CN107514989A - Gis母线伸缩节变形、滑动伸缩及地基沉降监测系统 - Google Patents

Gis母线伸缩节变形、滑动伸缩及地基沉降监测系统 Download PDF

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黄经纬
左稳
单德帅
张楠
张娟
何广玉
朱金康
杨国峰
廖凯
黄黎明
买买提·艾尼
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State Grid Corp of China SGCC
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State Grid Corp of China SGCC
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Abstract

本发明公开了一种GIS母线伸缩节变形、滑动伸缩及地基沉降监测系统，其包括安装在GIS母线筒体上监测终端和与监测终端连接的数据接收和处理单元；所述监测终端包括用于监测GIS母线筒体伸缩节的形变的伸缩节形变监测传感器以及用于监测地基沉降的地基沉降监测传感器、微处理器和GPRS无线传输模块；所述数据接收和处理单元包括接收终端和PC上位机；所述接收终端包括GPRS无线接收模块和微处理器。

Description

GIS母线伸缩节变形、滑动伸缩及地基沉降监测系统
技术领域
本发明涉及一种六氟化硫全封闭组合电器(GAS INSULATED SWITCHGEAR，GIS)母线筒体伸缩节变形、滑动伸缩及地基沉降监测系统，具体应用于对一种GIS设备母线筒体伸缩节变形、滑动伸缩及地基沉降的监测。
背景技术
GIS设备的安全稳定运行对电力系统至关重要，是提高供电安全性，满足供电可靠性的根本要求；
基于SF6绝缘介质的GIS设备在高压交、直流输电领域广泛应用，在现场应用过程中发现GIS设备管型长母线筒体会因环境温度变化出现一定幅度的伸缩，在拉伸和收缩过程中可能会引起母线筒体连接处密封部件疲劳而造成密封不严、绝缘介质泄露等问题，导致绝缘介质性能降低或引发击穿事故。此外，新疆地处于印度板块和欧亚板块碰撞的前沿地带，地壳活动频繁，微型地震较多，一定程度上造成GIS母线筒体伸缩以及所处地基位置的沉降；
目前变电站对母线筒体伸缩节伸缩和地基沉降多采用基于人工测量的方法，但母线筒体伸缩节伸缩量和地基沉降量绝对尺寸很小，导致人工测量难度大、精度低，并因测量周期的限制而无法进行实时监测。为解决上述问题，提高检修效率和测量精度，降低运维成本，亟待研究一种可实时对GIS设备母线筒体伸缩节伸缩量和地基沉降量进行高精度监测的设备装置。国网新疆电力公司运维检修部关于转发国家电网公司《户外GIS设备设备伸缩节反事故措施和故障分析报告》的通知文件要求，要加强GIS设备母线筒体伸缩节变形量的监测工作，将监测工作纳入正常设备运维管理中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种GIS母线伸缩节变形、滑动伸缩及地基沉降监测系统，其可以自动的形成GIS设备母线筒体伸缩及地基沉降变化曲线，为GIS设备安全运行制定预警机制和运维保障措施提供数据支撑。所述自动的是相对于现有的人工测量的方式而言，即可以通过本系统实现监测和结果展示。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
GIS母线伸缩节变形、滑动伸缩及地基沉降监测系统，包括安装在GIS母线筒体上监测终端和与监测终端连接的数据接收和处理单元；
所述监测终端包括用于监测GIS母线筒体伸缩节的形变的伸缩节形变监测传感器以及用于监测地基沉降的地基沉降监测传感器、微处理器和GPRS无线传输模块；所述数据接收和处理单元包括接收终端和PC上位机；所述接收终端包括GPRS无线接收模块和微处理器。
作为本发明的一种优选实施方式：所述伸缩节形变监测传感器和地基沉降监测传感器感器分别为磁致伸缩传感器和拉绳式位移传感器；所述监测终端的微处理器接收和处理伸缩节形变监测传感器和地基沉降监测传感器感器传输的信号数据，并通过GPRS无线传输模块将信号数据传输给数据接收和处理单元。
作为本发明的一种优选实施方式：所述GPRS无线接收模块接收监测终端的GPRS无线传输模块传输的信号，并将信号传递给接收终端的微处理器，接收中段的微处理器对接收到的信号进行处理并通过RS485或RS232数据通信线上传至PC上位机；PC上位机包含实现数据存储和显示功能的存储器和显示器。
作为本发明的一种优选实施方式：所述PC上位机使用Visual C MFC开发数据分析处理软件，应用MFC ODBC数据库访问技术实现对监测数据的存储并自动显示数据当前数据，并能自动绘制和显示数据变化曲线，出现故障时，对故障进行定位和报警。
本发明有益效果是：
本发明使用基于直线位移传感技术的形变监测传感器，高精度的测量出GIS设备母线筒体伸缩节(包含带波纹螺管和带滑块的伸缩节)形变和地基沉降数据，通过微处理器和无线通信实现数据传输，利用计算机处理分析后，实时形成GIS设备母线筒体伸缩及地基沉降变化曲线，为GIS设备安全运行制定预警机制和运维保障措施提供数据支撑；本发明的监测系统通过在母线筒体上安装监测终端，检测伸缩节形变和地基沉降变化，将监测数据通过无线传输方式上传至PC上位机，上位机实现对数据的存储、分析和显示。
附图说明
图1为本发明的监测终端的一种具体实施方式的结构原理框图；
图2为本发明的数据接收和处理单元的一种具体实施方式的结构原理框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：
如图1～2所示，其示出了本发明的具体实施方式，如图所示，本发明公开的GIS母线伸缩节变形、滑动伸缩及地基沉降监测系统，包括安装在GIS母线筒体上监测终端和与监测终端连接的数据接收和处理单元；
所述监测终端包括用于监测GIS母线筒体伸缩节的形变的伸缩节形变监测传感器以及用于监测地基沉降的地基沉降监测传感器、微处理器和GPRS无线传输模块；所述数据接收和处理单元包括接收终端和PC上位机；所述接收终端包括GPRS无线接收模块和微处理器。
在一些优选实施例中，如图所示：所述伸缩节形变监测传感器和地基沉降监测传感器感器分别为磁致伸缩传感器和拉绳式位移传感器；所述监测终端的微处理器接收和处理伸缩节形变监测传感器和地基沉降监测传感器感器传输的信号数据，并通过GPRS无线传输模块将信号数据传输给数据接收和处理单元。磁致伸缩传感器由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触，因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响。此外，传感器采用了高科技材料和先进的电子处理技术，因而它能应用在高温、高压和高振荡的环境中。传感器输出信号为绝对位移值，即使电源中断、重接，数据也不会丢失，更无须重新归零。由于敏感元件是非接触的，就算不断重复检测，也不会对传感器造成任何磨损，可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。拉绳位移传感器的功能是把机械运动转换成可以计量，记录或传送的电信号。拉绳位移传感器由可拉伸的不锈钢绳绕在一个有螺纹的轮毂上，此轮毂与一个精密旋转感应器连接在一起，感应器可以是增量编码器，绝对(独立)编码器，混合或导电塑料旋转电位计，同步器或解析器。拉绳位移传感器的信号输出方式分为数字信号输出和模拟信号输出，数字输出型可以选择增量旋转编码器、绝对值编码器等，输出信号为方波ABZ信号或格雷码信号，行程最大可以做到15000毫米，线性精度最大0.01％，分辨力根据配置不同最大可以达到0.001毫米/脉冲。
拉绳位移传感器模拟输出型可以选择精密电位器、霍尔编码器、绝对值编码器等，输出信号可以为RS485,dp总线，4－20毫安、0－5伏、0－10伏、串行SSI和电阻信号等，最大行程可以达到15000毫米。BEN绝对值拉绳位移传感器输出信号：SSI、4-20MA、profibus-dp、DEVicenet、并行、二进制码、、BiSS、ISI、CANopen、Endat及Hiperface等。
在一些优选实施例中，如图所示：所述GPRS无线接收模块接收监测终端的GPRS无线传输模块传输的信号，并将信号传递给接收终端的微处理器，接收中段的微处理器对接收到的信号进行处理并通过RS485或RS232数据通信线上传至PC上位机；PC上位机包含实现数据存储和显示功能的存储器和显示器。
在一些优选实施例中，如图所示：PC上位机使用Visual C MFC开发数据分析处理软件，应用MFC ODBC数据库访问技术实现对监测数据的存储，该软件具备实时存储数据并自动显示数据当前数据，并能自动绘制和显示数据变化曲线，出现故障时，对故障进行定位和报警，满足特巡需要。
在一些优选实施例中，所述伸缩节形变监测传感器和地基沉降监测传感器感器分别为磁致伸缩传感器和基于PSD的地基沉降监测传感器；基于PSD的地基沉降监测传感器包含分布在GIS母线两侧的红外发射单元和接收靶心；基于PSD的地基沉降监测传感器的布设满足新疆特殊气候条件的基于二维PSD(Position Sensitive detector)抗干扰测量技术设备布设，所述红外发射单元以变电站地基沉降基准点为参考安装；当接收靶心的接收数值发生变化时即可计算出地基沉降的具体坐标数值。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本发明专利的保护范围。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (4)

1.GIS母线伸缩节变形、滑动伸缩及地基沉降监测系统，其特征在于：包括安装在GIS母线筒体上监测终端和与监测终端连接的数据接收和处理单元；
所述监测终端包括用于监测GIS母线筒体伸缩节的形变的伸缩节形变监测传感器以及用于监测地基沉降的地基沉降监测传感器、微处理器和GPRS无线传输模块；所述数据接收和处理单元包括接收终端和PC上位机；所述接收终端包括GPRS无线接收模块和微处理器。
2.如权利要求1所述的GIS母线伸缩节变形、滑动伸缩及地基沉降监测系统，其特征在于：所述伸缩节形变监测传感器和地基沉降监测传感器感器分别为磁致伸缩传感器和拉绳式位移传感器；所述监测终端的微处理器接收和处理伸缩节形变监测传感器和地基沉降监测传感器感器传输的信号数据，并通过GPRS无线传输模块将信号数据传输给数据接收和处理单元。
3.如权利要求1所述的GIS母线伸缩节变形、滑动伸缩及地基沉降监测系统，其特征在于：所述GPRS无线接收模块接收监测终端的GPRS无线传输模块传输的信号，并将信号传递给接收终端的微处理器，接收中段的微处理器对接收到的信号进行处理并通过RS485或RS232数据通信线上传至PC上位机；PC上位机包含实现数据存储和显示功能的存储器和显示器。
4.如权利要求1所述的GIS母线伸缩节变形、滑动伸缩及地基沉降监测系统，其特征在于：所述PC上位机使用Visual C MFC开发数据分析处理软件，应用MFC ODBC数据库访问技术实现对监测数据的存储并自动显示数据当前数据，并能自动绘制和显示数据变化曲线，出现故障时，对故障进行定位和报警。
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