CN105510862B - 一种电压互感器状态监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种电压互感器状态监测系统及方法，其特征在于，所述电压互感器状态监测系统包括：控制器单元、电压互感器监测单元、温度监测单元、湿度监测单元、无线通信单元、移动交互单元、监控处理单元、触摸显示单元、语音报警单元、供电单元。本发明能够在线监测电压互感器的运行状态，能够实时采集电压互感器的运行参数，能够实现站内电压互感器监测数据的无线传输，能够对电压互感器的运行故障进行识别诊断，实现对电压互感器状态的监测和故障预警，方便对电压互感器的状态查看和操作监测系统，对电压互感器故障信息进行语音报警，将故障报警信息无线发送给工作人员及时处理，保证电压互感器的正常运行。

Description

一种电压互感器状态监测系统及方法

技术领域

本发明属于电力系统状态监测领域，涉及一种电力设备的状态监测系统及方法，特别是一种电压互感器状态监测系统及方法。

背景技术

互感器是电力网正常运行、监视、计量、保护、控制等不可缺少的主要设备之一。它的存在，使高电压、大电流信息得以应用。互感器运行状态优劣，直接影响到电力系统测量、计量的准确性和继电保护、自动装置的可靠性，对电力系统安全运行影响极大。

目前，在电力系统中，电压互感器的使用广泛，而针对电压互感器本身的状态监测问题没有很好的研究和解决。电压互感器本身存在着性能问题和故障问题，一旦电压互感器发生运行状态不正常和故障将严重影响电力系统的安全运行。因此，需要一种电压互感器状态监测系统及方法能够在线实时监测电压互感器的状态，对电压互感器的故障进行诊断，及早发现和解决电压互感器存在的故障，保证电压互感器的正常运行。

发明内容

本发明针对现有技术无法解决上述电压互感器存在的问题，提供了一种电压互感器状态监测系统及方法。电压互感器状态监测系统对电压互感器的运行状态进行在线监测，实时采集电压互感器的运行参数，能够实现站内电压互感器监测数据的无线传输，完成对电压互感器运行故障的识别，实时对电压互感器状态监测和故障预警，方便对电压互感器的状态查看和操作监测系统，对电压互感器故障信息进行语音报警，将故障报警信息无线发送给工作人员及时处理，保证电压互感器的正常运行。

为了完成上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种电压互感器状态监测系统，其特征在于，所述电压互感器状态监测系统包括：控制器单元、电压互感器监测单元、温度监测单元、湿度监测单元、无线通信单元、移动交互单元、监控处理单元、触摸显示单元、语音报警单元、供电单元。所述控制器单元分别与电压互感器监测单元、湿度监测单元、无线通信单元、触摸显示单元、语音报警单元、供电单元连接。所述供电单元分别与控制器单元、电压互感器监测单元、湿度监测单元、无线通信单元、触摸显示单元、语音报警单元连接。所述温度监测单元、移动交互单元、监控处理单元与无线通信单元连接。

所述的控制器单元分别与电压互感器监测单元、湿度监测单元、无线通信单元、触摸显示单元、语音报警单元、供电单元连接，接收处理电压互感器监测单元、湿度监测单元、无线通信单元、触摸显示单元、语音报警单元、供电单元传输来的信息和数据，并向电压互感器监测单元、湿度监测单元、无线通信单元、触摸显示单元、语音报警单元、供电单元传输命令信息和数据，控制相应单元完成相应功能。

所述的电压互感器监测单元与控制器单元连接，用于实现电压互感器二次侧电压的监测。电压互感器监测单元包括电压变换器、低通滤波器、极性转换器、模数转换器。

所述的温度监测单元与无线通信单元连接，用于实时监测电压互感器的运行温度及互感器进线的母线上的温度。温度监测单元包括光纤光栅传感器、光分路盒、密封法兰、光纤接续盒、光纤光栅解调仪。

所述的湿度监测单元与控制器单元连接，用于实时监测电压互感器的运行环境的湿度。湿度监测单元包括湿度传感器。

所述的无线通信单元用于控制器单元、温度监测单元、移动交互单元与监控处理单元进行实时的数据交换传输和数据处理，用于将监控处理单元处理的电压互感器状态信息发送到工作人员的移动通信设备用户端软件进行提示。无线通信单元包括ZigBee通信模块、GPRS通信模块。所述ZigBee通信模块分别安装在控制器单元、温度监测单元、监控处理单元上，实现控制器单元、温度监测单元与监控处理单元之间的无线通信。所述GPRS通信模块安装在监控处理单元上，实现移动交互单元与监控处理单元之间的无线通信、数据交换传输，实现将监控处理单元处理的电压互感器状态信息发送到工作人员的移动通信设备用户端的软件进行提示和接收移动交互单元发送来的信息数据。

所述的移动交互单元与无线通信单元之间连接通信，通过GPRS通信模块实现工作人员的移动通信设备用户端的软件与无线通信单元连接通信，实现移动通信设备用户端与监控处理单元进行数据交互，对状态监测系统进行功能设置和查看系统数据，接收监控处理单元发送来的信息数据。

所述的监控处理单元用于接收处理电压互感器运行现场控制器单元处理的监测数据、温度监测单元的温度数据和移动交互单元的交互数据，通过无线通信单元实现与控制器单元、温度监测单元和移动交互单元的数据通信连接，完成对状态监测系统的数据处理、故障诊断及处理和人机交互功能。监控处理单元包括服务器、上位机。

所述的触摸显示单元与控制器单元连接，用于显示控制器单元处理的电压互感器运行的监测数据和监控处理单元处理分析后的温度数据和故障诊断数据；对状态监测系统进行操作和查看电压互感器历史运行情况和功能设置。触摸显示单元包括触摸显示屏、触摸显示屏芯片。

所述的语音报警单元与控制器单元连接，用于通过语音对当前电压互感器运行状态和故障情况进行语音播放和报警。语音报警单元包括：语音报警芯片、音箱。

所述的供电单元实现对控制器单元、电压互感器监测单元、湿度监测单元、无线通信单元、触摸显示单元、语音报警单元提供合适的电能供电。供电单元包括开关电源。

所述的温度监测单元和监控处理单元供电由监控室内市电供电。

一种电压互感器状态监测方法，其特征在于，电压互感器状态监测方法包括以下步骤：电压互感器监测单元对电压互感器的二次侧电压进行实时监测，湿度监测单元实时监测电压互感器的运行环境的湿度。控制器单元对电压互感器监测单元、湿度监测单元的监测数据进行处理，通过无线通信单元中ZigBee通信模块与监控处理单元进行数据通信。

温度监测单元对电压互感器的进线母线上、电压互感器的二次侧出线接头处、电压互感器上的温度进行监测，通过无线通信单元中ZigBee通信模块与监控处理单元进行数据通信。

监控处理单元完成数据的存储和运行计算，并完成对状态监测系统的数据处理、故障诊断及处理和人机交互功能。监控处理单元通过无线通信单元与控制器单元进行数据通信，将数据处理、故障诊断结果反馈给控制器单元，控制器单元控制将反馈的结果在触摸显示单元上输出显示。监控处理单元通过无线通信单元与移动交互单元进行数据通信，将电压互感器状态信息发送到工作人员的移动通信设备用户端软件进行提示。

移动交互单元通过GPRS通信模块实现工作人员的移动通信设备用户端的软件与无线通信单元连接通信，实现移动通信设备用户端与监控处理单元进行数据交互，对状态监测系统进行功能设置和查看系统数据，接收监控处理单元发送来的信息数据。

通过触摸显示单元对系统进行操作和查看电压互感器历史运行情况和功能设置。

语音报警单元通过语音对当前电压互感器运行状态和故障情况进行语音播放和报警。

本发明的有益效果是：本发明一种电压互感器状态监测系统及方法，能够在线监测电压互感器的运行状态，能够实时采集电压互感器的运行参数，能够实现站内电压互感器监测数据的无线传输，能够对电压互感器的运行故障进行识别诊断，实现对电压互感器状态的监测和故障预警，方便对电压互感器的状态查看和操作监测系统，对电压互感器故障信息进行语音报警，将故障报警信息无线发送给工作人员及时处理，保证电压互感器的正常运行。

附图说明

图1为本发明电压互感器状态监测系统整体结构功能示意图。

图中1、控制器单元，2、电压互感器监测单元，3、温度监测单元，4、湿度监测单元，5、无线通信单元，6、移动交互单元，7、监控处理单元，8、触摸显示单元，9、语音报警单元，10、供电单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，以具体阐述本发明的技术方案。

如图1所示，本发明一种电压互感器状态监测系统，其特征在于，所述电压互感器状态监测系统包括：控制器单元1、电压互感器监测单元2、温度监测单元3、湿度监测单元4、无线通信单元5、移动交互单元6、监控处理单元7、触摸显示单元8、语音报警单元9、供电单元10。所述控制器单元1分别与电压互感器监测单元2、湿度监测单元4、无线通信单元5、触摸显示单元8、语音报警单元9、供电单元10连接。所述供电单元10分别与控制器单元1、电压互感器监测单元2、湿度监测单元4、无线通信单元5、触摸显示单元8、语音报警单元9连接。所述温度监测单元3、移动交互单元6、监控处理单元7与无线通信单元5连接。

所述的控制器单元1采用TMS320F2812数据处理器作为控制和处理数据的处理器。

所述的电压互感器监测单元2包括电压变换器、低通滤波器、极性转换器、模数转换器。电压变换器安装在电压互感器的二次侧，对电压互感器二次侧电压进行变换后经过低通滤波器、极性转换器、模数转换器处理获取控制器单元1中TMS320F2812处理器能够处理的信号。

所述的温度监测单元3包括光纤光栅传感器、光分路盒、密封法兰、光纤接续盒、光纤光栅解调仪。光纤光栅传感器安装在电压互感器的进线母线上、电压互感器的二次侧出线接头处、电压互感器上。光纤光栅传感器依次连接光分路盒、密封法兰、光纤接续盒、光纤光栅解调仪，完成系统对温度的检测，通过无线通信单元5将温度数据传输到监控处理单元7中上位机和服务器。

所述的湿度监测单元4包括湿度传感器。湿度传感器安装在电压互感器附近，实时监测电压互感器的运行环境湿度。

所述的无线通信单元5包括ZigBee通信模块、GPRS通信模块，实现控制器单元1、温度监测单元3、移动交互单元6与监控处理单元7进行实时的数据交换传输和数据处理，用于将监控处理单元7处理的电压互感器状态信息发送到工作人员的移动通信设备用户端软件进行提示。

所述的移动交互单元6通过GPRS通信模块实现工作人员的移动通信设备用户端的软件与无线通信单元连接通信，实现移动通信设备用户端与监控处理单元7进行数据交互，对状态监测系统进行功能设置和查看系统数据，接收监控处理单元7发送来的信息数据。

所述的监控处理单元7包括服务器、上位机。服务器完成数据的存储和运行计算；上位机完成对状态监测系统的数据处理、故障诊断及处理和人机交互功能。

所述的触摸显示单元8包括触摸显示屏、触摸显示屏芯片。触摸显示屏、触摸显示屏芯片与控制器单元1连接，完成对控制器单元1处理的电压互感器现场运行的状态监测数据和监控处理单元7处理分析后的温度数据和故障诊断数据进行显示；对系统进行操作查看电压互感器历史运行情况和功能设置。

所述的语音报警单元9包括语音报警芯片、音箱。语音报警芯片与控制器单元1连接，语音报警芯片与音箱连接，完成通过语音对当前电压互感器运行状态和故障情况进行语音播放和报警。

所述的供电单元10包括开关电源，通过开关电源对电压互感器运行现场的低电压电能进行变换得到适合状态监测系统现场运行的电压和电流。

所述的温度监测单元3和监控处理单元7的供电由监控室内市电供电。

一种电压互感器状态监测系统工作原理如下：电压互感器监测单元2对电压互感器的二次侧电压进行实时监测，湿度监测单元4实时监测电压互感器的运行环境的湿度。控制器单元1对电压互感器监测单元2、湿度监测单元4的监测数据进行处理，通过无线通信单元5中ZigBee通信模块与监控处理单元7进行数据通信。

温度监测单元3对电压互感器的进线母线上、电压互感器的二次侧出线接头处、电压互感器上的温度进行监测，通过无线通信单元5中ZigBee通信模块与监控处理单元7进行数据通信。

监控处理单元7完成数据的存储和运行计算，并完成对状态监测系统的数据处理、故障诊断及处理和人机交互功能。监控处理单元7通过无线通信单元5与控制器单元1进行数据通信，将数据处理、故障诊断结果反馈给控制器单元1，控制器单元1控制将反馈的结果在触摸显示单元8上输出显示。监控处理单元7通过无线通信单元5与移动交互单元6进行数据通信，将电压互感器状态信息发送到工作人员的移动通信设备用户端软件进行提示。

移动交互单元6通过GPRS通信模块实现工作人员的移动通信设备用户端的软件与无线通信单元连接通信，实现移动通信设备用户端与监控处理单元7进行数据交互，对状态监测系统进行功能设置和查看系统数据，接收监控处理单元7发送来的信息数据。

通过触摸显示单元8对系统进行操作和查看电压互感器历史运行情况和功能设置。

语音报警单元9通过语音对当前电压互感器运行状态和故障情况进行语音播放和报警。

经过以上本发明电压互感器状态监测系统及方法实施例工作过程，完成了在线监测电压互感器的运行状态，能够实时采集电压互感器的运行参数，能够实现站内电压互感器监测数据的无线传输，能够对电压互感器的运行故障进行识别诊断，实现对电压互感器状态的监测和故障预警，方便对电压互感器的状态查看和操作监测系统，对电压互感器故障信息进行语音报警，将故障报警信息无线发送给工作人员及时处理，保证电压互感器的正常运行。

Claims (1)

1.一种电压互感器状态监测系统，其特征在于，所述电压互感器状态监测系统包括：控制器单元、电压互感器监测单元、温度监测单元、湿度监测单元、无线通信单元、移动交互单元、监控处理单元、触摸显示单元、语音报警单元、供电单元；所述控制器单元分别与电压互感器监测单元、湿度监测单元、无线通信单元、触摸显示单元、语音报警单元、供电单元连接；所述供电单元分别与控制器单元、电压互感器监测单元、湿度监测单元、无线通信单元、触摸显示单元、语音报警单元连接；所述温度监测单元、移动交互单元、监控处理单元与无线通信单元连接；

所述的控制器单元分别与电压互感器监测单元、湿度监测单元、无线通信单元、触摸显示单元、语音报警单元、供电单元连接，接收处理电压互感器监测单元、湿度监测单元、无线通信单元、触摸显示单元、语音报警单元、供电单元传输来的信息和数据，并向电压互感器监测单元、湿度监测单元、无线通信单元、触摸显示单元、语音报警单元、供电单元传输命令信息和数据，控制相应单元完成相应功能；

所述的电压互感器监测单元与控制器单元连接，用于实现电压互感器二次侧电压的监测；电压互感器监测单元包括电压变换器、低通滤波器、极性转换器、模数转换器；

所述的温度监测单元与无线通信单元连接，用于实时监测电压互感器的运行温度及互感器进线的母线上的温度；温度监测单元包括光纤光栅传感器、光分路盒、密封法兰、光纤接续盒、光纤光栅解调仪；

所述的湿度监测单元与控制器单元连接，用于实时监测电压互感器的运行环境的湿度；湿度监测单元包括湿度传感器；

所述的无线通信单元用于控制器单元、温度监测单元、移动交互单元与监控处理单元进行实时的数据交换传输和数据处理，用于将监控处理单元处理的电压互感器状态信息发送到工作人员的移动通信设备用户端软件进行提示；无线通信单元包括ZigBee通信模块、GPRS通信模块；所述ZigBee通信模块分别安装在控制器单元、温度监测单元、监控处理单元上，实现控制器单元、温度监测单元与监控处理单元之间的无线通信；所述GPRS通信模块安装在监控处理单元上，实现移动交互单元与监控处理单元之间的无线通信、数据交换传输，实现将监控处理单元处理的电压互感器状态信息发送到工作人员的移动通信设备用户端的软件进行提示和接收移动交互单元发送来的信息数据；

所述的移动交互单元与无线通信单元之间连接通信，通过GPRS通信模块实现工作人员的移动通信设备用户端的软件与无线通信单元连接通信，实现移动通信设备用户端与监控处理单元进行数据交互，对状态监测系统进行功能设置和查看系统数据，接收监控处理单元发送来的信息数据；

所述的监控处理单元用于接收处理电压互感器运行现场控制器单元处理的监测数据、温度监测单元的温度数据和移动交互单元的交互数据，通过无线通信单元实现与控制器单元、温度监测单元和移动交互单元的数据通信连接，完成对状态监测系统的数据处理、故障诊断及处理和人机交互功能；监控处理单元包括服务器、上位机；

所述的触摸显示单元与控制器单元连接，用于显示控制器单元处理的电压互感器运行的监测数据和监控处理单元处理分析后的温度数据和故障诊断数据；对状态监测系统进行操作和查看电压互感器历史运行情况和功能设置；触摸显示单元包括触摸显示屏、触摸显示屏芯片；

所述的语音报警单元与控制器单元连接，用于通过语音对当前电压互感器运行状态和故障情况进行语音播放和报警；语音报警单元包括：语音报警芯片、音箱；

所述的供电单元实现对控制器单元、电压互感器监测单元、湿度监测单元、无线通信单元、触摸显示单元、语音报警单元提供合适的电能供电；供电单元包括开关电源；

所述的电压互感器状态监测方法包括以下步骤：电压互感器监测单元对电压互感器的二次侧电压进行实时监测，湿度监测单元实时监测电压互感器的运行环境的湿度；控制器单元对电压互感器监测单元、湿度监测单元的监测数据进行处理，通过无线通信单元中ZigBee通信模块与监控处理单元进行数据通信；

温度监测单元对电压互感器的进线母线上、电压互感器的二次侧出线接头处、电压互感器上的温度进行监测，通过无线通信单元中ZigBee通信模块与监控处理单元进行数据通信；

监控处理单元完成数据的存储和运行计算，并完成对状态监测系统的数据处理、故障诊断及处理和人机交互功能；监控处理单元通过无线通信单元与控制器单元进行数据通信，将数据处理、故障诊断结果反馈给控制器单元，控制器单元控制将反馈的结果在触摸显示单元上输出显示；监控处理单元通过无线通信单元与移动交互单元进行数据通信，将电压互感器状态信息发送到工作人员的移动通信设备用户端软件进行提示；

移动交互单元通过GPRS通信模块实现工作人员的移动通信设备用户端的软件与无线通信单元连接通信，实现移动通信设备用户端与监控处理单元进行数据交互，对状态监测系统进行功能设置和查看系统数据，接收监控处理单元发送来的信息数据；

通过触摸显示单元对系统进行操作和查看电压互感器历史运行情况和功能设置；

语音报警单元通过语音对当前电压互感器运行状态和故障情况进行语音播放和报警。