CN108007817A - 一种长距离气体绝缘输电线路sf6气体密度监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测系统，包括：多个数据获取模块，每个数据获取模块用于获取对应监测点的SF6气体密度数据并发送至服务器；每个数据获取模块，包括：多个SF6气体密度传感器和多个气体密度监测设备，每个SF6气体密度传感器用于与对应监测点的气体密度监测设备进行通信，对每个SF6气体密度传感器所在气室的SF6气体密度数据进行实时获取，并发送至气体密度监测设备；每个气体密度监测设备用于控制对应的SF6气体密度传感器对所述检测数据进行采集，接收所述对应的SF6气体密度数据，并将所述对应的SF6气体密度数据打包后发送至服务器；服务器，用于接收每个监测点的SF6气体密度数据并建立每个监测点的密度历史数据库。
Description
技术领域
本发明涉及气体绝缘输电线路在线监测技术领域，并且更具体地，涉及一种长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测系统及方法。
背景技术
SF6气体由于具有优良的绝缘性能及常温下良好的物理化学特性，是理想的绝缘及灭弧介质，在电力行业得到了非常广泛的应用。SF6气体绝缘电器设备在长期运行过程中会出现气体泄漏而导致的气体压力和密度下降，使得设备绝缘强度降低，影响设备的运行安全。通常，SF6气体绝缘电气设备都装设有气体密度监测设备来指示气室内部压力，在设备发生气体泄漏、气体压力降低到一定阈值时发出告警信号或者闭锁信号。
对于特高压气体绝缘输电线路(Gas Insulated Transmission Line，简称GIL)设备来说，其运行可靠性要求高，对SF6气体密度监测系统在准确性、可靠性方面要求也相应较高。同时，特高压GIL本体距离较长，若每个气室布置一支SF6气体密度监测传感器，两回线共六相GIL就有数百支传感器，SF6气体密度传感器的需要合理集成，数据传输系统也需要合理设计。
发明内容
本发明提出一种长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测系统及方法，以解决如何对长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度进行监测的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测系统，所述系统包括：多个数据获取模块、数据传输模块和服务器，
所述多个数据获取模块，每个数据获取模块用于获取对应监测点的SF6气体密度数据，并将每个监测点的SF6气体密度数据通过数据传输模块发送至服务器，所述SF6气体密度数据包括：每个SF6气体密度传感器检测的检测数据和对应的SF6气体密度传感器编号信息；
每个数据获取模块，包括：多个SF6气体密度传感器和多个气体密度监测设备，多个SF6气体密度传感器对应一个气体密度监测设备，
所述多个SF6气体密度传感器，每个SF6气体密度传感器分别位于气体绝缘输电线路的气室上，每个SF6气体密度传感器与对应的气体密度监测设备相连接，用于与对应的气体密度监测设备进行通信，对每个SF6气体密度传感器所在气室的检测数据进行实时检测，并将对应的SF6气体密度数据发送至对应的气体密度监测设备；
所述多个气体密度监测设备，每个气体密度监测设备位于对应的监测点处，用于控制对应的SF6气体密度传感器对所述检测数据进行采集，接收所述对应的SF6气体密度数据，并将所述对应的SF6气体密度数据打包后发送至服务器；
所述服务器，用于接收每个监测点的SF6气体密度数据，并利用所述每个监测点的SF6气体密度数据分别建立每个监测点的密度历史数据库。
优选地，其中所述数据传输模块，包括：多个通过单模光纤互联的交换机，所述交换机支持IEC61850协议。
优选地，其中所述系统通过串口总线实现每个气体密度监测设备和对应的多个SF6气体密度传感器之间的数据通信，串口总线通讯协议采用ModBus-RTU通讯协议。
优选地，其中所述每个SF6气体密度传感器和气体密度监测设备支持RS-485通讯接口，气体密度监测设备与每个SF6气体密度传感器采用二线制RS-485数据总线进行数据通信。
优选地，其中所述每个SF6气体密度传感器，将所述SF6气体密度数据发送至对应的气体密度监测设备，包括：
气体密度监测设备作为主机，每个SF6气体密度传感器作为从机，主机通过轮询的方式获取对应的SF6气体密度数据，并将所述对应的SF6气体密度数据进行解析、校验和滤波处理后打包发送至服务器。
优选地，其中所述服务器，还用于：
将每个SF6气体密度传感器检测的检测数据分别与预设报警阈值和预设闭锁值进行比较，
若检测数据小于等于预设报警阈值且大于预设闭锁值，则发声报警信息；
若检测数据小于等于预设闭锁值，则发出闭锁信息。
优选地，其中所述SF6气体密度传感器为包括显示表头的SF6气体密度传感器，用于对对应的SF6气体密度传感器检测的检测数据进行显示。
根据本发明的另一个方面，提供了一种长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测方法，所述方法包括：
利用气体密度监测设备控制对应的SF6气体密度传感器对所在气室的检测数据进行采集；
每个SF6气体密度传感器分别对所在气室的SF6气体密度进行实时检测，并将对应的SF6气体密度数据发送至对应的气体密度监测设备，所述SF6气体密度数据包括：每个SF6气体密度传感器检测的检测数据和对应的SF6气体密度传感器编号信息；
气体密度监测设备接收对应的SF6气体密度数据，并将所述对应的SF6气体密度数据打包后发送至服务器；
服务器接收每个监测点的SF6气体密度数据，并利用每个监测点的SF6气体密度数据分别建立每个监测点的密度历史数据库。
优选地，其中气体密度监测设备将所述对应的SF6气体密度数据打包后通过多个通过单模光纤互联的交换机发送至服务器，所述交换机支持IEC61850协议。
优选地，其中通过串口总线实现每个气体密度监测设备和对应的多个SF6气体密度传感器之间的数据通信，串口总线通讯协议采用ModBus-RTU通讯协议。
优选地，其中所述每个SF6气体密度传感器和气体密度监测设备支持RS-485通讯接口，气体密度监测设备与每个SF6气体密度传感器采用二线制RS-485数据总线进行数据通信。
优选地，其中所述每个SF6气体密度传感器，将对应的SF6气体密度数据发送至对应的气体密度监测设备，包括：
气体密度监测设备作为主机，每个SF6气体密度传感器作为从机，主机通过轮询的方式获取对应的SF6气体密度数据，并将所述对应的SF6气体密度数据进行解析、校验和滤波处理后打包发送至服务器。
优选地，其中所述方法还包括：
将每个SF6气体密度传感器检测的检测数据分别与预设报警阈值和预设闭锁值进行比较，
若检测数据小于等于预设报警阈值且大于预设闭锁值，则发声报警信息；
若检测数据小于等于预设闭锁值，则发出闭锁信息。
优选地，其中所述SF6气体密度传感器为包括显示表头的SF6气体密度传感器，用于对对应的SF6气体密度传感器检测的检测数据进行显示。
本发明提供了一种长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测系统及方法，通过设置多个SF6气体密度传感器分别对每个SF6气体密度传感器所在气室的检测数据进行实时检测，并将SF6气体密度数据发送至对应的气体密度监测设备，利用多个气体密度监测设备将对应的SF6气体密度数据打包后发送至服务器，实现了长距离、多传感器的SF6气体密度监测，能够准确、有效地监测气体绝缘输电线路中多个气室的SF6气体密度，为气体绝缘输电线路气密性以及绝缘性能的监测提供了方法，最大程度的保障了气体绝缘输电线路稳定、可靠的运行。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施例一的长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测系统100的结构示意图；
图2为根据本发明实施例二的长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测系统的示意图；以及
图3为根据本发明实施方式实施例一的长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测方法300的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施例一的长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测系统100的结构示意图。如图1所示，本发明实施例一提供的的长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测系统100通过设置多个SF6气体密度传感器分别对每个SF6气体密度传感器所在气室的检测数据进行实时检测，并将SF6气体密度数据发送至对应的气体密度监测设备，利用多个气体密度监测设备将对应的SF6气体密度数据打包后发送至服务器，实现了长距离、多传感器的SF6气体密度监测，能够准确、有效地监测气体绝缘输电线路中多个气室的SF6气体密度，为气体绝缘输电线路气密性以及绝缘性能的监测提供了方法，最大程度的保障了气体绝缘输电线路稳定、可靠的运行。
本发明实施例一提供的的长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测系统100包括：多个数据获取模块101、数据传输模块102和服务器103。
优选地，所述多个数据获取模块101，每个数据获取模块用于获取对应监测点的SF6气体密度数据，并将每个监测点的SF6气体密度数据通过数据传输模块102发送至服务器，所述SF6气体密度数据包括：每个SF6气体密度传感器检测的检测数据和对应的SF6气体密度传感器编号信息。
优选地，其中所述数据传输模块，包括：多个通过单模光纤互联的交换机，所述交换机支持IEC61850协议。
在本发明的实施例一中，多台支持IEC61850协议的交换机由单模光纤互联，构成数据传输网络，多个数据获取模块分别将获取的对应的每个SF6气体密度传感器检测的检测数据和对应的SF6气体密度传感器编号信息通过打包后通过数据传输网络发送至服务器。
优选地，每个数据获取模块101，包括：多个SF6气体密度传感器1011和多个气体密度监测设备1012，多个SF6气体密度传感器对应一个气体密度监测设备。
优选地，所述多个SF6气体密度传感器1011，每个SF6气体密度传感器分别位于气体绝缘输电线路的各个气室上，每个SF6气体密度传感器与对应的气体密度监测设备相连接，用于与对应的气体密度监测设备进行通信，对每个SF6气体密度传感器所在气室的检测数据进行实时检测，并将对应的SF6气体密度数据发送至对应的气体密度监测设备。
优选地，其中所述SF6气体密度传感器为包括显示表头的SF6气体密度传感器，用于对对应的SF6气体密度传感器检测的检测数据进行显示。
优选地，其中所述每个SF6气体密度传感器，将所述SF6气体密度数据发送至对应的气体密度监测设备，包括：
气体密度监测设备作为主机，每个SF6气体密度传感器作为从机，主机通过轮询的方式获取对应的SF6气体密度数据，并将所述对应的SF6气体密度数据进行解析、校验和滤波处理后打包发送至服务器。
优选地，所述多个气体密度监测设备1012，每个气体密度监测设备位于对应的监测点处，用于控制对应的SF6气体密度传感器对所述检测数据进行采集，接收所述对应的SF6气体密度数据，并将所述对应的SF6气体密度数据打包后发送至服务器。
优选地，其中所述系统通过串口总线实现每个气体密度监测设备和对应的多个SF6气体密度传感器之间的数据通信，串口总线通讯协议采用ModBus-RTU通讯协议。
优选地，其中所述每个SF6气体密度传感器和气体密度监测设备支持RS-485通讯接口，气体密度监测设备与每个SF6气体密度传感器采用二线制RS-485数据总线进行数据通信。
在本发明的实施例一中，多个SF6气体密度传感器对应一个气体密度监测装置，通过串口总线实现每个气体密度监测设备和对应的多个SF6气体密度传感器之间的数据通信，串口总线通讯协议采用ModBus-RTU通讯协议。每个SF6气体密度传感器均为带机械显示表头的SF6气体密度传感器，并分别被安装于长距离气体绝缘输电线路的各个气室上，用于接收对应的气体密度监测设备的采集指令，根据所述采集指令采集所在气室的SF6气体密度，并将采集的SF6气体密度和对应的传感器编号发送至对应的气体密度监测设备。其中，每个SF6气体密度传感器和每个气体密度监测设备均支持RS-485通讯接口，密气体密度监测设备与多个对应的SF6气体密度传感器间的数据通信采用二线制RS-485数据总线，每个气体密度监测设备作为主机，多个SF6气体气体密度传感器作为从机，主机通过轮询的方式获取每个从机的编号及检测的SF6气体密度，对检测的SF6气体密度进行解析、校验和滤波后进行打包发送至对应的气体密度监测设备。
优选地，所述服务器103，用于接收每个监测点的SF6气体密度数据，并利用所述每个监测点的SF6气体密度数据分别建立每个监测点的密度历史数据库。服务器的个数可以为多个。
优选地，其中所述服务器，还用于：
将每个SF6气体密度传感器检测的检测数据分别与预设报警阈值和预设闭锁值进行比较，
若检测数据小于等于预设报警阈值且大于预设闭锁值，则发声报警信息；
若检测数据小于等于预设闭锁值，则发出闭锁信息。
其中，预设报警阈值和预设闭锁值根据气体绝缘输电线路要求的SF6气体密度值来设置。
以下具体举例说明本发明的实施方式
图2为根据本发明实施例二的长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测系统的示意图。如图2所示，本发明实施例二的长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测系统以两回线共计六相GIL为例，整个系统包括：多个SF6气体密度传感器、多个气体密度监测智能电子设备(Intelligent Electronic Device，IED)、多个交换机和两台服务器。其中，每个SF6气体密度传感器分别被布置在每个气室的补气口；一个监测点的气体密度监测IED连接6个SF6气体密度传感器；多个气体密度监测IED连接一个交换机；多个交换机构成高速数据传输网络；两个服务器分别位于长距离气体绝缘输电线路的两端。
在对SF6气体密度进行监测时，气体密度传感器被布置在每个气室补气口。通过监测所在气室的SF6气体压力、温度进而转换成20℃下的标准压力值作为SF6气体密度的判断依据。密度数据经滤波、校验等处理后通过RS-485串口以ModBus-RTU通讯协议输出。气体密度监测IED与SF6气体密度传感器之间采用RS-485数据总线进行通讯，通讯协议采用ModBus-RTU协议。
气体密度监测IED以轮询的方式依次获取所连接的6个SF6气体密度传感器的密度数据，处理之后将密度传感器编号和对应的密度数据打包，通过IEC61850协议输出。通过由单模光纤互联的多台交换机构成的高速数据通信网络上传至服务器。
服务器接入高速数据通信网络，接收多台气体密度监测IED上传的数据，建立每个气室的SF6气体密度历史数据库，并实时将每个SF6气体密度传感器检测的检测数据分别与预设报警阈值和预设闭锁值进行比较，若检测数据小于等于预设报警阈值且大于预设闭锁值，则发声报警信息；若检测数据小于等于预设闭锁值，则发出闭锁信息。
图3为根据本发明实施方式实施例一的长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测方法300的流程图。如图3所示，本发明实时方式一提供的长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测方法300从步骤301处开始，在步骤301利用气体密度监测设备控制对应的SF6气体密度传感器对所在气室的检测数据进行采集。
优选地，在步骤302每个SF6气体密度传感器分别对所在气室的SF6气体密度进行实时检测，并将对应的SF6气体密度数据发送至对应的气体密度监测设备，所述SF6气体密度数据包括：每个SF6气体密度传感器检测的检测数据和对应的SF6气体密度传感器编号信息。
优选地，其中通过串口总线实现每个气体密度监测设备和对应的多个SF6气体密度传感器之间的数据通信，串口总线通讯协议采用ModBus-RTU通讯协议。
优选地，其中所述每个SF6气体密度传感器和气体密度监测设备支持RS-485通讯接口，气体密度监测设备与每个SF6气体密度传感器采用二线制RS-485数据总线进行数据通信。
优选地，其中所述每个SF6气体密度传感器，将对应的SF6气体密度数据发送至对应的气体密度监测设备，包括：
气体密度监测设备作为主机，每个SF6气体密度传感器作为从机，主机通过轮询的方式获取对应的SF6气体密度数据，并将所述对应的SF6气体密度数据进行解析、校验和滤波处理后打包发送至服务器。
优选地，其中所述SF6气体密度传感器为包括显示表头的SF6气体密度传感器，用于对对应的SF6气体密度传感器检测的检测数据进行显示。
优选地，在步骤303气体密度监测设备接收对应的SF6气体密度数据，并将所述对应的SF6气体密度数据打包后发送至服务器。
优选地，其中气体密度监测设备将所述对应的SF6气体密度数据打包后通过多个通过单模光纤互联的交换机发送至服务器，所述交换机支持IEC61850协议。
优选地，在步骤304服务器接收每个监测点的SF6气体密度数据，并利用每个监测点的SF6气体密度数据分别建立每个监测点的密度历史数据库。
优选地，其中所述方法还包括：
将每个SF6气体密度传感器检测的检测数据分别与预设报警阈值和预设闭锁值进行比较，
若检测数据小于等于预设报警阈值且大于预设闭锁值，则发声报警信息；
若检测数据小于等于预设闭锁值，则发出闭锁信息。
本发明的实施例的长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测方法300与本发明的另一个实施例的长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测系统100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (14)
1.一种长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测系统，其特征在于，所述系统包括：多个数据获取模块、数据传输模块和服务器，
所述多个数据获取模块，每个数据获取模块用于获取对应监测点的SF6气体密度数据，并将每个监测点的SF6气体密度数据通过数据传输模块发送至服务器，所述SF6气体密度数据包括：每个SF6气体密度传感器检测的检测数据和对应的SF6气体密度传感器编号信息；
每个数据获取模块，包括：多个SF6气体密度传感器和多个气体密度监测设备，多个SF6气体密度传感器对应一个气体密度监测设备，
所述多个SF6气体密度传感器，每个SF6气体密度传感器分别位于气体绝缘输电线路的各个气室上，每个SF6气体密度传感器与对应的气体密度监测设备相连接，用于与对应的气体密度监测设备进行通信，对每个SF6气体密度传感器所在气室的检测数据进行实时检测，并将对应的SF6气体密度数据发送至对应的气体密度监测设备；
所述多个气体密度监测设备，每个气体密度监测设备位于对应的监测点处，用于控制对应的SF6气体密度传感器对所述检测数据进行采集，接收所述对应的SF6气体密度数据，并将所述对应的SF6气体密度数据打包后发送至服务器；
所述服务器，用于接收每个监测点的SF6气体密度数据，并利用所述每个监测点的SF6气体密度数据分别建立每个监测点的密度历史数据库。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据传输模块，包括：多个通过单模光纤互联的交换机，所述交换机支持IEC61850协议。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统通过串口总线实现每个气体密度监测设备和对应的多个SF6气体密度传感器之间的数据通信，串口总线通讯协议采用ModBus-RTU通讯协议。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述每个SF6气体密度传感器和气体密度监测设备支持RS-485通讯接口，气体密度监测设备与每个SF6气体密度传感器采用二线制RS-485数据总线进行数据通信。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述每个SF6气体密度传感器，将所述SF6气体密度数据发送至对应的气体密度监测设备，包括：
气体密度监测设备作为主机，每个SF6气体密度传感器作为从机，主机通过轮询的方式获取对应的SF6气体密度数据，并将所述对应的SF6气体密度数据进行解析、校验和滤波处理后打包发送至服务器发送至服务器。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务器，还用于：
将每个SF6气体密度传感器检测的检测数据分别与预设报警阈值和预设闭锁值进行比较，若检测数据小于等于预设报警阈值且大于预设闭锁值，则发声报警信息；
若检测数据小于等于预设闭锁值，则发出闭锁信息。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SF6气体密度传感器为包括显示表头的SF6气体密度传感器，用于对对应的SF6气体密度传感器检测的检测数据进行显示。
8.一种长距离气体绝缘输电线路SF6气体密度监测方法，其特征在于，所述方法包括：
利用气体密度监测设备控制对应的SF6气体密度传感器对所在气室的检测数据进行采集；
每个SF6气体密度传感器分别对所在气室的SF6气体密度进行实时检测，并将对应的SF6气体密度数据发送至对应的气体密度监测设备，所述SF6气体密度数据包括：每个SF6气体密度传感器检测的检测数据和对应的SF6气体密度传感器编号信息；
气体密度监测设备接收对应的SF6气体密度数据，并将所述对应的SF6气体密度数据打包后发送至服务器；
服务器接收每个监测点的SF6气体密度数据，并利用每个监测点的SF6气体密度数据分别建立每个监测点的密度历史数据库。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，气体密度监测设备将所述对应的SF6气体密度数据打包后通过多个通过单模光纤互联的交换机发送至服务器，所述交换机支持IEC61850协议。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过串口总线实现每个气体密度监测设备和对应的多个SF6气体密度传感器之间的数据通信，串口总线通讯协议采用ModBus-RTU通讯协议。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述每个SF6气体密度传感器和气体密度监测设备支持RS-485通讯接口，气体密度监测设备与每个SF6气体密度传感器采用二线制RS-485数据总线进行数据通信。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述每个SF6气体密度传感器，将对应的SF6气体密度数据发送至对应的气体密度监测设备，包括：
气体密度监测设备作为主机，每个SF6气体密度传感器作为从机，主机通过轮询的方式获取对应的SF6气体密度数据，并将所述对应的SF6气体密度数据进行解析、校验和滤波处理后打包发送至服务器。
13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将每个SF6气体密度传感器检测的检测数据分别与预设报警阈值和预设闭锁值进行比较，
若检测数据小于等于预设报警阈值且大于预设闭锁值，则发声报警信息；
若检测数据小于等于预设闭锁值，则发出闭锁信息。
14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述SF6气体密度传感器为包括显示表头的SF6气体密度传感器，用于对对应的SF6气体密度传感器检测的检测数据进行显示。
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2017
- 2017-12-14 CN CN201711340999.4A patent/CN108007817A/zh active Pending
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