装置在电压波形产生明显变化时启动记录,并对点相似的数据进行压缩,将记录压缩后的暂态电压数据通过以太网上传到所述变电站内上位机内; 所述变电站内上位机通过以太网连接站内局域网内各个所述暂态电压监测装置,通过定义的协议读取和设置所述暂态电压监测装置的参数,接收并存储所述暂态电压监测装置上传的暂态电压数据,通过以太网定时将数据更新到所述过电压监测应用服务器上。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述暂态电压监测装置包括与所述传输模块连接的6个独立的所述采样通道模块,每个所述采样通道模块包括模数转换器AD、数字信号处理器DSPl和2G字节容量的非易失静态内存,所述传输模块包括数字信号处理器DSP2,通过所述DSP2选择通过USB或TCP/IP通信方式进行通信。
3.如权利要求1所述的系统,其特征在于,10KV、35KV变电站系统中,所述暂态电压监测装置通过屏蔽电缆和通过高压电容分压器分压后的所述母线连接,IlOKV以上变电站系统中所述暂态电压监测装置连接在与所述母线连接的电容器设备支路中,所述暂态电压监测装置通过屏蔽电缆与电容器设备的末屏和低压臂电容的连接点处连接。
4.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述变电站内上位机包括数据库和磁盘,包括采集时间、变电站名称的相关信存储到所述变电站内上位机的所述数据库中;所述过电压波形数据存储到所述变电站内上位机的所述磁盘中;存储的相对目录和文件名保存到数据库表中; 变电站内上位机接收到所述暂态电压数据后存储到数据库和磁盘中,通过变电站内上位机内的应用软件实现查询、浏览和分析所述暂态过电压数据。
5.如权利要求4所述的系统,其特征在于,所述变电站内上位机内部配置有双网卡,一个与所述暂态电压监测装置接入局域网内,另一个网卡连接电力系统内网网络; 所述变电站内上位机的数据库和上层所述过电压监测应用服务器上的数据库设置了自动定时数据同步功能,当定时时间到时,各个所述变电站内上位机通过数据库数据同步工具将更新的数据自动同步到所述上层过电压监测应用服务器上; 所述变电站内上位机的磁盘上存储的数据采用FTP的方式上传到所述过电压监测应用服务器上,当所述变电站内上位机收到所述暂态电压监测装置上传的数据时,上位机软件自动建立一个线程,将收到的波形数据文件通过FTP协议上传到所述过电压监测应用服务器上安装的FTP服务器上,上传后数据的相对路径及文件名和原来一样。
6.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述过电压监测应用服务器上安装过电压分析软件,按条件查询、浏览和分析区域电网内各个变电站的过电压波形数据,对波形数据进行高级处理、仿真计算、波形特征提取,确定过电压类型。
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