CN110906974A

CN110906974A - 变电站运行状况实时监测装置

Info

Publication number: CN110906974A
Application number: CN201911035736.1A
Authority: CN
Inventors: 罗赛; 赵强; 闵孟可; 李睦; 何涛
Original assignee: Shanghai Still Can Power Engineering Design Co Ltd
Current assignee: Shanghai Still Can Power Engineering Design Co Ltd
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2020-03-24

Abstract

变电站运行状况实时监测装置，包括安装在设备上的设备监控装置，与所述设备监控装置信号连接的工控机，所述工控机通过RS总线将信号输入至无线模块中，且所述无线模块通过无线信号传输至监控室和手机中，还包括外环境采集模块，所述外环境采集模块包括箱内采集模块和箱外采集模块；本发明采集了变电站外部环境参数、内部环境参数和设备内的环境参数，另外工控机中储存有历史参数，在对设备内环境参数进行实时监测时，可以对比实时的外部环境参数以及历史参数，因内环境受到外环境的影响较大，若不进行对比，则无法准确的对设备的运行状态的好坏进行判断，而通过有基准参数的对比可以更直观的体现出设备的运行状态以及设备的老化状况。

Description

变电站运行状况实时监测装置

技术领域

本发明属于电力设备技术领域，具体涉及变电站运行状况实时监测装置。

背景技术

箱式变电站，又叫预装式变电所或预装式变电站。是一种高压开关设备、配电变压器和低压配电装置，按一定接线方案排成一体的工厂预制户内、户外紧凑式配电设备，即将变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱，特别适用于城网建设与改造，是继土建变电站之后崛起的一种崭新的变电站。箱式变电站适用于矿山、工厂企业、油气田和风力发电站，它替代了原有的土建配电房，配电站，成为新型的成套变配电装置。

现有的监测装置一般对变压器电源的进线电压、电源的进线电流进行监测，还要对变压器室的门开关状态、变压器室的环境温度、变压器室的环境湿度进行监测，预装式变电站设备的低压室即低压配电部分是将降压后的电能分配给用电设备，要对输出主开关的接通与断开状态、输出功率监测、低压室的门开关状态、低压室的环境温度进行监测，但现有的监测功能和监测项目传输的数据量大，信息多，不能直观的将监测信息展示给工作人员。

发明内容

本发明提供了变电站运行状况实时监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：变电站运行状况实时监测装置，包括安装在设备上的设备监控装置，与所述设备监控装置信号连接的工控机，所述工控机通过RS总线将信号输入至无线模块中，且所述无线模块通过无线信号传输至监控室和手机中，还包括外环境采集模块，所述外环境采集模块包括箱内采集模块和箱外采集模块，所述箱内采集模块和箱外采集模块中均设置有温度传感器、湿度传感器和颗粒物含量传感器，分别用于检测变电站外的温湿度以及颗粒物含量，并将检测参数输入至所述工控机中，所述设备监控装置包括处理器模块、通讯模块、内环境采集模块、电能采集模块和开关控制模块，所述电能采集模块用于采集设备的电能参数，所述处理器模块用于接收所述电能采集模块的信号并输出至所述开关控制模块中对继电器进行控制，所述内环境采集模块用于采集设备内的环境参数，并通过所述通讯模块输出至所述工控机中，所述工控机包括数据储存模块、数据输入模块、数据对比模块和闭环控制模块，所述数据输入模块与所述内环境采集模块、外环境采集模块的输出端连接，且所述数据储存模块和数据输入模块的输出端连接在所述数据对比模块的输入端，所述数据对比模块连接在所述闭环控制模块的控制端，所述数据对比模块通过RS总线与所述无线模块信号连接。

优选的，所述工控机对若干个设备上的所述设备监控装置进行编号，且若干个所述设备监控装置单独地域所述工控机信号连接。

优选的，所述数据储存模块储存有时间为一年的历史参数信息，所述数据对比模块将所述外环境采集模块、内环境采集模块的信息进行比对，并将所述外环境采集模块、内环境采集模块中的信息与所述数据储存模块中的信息进行比对。

优选的，所述闭环控制模块的输出端连接有变电站的温控系统和排风系统。

优选的，所述内环境采集模块包括电缆接头温度传感器、空气温度传感器、湿度传感器和声音传感器，所述电缆接头温度传感器用于检测裸线的温度参数，所述空气温度传感器用于检测设备内的温度参数，所述湿度传感器用于检测设备内的湿度参数，所述声音传感器用于检测设备内的音频数。

优选的，所述电缆接头温度传感器采用红外温度传感器。

优选的，所述空气温度传感器与所述温度传感器采用同类型的传感器。

优选的，所述电能采集模块包括零序电流互感器、信号调理电路、电压互感器、电压调理电路、电流互感器、电流调理电路和电能计量模块，所述零序电流互感器通过所述信号调理电路与所述处理器模块连接，所述电压互感器通过所述电压调理电路与所述电能计量模块连接，所述电流互感器通过所述电流调理电路与所述电能计量模块连接，所述电能计量模块的输出端连接至所述处理器模块中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采集了变电站外部环境参数、内部环境参数和设备内的环境参数，另外工控机中储存有历史参数，在对设备内环境参数进行实时监测时，可以对比实时的外部环境参数以及历史参数，因内环境受到外环境的影响较大，若不进行对比，则无法准确的对设备的运行状态的好坏进行判断，而通过有基准参数的对比可以更直观的体现出设备的运行状态以及设备的老化状况，方便实现对设备的预警，提高安全性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中内、外环境参数对比原理框图；

图3为本发明中设备监控装置的原理框图；

图4为本发明中内环境采集模块的原理框图；

图5为本发明中外环境采集模块的原理框图；

图6为本发明中电能采集模块的原理框图。

图中：1、设备监控装置；11、处理器模块；12、通讯模块；13、内环境采集模块；131、电缆接头温度传感器；132、空气温度传感器；133、湿度传感器；134、声音传感器；14、电能采集模块；141、零序电流互感器；142、信号调理电路；143、电压互感器；144、电压调理电路；145、电流互感器；146、电流调理电路；147、电能计量模块；15、开关控制模块；2、工控机；21、数据储存模块；22、数据输入模块；23、数据对比模块；24、闭环控制模块；3、无线模块；4、监控室；5、手机；6、外环境采集模块；61、箱内采集模块；611、温度传感器；612、湿度传感器；613、颗粒物含量传感器；62、箱外采集模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供以下技术方案：变电站运行状况实时监测装置，包括安装在设备上的设备监控装置1，与设备监控装置1信号连接的工控机2，工控机2通过RS485总线将信号输入至无线模块3中，且无线模块3通过无线信号传输至监控室4和手机5中，还包括外环境采集模块6，外环境采集模块6包括箱内采集模块61和箱外采集模块62，箱内采集模块61和箱外采集模块62中均设置有温度传感器611、湿度传感器612和颗粒物含量传感器613，分别用于检测变电站外的温湿度以及颗粒物含量，并将检测参数输入至工控机2中，设备监控装置1包括处理器模块11、通讯模块12、内环境采集模块13、电能采集模块14和开关控制模块15，电能采集模块14用于采集设备的电能参数，处理器模块11用于接收电能采集模块14的信号并输出至开关控制模块15中对继电器进行控制，内环境采集模块13用于采集设备内的环境参数，并通过通讯模块12输出至工控机2中，工控机2包括数据储存模块21、数据输入模块22、数据对比模块23和闭环控制模块24，数据输入模块22与内环境采集模块13、外环境采集模块6的输出端连接，且数据储存模块21和数据输入模块22的输出端连接在数据对比模块23的输入端，数据对比模块23连接在闭环控制模块24的控制端，数据对比模块23通过RS485总线与无线模块3信号连接。

本实施例中，工控机2中的数据储存模块21中储存有上一年度的历史参数信息，数据输入模块22将内环境采集模块13和外环境采集模块6中采集的数据输入到数据对比模块23中，数据对比模块23分别就现有的外环境参数与上一年度的外环境参数进行比对，并计算出差值，再对比内环境参数与上一年度的内环境参数，对比内环境参数的环比差值与外环境参数的环比差值大小，可以以此判断出设备的老化和性能问题，并根据现有的内外环境参数差观察状态运行的好坏，具体的，从箱内的颗粒物水平就可以判断出变电站的过滤系统的运行状况，而从变电站内外的温湿度差值即可判断出变电站的温控系统和排风系统的运行状况是否良好，而通过设备内的温湿度参数可以判断出设备上的密封和温控系统是否良好，而通过比对，若温湿度差值较大，并且声音传感器134检测到异常声响极有可能出现设备故障，因设备在正常工作状态下，其设备的震动频率和风扇扇热音量一般都是稳定在一定分贝，而异常情况会发生震动频率变化、电火花的声音甚至爆响声，且这些比对出现的异常参数通过TR485总线对监控室进行传输，还可通过无线模块以短信的方式传输到工程师的手机中，达到报警预警的目的，且信息的传输量小，传输速度快，有利于直观的显示在监控端口。

具体的，工控机2对若干个设备上的设备监控装置1进行编号，且若干个设备监控装置1单独地域工控机2信号连接，通过对各个设备的信息进行对比也可以看出变电站内设备整体的趋势，哪些原因是变电站整体造成的，哪些是单个的设备原因造成的，有利于判断出真正的故障原因。

具体的，数据储存模块21储存有时间为一年的历史参数信息，数据对比模块23将外环境采集模块6、内环境采集模块13的信息进行比对，并将外环境采集模块6、内环境采集模块13中的信息与数据储存模块21中的信息进行比对，工控机2中的数据储存模块21中储存有上一年度的历史参数信息，数据输入模块22将内环境采集模块13和外环境采集模块6中采集的数据输入到数据对比模块23中，数据对比模块23分别就现有的外环境参数与上一年度的外环境参数进行比对，并计算出差值，再对比内环境参数与上一年度的内环境参数，对比内环境参数的环比差值与外环境参数的环比差值大小，可以以此判断出设备的老化和性能问题，并根据现有的内外环境参数差观察状态运行的好坏。

具体的，闭环控制模块24的输出端连接有变电站的温控系统和排风系统，温控系统和排风系统主要由空调和排风扇组成，根据变电站内的温湿度变化，来进行调控，当调控能力下降时则代表着设备故障或性能下降，需要进行维修调整。

具体的，内环境采集模块13包括电缆接头温度传感器131、空气温度传感器132、湿度传感器133和声音传感器134，电缆接头温度传感器131用于检测裸线的温度参数，空气温度传感器132用于检测设备内的温度参数，湿度传感器133用于检测设备内的湿度参数，声音传感器134用于检测设备内的音频，声音传感器134检测到异常声响极有可能出现设备故障，因设备在正常工作状态下，其设备的震动频率和风扇扇热音量一般都是稳定在一定分贝，而异常情况会发生震动频率变化、电火花的声音甚至爆响声。

具体的，电缆接头温度传感器131采用红外温度传感器，对电缆接头处的监测可以快速且支管的监测到电子器件的运行情况，当温蒂升高时，极大的可能当发生异常，即发出警报信号，并上传实时参数。

具体的，空气温度传感器132与温度传感器611采用同类型的传感器，为了达到对比的目的，统一标准，采用相同类型和型号的温度传感器。

具体的，电能采集模块14包括零序电流互感器141、信号调理电路142、电压互感器143、电压调理电路144、电流互感器145、电流调理电路146和电能计量模块147，零序电流互感器141通过信号调理电路142与处理器模块11连接，电压互感器143通过电压调理电路144与电能计量模块147连接，电流互感器145通过电流调理电路146与电能计量模块147连接，电能计量模块147的输出端连接至处理器模块11中，可以对设备的功率状态进行实时监测。

本发明的工作原理及使用流程：工控机2中的数据储存模块21中储存有上一年度的历史参数信息，数据输入模块22将内环境采集模块13和外环境采集模块6中采集的数据输入到数据对比模块23中，数据对比模块23分别就现有的外环境参数与上一年度的外环境参数进行比对，并计算出差值，再对比内环境参数与上一年度的内环境参数，对比内环境参数的环比差值与外环境参数的环比差值大小，可以以此判断出设备的老化和性能问题，并根据现有的内外环境参数差观察状态运行的好坏，具体的，从箱内的颗粒物水平就可以判断出变电站的过滤系统的运行状况，而从变电站内外的温湿度差值即可判断出变电站的温控系统和排风系统的运行状况是否良好，而通过设备内的温湿度参数可以判断出设备上的密封和温控系统是否良好，而通过比对，若温湿度差值较大，并且声音传感器134检测到异常声响极有可能出现设备故障，因设备在正常工作状态下，其设备的震动频率和风扇扇热音量一般都是稳定在一定分贝，而异常情况会发生震动频率变化、电火花的声音甚至爆响声，且这些比对出现的异常参数通过TR485总线对监控室进行传输，还可通过无线模块以短信的方式传输到工程师的手机中，达到报警预警的目的，且信息的传输量小，传输速度快，有利于直观的显示在监控端口。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.变电站运行状况实时监测装置，其特征在于：包括安装在设备上的设备监控装置（1），与所述设备监控装置（1）信号连接的工控机（2），所述工控机（2）通过RS485总线将信号输入至无线模块（3）中，且所述无线模块（3）通过无线信号传输至监控室（4）和手机（5）中，还包括外环境采集模块（6），所述外环境采集模块（6）包括箱内采集模块（61）和箱外采集模块（62），所述箱内采集模块（61）和箱外采集模块（62）中均设置有温度传感器（611）、湿度传感器（612）和颗粒物含量传感器（613），分别用于检测变电站外的温湿度以及颗粒物含量，并将检测参数输入至所述工控机（2）中，所述设备监控装置（1）包括处理器模块（11）、通讯模块（12）、内环境采集模块（13）、电能采集模块（14）和开关控制模块（15），所述电能采集模块（14）用于采集设备的电能参数，所述处理器模块（11）用于接收所述电能采集模块（14）的信号并输出至所述开关控制模块（15）中对继电器进行控制，所述内环境采集模块（13）用于采集设备内的环境参数，并通过所述通讯模块（12）输出至所述工控机（2）中，所述工控机（2）包括数据储存模块（21）、数据输入模块（22）、数据对比模块（23）和闭环控制模块（24），所述数据输入模块（22）与所述内环境采集模块（13）、外环境采集模块（6）的输出端连接，且所述数据储存模块（21）和数据输入模块（22）的输出端连接在所述数据对比模块（23）的输入端，所述数据对比模块（23）连接在所述闭环控制模块（24）的控制端，所述数据对比模块（23）通过RS485总线与所述无线模块（3）信号连接。

2.根据权利要求1所述的变电站运行状况实时监测装置，其特征在于：所述工控机（2）对若干个设备上的所述设备监控装置（1）进行编号，且若干个所述设备监控装置（1）单独地域所述工控机（2）信号连接。

3.根据权利要求1所述的变电站运行状况实时监测装置，其特征在于：所述数据储存模块（21）储存有时间为一年的历史参数信息，所述数据对比模块（23）将所述外环境采集模块（6）、内环境采集模块（13）的信息进行比对，并将所述外环境采集模块（6）、内环境采集模块（13）中的信息与所述数据储存模块（21）中的信息进行比对。

4.根据权利要求1所述的变电站运行状况实时监测装置，其特征在于：所述闭环控制模块（24）的输出端连接有变电站的温控系统和排风系统。

5.根据权利要求1所述的变电站运行状况实时监测装置，其特征在于：所述内环境采集模块（13）包括电缆接头温度传感器（131）、空气温度传感器（132）、湿度传感器（133）和声音传感器（134），所述电缆接头温度传感器（131）用于检测裸线的温度参数，所述空气温度传感器（132）用于检测设备内的温度参数，所述湿度传感器（133）用于检测设备内的湿度参数，所述声音传感器（134）用于检测设备内的音频数。

6.根据权利要求5所述的变电站运行状况实时监测装置，其特征在于：所述电缆接头温度传感器（131）采用红外温度传感器。

7.根据权利要求5所述的变电站运行状况实时监测装置，其特征在于：所述空气温度传感器（132）与所述温度传感器（611）采用同类型的传感器。

8.根据权利要求1所述的变电站运行状况实时监测装置，其特征在于：所述电能采集模块（14）包括零序电流互感器（141）、信号调理电路（142）、电压互感器（143）、电压调理电路（144）、电流互感器（145）、电流调理电路（146）和电能计量模块（147），所述零序电流互感器（141）通过所述信号调理电路（142）与所述处理器模块（11）连接，所述电压互感器（143）通过所述电压调理电路（144）与所述电能计量模块（147）连接，所述电流互感器（145）通过所述电流调理电路（146）与所述电能计量模块（147）连接，所述电能计量模块（147）的输出端连接至所述处理器模块（11）中。