CN106123948A - 110kV GIS在线监测系统及在线监测方法 - Google Patents

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CN201610406968.3A
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陈海昆
唐建中
蒋亚峰
顾芸冉
王凤云
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SHANGHAI NANHUA LANLING ELECTRIC CO Ltd
Shanghai South Power (group) Co Ltd
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SHANGHAI NANHUA LANLING ELECTRIC CO Ltd
Shanghai South Power (group) Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass

Abstract

本发明110kV GIS在线监测系统及在线监测方法,110kV GIS在线监测系统,主要由智能传感器、110kV在线监测系统和数据管理终端三部分组成,智能传感器包括SF6微水密度传感器、局放传感器、机械特性位移传感器和机械特性电流互感器;110kV在线监测系统包括数字化采集模块、在线监测数据建模计算模块、flash存储模块和对外端口;110kV在线监测系统将智能传感器获得的相关数据进行数字化建模、计算以及存储并保证数据管理终端对其进行访问。在线监测系统主要针对GIS局部放电、GIS气体微水状态、断路器机械特性的集中监测,并建立起故障诊断模型,进而判断变压器老化程度,估计其使用寿命。

Description

110kV GIS在线监测系统及在线监测方法
技术领域
[0001]本发明涉及智能电网在线监测的技术领域,尤其是IlOkV GIS在线监测系统及在线监测方法。
背景技术
[0002]智能电网是未来电力系统的发展方向,智能变电站作为其核心部分,对变电站各类设备实现状态监测,对减小设备的运行维护成本、提高设备运行可靠性、延长设备使用寿命具有重大意义。因此,状态监测技术成为实现智能变电站的核心技术。状态监测技术采取连续性与离线监测相结合的方法,应用现代电子合计算机技术、现代分析技术预测设备可能发生的故障,以期达到预支维修和有效维修的目的,对电流设备运行起保障作用。
[0003] GIS全封闭式组合电器是由母线、接地开关、隔离开关、断路器、互感器、贝类器、出线终端和连接件组成,这些设备都被封闭在充有SF6气体的金属接地外壳中。由于GIS的封闭性,早期故障难以发现,因此在线监测能够及时掌握设备运行情况,对GIS的安全运行意义重大。
发明内容
[0004]本发明要解决的技术问题是:提供一种IlOkV GIS在线监测系统及在线监测方法,主要针对GIS局部放电、GIS气体微水状态、断路器机械特性的集中监测,并建立起故障诊断模型,进而判断变压器老化程度,估计其使用寿命。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:IlOkV GIS在线监测系统,主要由智能传感器、I 1kV在线监测系统和数据管理终端三部分组成,智能传感器包括SF6微水密度传感器、局放传感器、机械特性位移传感器和机械特性电流互感器;I1kV在线监测系统包括数字化采集模块、在线监测数据建模计算模块、flash存储模块和对外端口; IlOkV在线监测系统将智能传感器获得的相关数据进行数字化建模、计算以及存储并保证数据管理终端对其进行访问。
[0006]进一步具体地说,上述技术方案中所述SF6微水密度传感器用于平衡主汽室与采样点的湿度;所述局放传感器通过超高频传感器耦合电缆接头内部局部放电所产生的超高频电磁波来检测定位;所述机械特性位移传感器通过与动触头连杆相连的位移传感器的电压变化间接的得到行程值并可计算出相应的速度值;所述机械特性电流互感器用于获取分合闸时线圈电流和电机电流。
[0007] —种IlOkV GIS在线监测系统的在线监测方法,具体监测步骤如下:
[0008] 步骤I:智能传感器中的SF6微水密度传感器、局放传感器、机械特性位移传感器和机械特性电流互感器分别实现各自的数据采集;
[0009]步骤2:步骤I中采集到的数据传输到110KV在线监测系统中进行数据建模、计算以及存储;UOKV在线监测系统中的数字化采集模块对智能传感器获得的相关数据进行数字化建模,110KV在线监测系统中的在线监测数据建模计算模块对数字化采集模块建模后的数据进行计算,I1KV在线监测系统中的flash存储模块对在线监测数据建模计算模块计算后的数据进行存储;
[0010] 步骤3:步骤2中的数据通过110KV在线监测系统中的对外端口传送到数据管理终端实现不同信息间的演示和分析,数据管理终端对在线监测数据建模计算模块计算的数据或flash存储模块存储的数据进行访问。
[0011]本发明的有益效果是:该在线监测系统中的各个技术元件的植入与接入均保证GIS设备本体的安全可靠,不影响原有的电场分布、内部绝缘和机械操作,所有部件集成于一个设备装置中,实现模块化、一体化安装,保证设备的抗干扰和稳定性,适用I1KV高压电柜;该在线监测方法可以通过RS485、I2C、A/D等采样或通讯形式与GIS在线监测系统实现数据采集,通过数据建模、计算分析得出GIS气体微水状态、局部放电状态、机械触头行程曲线、分合闸线圈电流波形、储能电机电流波形、辅助触点开关状态等数据,并可以通过标准MODBUS协议与各种数据管理终端通讯,实现当前、历史数据的比对、分析。
附图说明
[0012]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0013]图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
[0014] 见图l,110kV GIS在线监测系统,主要针对GIS局部放电、GIS气体微水状态、断路器机械特性的集中监测,并建立起故障诊断模型,进而判断变压器老化程度,估计其使用寿命,信息的高度融合和运用110KV在线监测系统进行多信息的综合分析判断。主要由智能传感器、IlOkV在线监测系统和数据管理终端三部分组成,智能传感器的种类由所需监测的种类、数量、范围所决定,智能传感器包括SF6微水密度传感器、局放传感器、机械特性位移传感器和机械特性电流互感器;IlOkV在线监测系统包括数字化采集模块、在线监测数据建模计算模块、flash存储模块和对外端口。
[0015] GIS局部放电监测采用超高频法,灵敏度高,检测范围广,超高频局部放电传感器安装在GIS的盆式绝缘子处,由于超高频信号无法穿透金属封闭外壳,因此在由金属材料制成的盆式绝缘子的外圈预留一定区域的非金属空间,以方便局放传感器的安装与检测。局放传感器通过超高频传感器耦合电缆接头内部局部放电所产生的超高频电磁波来检测定位。GIS内部发送局部放电时,由于放电处电荷迅速转移,形成持续时间短的电流脉冲(ns级),并产生频率分量及其丰富的电磁信号(高达GHz),通过传感局部放电所产生的电信号进行局部放电检测,可以及早发现早期的局部放电。
[0016] GIS气体微水状态监测采用对SF6气体隔离室监测点的密度、微水和温度的实时监测,通过RS485通信模式与110KV在线监测系统交互,将实时数据整理、保存,方便后台监控软件或其他终端设备调用、监测和分析。SF6微水密度传感器由温度传感器、温度传感器和压力传感器组成可以确保快速测量和长期稳定工作,经过微循环系统,使得主汽室与采样点的湿度能够达到平衡,保证测量的准确性;最后通过RS485输出信号。
[0017]断路器机械特性的集中监测通过在断路器及GIS操动机构的主要部位安装不同的信号传感器,实时在线测量和记录触头行程曲线、分合闸线圈电流波形、储能电机电流波形、辅助触点开关状态等参数,通过IlOKV在线监测系统进行数据分析,计算出分合闸时间、速度等参数,综合判断机构的运行状态及历史变化趋势,最后通过RS485传输给后台监控软件或其他终端设备调用、分析。机械特性位移传感器是通过与动触头连杆相连的位移传感器的电压变化,间接的得到行程值,并可计算出现相应的速度值。结合电流互感器,获取分合闸时相关线圈电流和电机电流。
[0018] 一种IlOkV GIS在线监测系统的在线监测方法,具体监测步骤如下:
[0019] 步骤I:智能传感器中的SF6微水密度传感器、局放传感器、机械特性位移传感器和机械特性电流互感器分别实现各自的数据采集;
[0020]步骤2:步骤I中采集到的数据传输到110KV在线监测系统中进行数据建模、计算以及存储;UOKV在线监测系统中的数字化采集模块对智能传感器获得的相关数据进行数字化建模,110KV在线监测系统中的在线监测数据建模计算模块对数字化采集模块建模后的数据进行计算,I1KV在线监测系统中的flash存储模块对在线监测数据建模计算模块计算后的数据进行存储;
[0021 ] 步骤3:步骤2中的数据通过I1KV在线监测系统中的对外端口传送到数据管理终端实现不同信息间的演示和分析,数据管理终端对在线监测数据建模计算模块计算的数据或flash存储模块存储的数据进行访问。
[0022] 110KV在线监测系统通过不同的通讯、数据采集方式把上述传感器获得的相关数据进行数字化处理,然后运用不同的建模公式分别计算出GIS内部微水密度、局部放电量、断路器分合闸时的触头行程、速度、开距、分合闸线圈电流及次数等,并将数据存储到FLASH中,设计存储FLASH可以保存12个月到18个月数据;同时保证数据管理终端的访问。数据管理终端以PC端为主要载体,实现系统化、集成化显示,并可以进行大数据比对分析,高级授权也可进行远程监控数据。
[0023]以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.1lOkV GIS在线监测系统,其特征在于:主要由智能传感器、IlOkV在线监测系统和数据管理终端三部分组成,智能传感器包括SF6微水密度传感器、局放传感器、机械特性位移传感器和机械特性电流互感器;IlOkV在线监测系统包括数字化采集模块、在线监测数据建模计算模块、flash存储模块和对外端口; IlOkV在线监测系统将智能传感器获得的相关数据进行数字化建模、计算以及存储并保证数据管理终端对其进行访问。
2.如权利要求1所述的I1kV GIS在线监测系统,其特征在于:所述SF6微水密度传感器用于平衡主汽室与采样点的湿度;所述局放传感器通过超高频传感器耦合电缆接头内部局部放电所产生的超高频电磁波来检测定位;所述机械特性位移传感器通过与动触头连杆相连的位移传感器的电压变化间接的得到行程值并可计算出相应的速度值;所述机械特性电流互感器用于获取分合闸时线圈电流和电机电流。
3.—种如权利要求1所述的I1kV GIS在线监测系统的在线监测方法,其特征在于:具体监测步骤如下: 步骤I:智能传感器中的SF6微水密度传感器、局放传感器、机械特性位移传感器和机械特性电流互感器分别实现各自的数据采集; 步骤2:步骤I中采集到的数据传输到110KV在线监测系统中进行数据建模、计算以及存储;110KV在线监测系统中的数字化采集模块对智能传感器获得的相关数据进行数字化建模,110KV在线监测系统中的在线监测数据建模计算模块对数字化采集模块建模后的数据进行计算,110KV在线监测系统中的flash存储模块对在线监测数据建模计算模块计算后的数据进行存储; 步骤3:步骤2中的数据通过I1KV在线监测系统中的对外端口传送到数据管理终端实现不同信息间的演示和分析,数据管理终端对在线监测数据建模计算模块计算的数据或flash存储模块存储的数据进行访问。
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