CN107819294A - 一种变电站gis伸缩节位移检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力系统变电站设备技术领域，尤其涉及一种变电站GIS伸缩节位移检测系统，包括电源模块、直线位移传感模块、采集模块、中央处理模块、存储模块、显示模块和报警模块，所述直线位移传感模块的输出端通过RS232通信模块与采集模块的输入端相连接，所述采集模块的输出端通过RS485通信模块与中央处理模块相连接，所述中央处理模块的输出端分别与存储模块、显示模块和报警模块的输入端相连接。本发明通过增设报警模块，在实时监控伸缩节的位移变化的同时，通过报警装置提示工作人员及时发现位移变化情况并采取措施，确保电网及设备安全运行。
Description
技术领域
本发明属于电力系统变电站设备技术领域，尤其涉及一种变电站GIS伸缩节位移检测系统。
背景技术
GIS（GAS insulated SWITCHGEAR）是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器；GIS设备自20世纪60年代实用化以来，已广泛运行于世界各地。GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用，而且在特高压领域也被使用。与常规敞开式变电站相比，GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强，维护工作量很小，其主要部件的维修间隔不小于20年。
现有的GIS设备中的GIS母线筒处装有伸缩节，这个伸缩节主要是用来补偿管道因热胀冷缩产生的轴向和径向位移，用来保障管道的正常运行和安全。因此，伸缩节的位移会对设备造成很大的安全隐患，甚至会影响到电网安全。如果能在变电站GIS设备伸缩节上研发并安装GIS伸缩节位移及沉降自动在线检测系统,不但可以及时有效的发现伸缩节位移情况，对移动情况随时掌握，最大程度保障电网及设备的安全问题。
授权公告号CN202793239U的专利文献公开一种高压组合电器伸缩节的位移监测装置，所示位移监测装置包括：安装于伸缩节两侧的第一测量板和第二测量板，第一测量板的中心安装具有伸缩功能的测量标尺，第二测量板上标有圆形刻度指示。该结构的不足之处在于：通过在第一测量板和第二测量板上设置伸缩式的测量标尺，由于需要人工进行目测统计，不仅存在主观判断上的误差。
申请公布号CN106197241A的专利文献公开了一种GIS母线筒伸缩节位移量监测装置及其监测方法，监测装置包括顶杆、壳体、主控板、连接块、压簧和定位杆，主控板包括电位器、控制电路、温度传感器、加速度传感器、电压基准源、存储器、实时时钟、定位模块、无线通信模块、电源管理电路、蓄电池、一次电池和电源接口，电位器和母线筒伸缩节联动，控制电路通过测量电位器的行程位移量，实现母线筒伸缩节位移量的测量。该结构虽然解决了伸缩节位移量、倾斜、振动、环境温度等参数的自动监测、记录和远传的问题，但是没有设计一定的警示机制，难易及时、直观地发现位移变化趋势，无法有效保障电网及设备的安全。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种变电站GIS伸缩节位移检测系统，通过增设报警模块，在实时监控伸缩节的位移变化的同时，通过报警装置提示工作人员及时发现位移变化情况并采取措施，确保电网及设备安全运行。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种变电站GIS伸缩节位移检测系统，包括电源模块、直线位移传感模块、采集模块、中央处理模块、存储模块、显示模块和报警模块，所述直线位移传感模块的输出端通过RS232通信模块与采集模块的输入端相连接，所述采集模块的输出端通过RS485通信模块与中央处理模块相连接，所述中央处理模块的输出端分别与存储模块、显示模块和报警模块的输入端相连接。
进一步的，所述直线位移传感模块的有效行程为75-700mm，密封等级为IP67。
进一步的，还包括设置在监控室内的远程监控模块，所述中央处理模块与远程监控模块之间通过Modbus协议或以太网进行信号传输。
进一步的，所述中央处理模块与远程监控模块之间通过Zigbee进行信号传输。
进一步的，所述直线位移传感模块两端设置挂环，所述挂环内球铰连接衬套。
进一步的，所述GIS伸缩节的两端设置定位杆，所述定位杆由外向内依次设置限位螺母、第一定位环和第二定位环，所述限位螺母与定位杆螺纹连接，且与第一定位环接触连接，所述第一定位环与定位杆滑动连接，所述第二定位环与定位杆固定连接，所述第一定位环和第二定位环均为锥台型结构，所述第一定位环截面积较小的一端与第二定位环截面积较小的一端套接，所述第一定位环截面积较小的一端沿轴向设置多个伸缩缝。
进一步的，所述限位螺母的外侧设置背紧螺母，背紧螺母与定位杆螺纹连接。
本发明的有益效果是：
1.本发明采用的直线位移传感模块，直线位移传感模块通过定位螺栓安装在伸缩节的两端，对GIS伸缩节位移进行检测并将检测到的模拟信号传送到采集模块，经采集模块将模拟信号转换成数字信号后再传送至中央处理模块，采集模块将模拟量信号转换为RS485信号，便于布线、降低信号干扰，中央处理模块对数据转换运算为实际位移值；另外，在中央处理模块内预设位移值，中央处理模块计算实际位移值与预设位移值的差值，通过显示模块进行展现，当实际位移值大于预设位移值时即证明GIS伸缩机处于拉伸状态，差值显示正数，反之显示负数。
2.搭配报警模块的设计，报警模块采用声光报警器，当差值位于正常范围内时，声光报警器通过灯光闪烁报警，当差值超出正常范围时，声光报警器通过灯光闪烁同步蜂鸣报警；需指出的是，存储模块对检测数据进行实时存储用于后期调用。
3. 在监控室内的远程监控模块，中央处理模块与远程监控模块之间通过有线通信或者无线通信进行同步信号传输，远程监控模块同样设置显示模块和报警模块，实现远程监控。
4.本发明通过对直线位移传感模块的连接方式进行改进，通过固定设置在定位杆上的第二定位环为直线位移传感模块端部的衬套提供内侧限位面，套在第二定位环上的第一定位环设置伸缩缝，当转动限位螺母向内挤进第一定位环时，第一定位环沿定位柱的轴向滑动，随着第二定位环的截面积不断变大，第一定位环套在第二定位环的端部的截面积也在不断变大，伸缩缝为其提供形变空间，从而在第一定位环和第二定位环的相互作用下对直线位移传感模块进行挤进并定位，而且可以适应不同内径的衬套。
5.在限位螺母的外侧设置背紧螺母，有效增加限位螺母的稳定性，特别是在直线位移传感模块的长度不断的变化过程中，本结构设计更加稳定可靠。
由上可知，本发明可以实时监控伸缩节的位移变化，及时有效地发现伸缩节位移情况，对移动情况随时掌握并集中进行管理，最大程度保障电网及设备的安全问题，报警装置通过声光提示工作人员及时发现位移变化情况并采取措施，确保电网及设备安全运行的同时，降低人力维护成本，减少运维人员工作量，提高工作效率，带来了良好的经济、社会效益。
附图说明
图1为本发明实施例一的直线位移传感模块的结构示意图；
图2为本发明实施例一的原理框图；
图3为本发明实施例二的原理框图；
图4为本发明实施例三定位杆、限位螺母、第一定位环和第二定位环的结构示意图；
图5为本发明实施例四定位杆、限位螺母、背紧螺母、第一定位环和第二定位环的结构示意图。
图中标号：1-电源模块，2-直线位移传感模块，3-采集模块，4-中央处理模块，5-存储模块，6-显示模块，7-报警模块，8-挂环，9-衬套，10-远程监控模块，11-定位杆，12-限位螺母，13-第一定位环，14-第二定位环，15-伸缩缝，16-背紧螺母。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
实施例一
如图1和图2所示，本发明包括电源模块1、直线位移传感模块2、采集模块3、中央处理模块4、存储模块5、显示模块6和报警模块7，直线位移传感模块2的输出端通过RS232通信模块与采集模块3的输入端相连接，采集模块3的输出端通过RS485通信模块与中央处理模块4相连接，中央处理模块4的输出端分别与存储模块5、显示模块6和报警模块7的输入端相连接。
直线位移传感模块2的有效行程为75-700mm，直线位移传感模块2两端设置挂环8，挂环8内球铰连接衬套9，通过定位螺栓安装在伸缩节的两端，利用导电塑料轨与稀土金属多指接触片，内置导电塑料测量单元，具有自动电气接地功能；有直接出线和五芯插头插座输出两种选择，防护等级为IP67，传感器提供了稳定讯号、低噪音及高寿命的运作；特佳重复度是0.01mm，而线性准确度是0.05％FS，工作环境温度范围在-20-150℃，无断解像度。直线位移传感模块两侧固定端可360度旋转，安装方便快捷。
本发明对GIS伸缩节位移进行检测并将检测到的模拟信号传送到采集模块，经采集模块将模拟信号转换成数字信号后再传送至中央处理模块，采集模块将模拟量信号转换为RS485信号，便于布线、降低信号干扰，中央处理模块对数据转换运算为实际位移值；另外，在中央处理模块内预设位移值，中央处理模块计算实际位移值与预设位移值的差值，通过显示模块进行展现，当实际位移值大于预设位移值时即证明GIS伸缩机处于拉伸状态，差值显示正数，反之显示负数；另外搭配报警模块的设计，报警模块采用声光报警器，当差值位于正常范围内时，声光报警器通过灯光闪烁报警，当差值超出正常范围时，声光报警器通过灯光闪烁同步蜂鸣报警；需指出的是，存储模块对检测数据进行实时存储用于后期调用。
实施例二
如图3所示，本发明包括电源模块1、直线位移传感模块2、采集模块3、中央处理模块4、存储模块5、显示模块6、报警模块7和远程监控模块10，直线位移传感模块2的输出端通过RS232通信模块与采集模块3的输入端相连接，采集模块3的输出端通过RS485通信模块与中央处理模块4相连接，中央处理模块4的输出端分别与存储模块5、显示模块6和报警模块7的输入端相连接；
远程监控模块10设置在监控室内，中央处理模块4与远程监控模块之间通过Modbus协议或者Zigebee进行信号传输，本实施例优选Modbus协议，其具有稳定的信号传输功能，预防数据丢包的问题发生，远程监控模块10同样包括显示模块6和报警模块7。
本实施例通过在监控室内的远程监控模块10，远程监控人员可以同步对现场的伸缩节变化进行实时同步监控。
实施例三
本实施例与实施例二的结构基本相同，不同的是：如图4所示，GIS伸缩节的两端固定连接定位杆11，安装使用时，定位杆11由外向内依次设置限位螺母12、第一定位环13和第二定位环14，限位螺母12与定位杆11螺纹连接，且与第一定位环13的外壁接触，第一定位环13与定位杆11滑动连接，第二定位环14与定位杆11固定连接，第一定位环13和第二定位环14均为锥台型结构，第一定位环13截面积较小的一端与第二定位环14截面积较小的一端套接，第一定位环13截面积较小的一端沿轴向设置多个伸缩缝15。
实施例四
本实施例与实施例三的结构基本相同，不同的是：如图5所示，限位螺母12的外侧设置背紧螺母16，背紧螺母16与定位杆11螺纹连接。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种变电站GIS伸缩节位移检测系统，其特征在于：包括电源模块、直线位移传感模块、采集模块、中央处理模块、存储模块、显示模块和报警模块，所述直线位移传感模块的输出端通过RS232通信模块与采集模块的输入端相连接，所述采集模块的输出端通过RS485通信模块与中央处理模块相连接，所述中央处理模块的输出端分别与存储模块、显示模块和报警模块的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种变电站GIS伸缩节位移检测系统，其特征在于：所述直线位移传感模块的有效行程为75-700mm，密封等级为IP67。
3.根据权利要求1所述的一种变电站GIS伸缩节位移检测系统，其特征在于：还包括设置在监控室内的远程监控模块，所述中央处理模块与远程监控模块之间通过Modbus协议或以太网进行信号传输。
4.根据权利要求3所述的一种变电站GIS伸缩节位移检测系统，其特征在于：所述中央处理模块与远程监控模块之间通过Zigbee进行信号传输。
5.根据权利要求1所述的一种变电站GIS伸缩节位移检测系统，其特征在于：所述直线位移传感模块两端设置挂环，所述挂环内球铰连接衬套。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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