CN203164360U - 一种变电设备绝缘在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种变电设备绝缘在线监测系统，要解决的技术问题是提供一种变电设备绝缘在线监测系统。为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案包括就地测量单元、集控采集单元，所述就地测量单元包括取样装置，所述集控采集单元包括通信单元、CPU主控单元、液晶显示单元、键盘操作单元，所述就地测量单元通过通讯总线把监测数据以数字形式传送到集控采集单元。本实用新型的变电设备绝缘在线监测系统，是一套针对35kV以上电压等级的电气设备，实施状态监测及珍断的完整的解决方案，适应于监测运行中电力变压器、互感器、耦合电容器、避雷器等高压电气设备的绝缘状况。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变电站电气设备的检测设备，尤其是一种变电设备绝缘在线监测系统。
背景技术
目前，我国变电站电气设备的检测工作，主要仍是按照电气设备预防性《试验规程》的要求定期进行预防性试验。根据试验的结果来判断设备的运行状态，从而确定其是否可以继续投入运行。长期以来坚持预防性试验对我国电力系统的安全运行起到了很大的作用，但随着电力系统大容量化、高电压化和结构复杂化，随着工农业生产的发展，对电力系统的安全可靠性指标的要求也越来越高。这种传统的试验与诊断方法已显得越不适应，主要表现在试验时需要停电，试验周期长。造成少送电量及经济生活带来一定的影响，这就难以及时诊断故障缺陷。随着高压设备状态检修工作的全面展开，建立一套实时监测变电设备运行状态的系统，为变电设备状态评价、风险分析、故障诊断、检修策略决策提供技术支撑是十分必要的。国家电网公司和南方电网公司根据自身的网络系统结构，制定了相应的部署策略，对监测系统采用的监测装置也提出了明确的技术要求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种变电设备绝缘在线监测系统。
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案包括就地测量单元、集控采集单元，所述就地测量单元包括取样装置，所述集控采集单元包括通信单元、CPU主控单元、液晶显示单元、键盘操作单元，所述就地测量单元通过通讯总线把监测数据以数字形式传送到集控采集单元。
所述取样装置主要由取样传感器模块、信号处理模块、ADC采样模块、嵌入式微处理器、通讯管理模块和电源管理模块构成。
所述变电设备绝缘在线监测系统，其特征在于：所述取样传感器模块包括电流取样传感器模块、电压取样传感器模块，所述电流取样传感器模块采用单匝穿芯方式取样。
所述变电设备绝缘在线监测系统，其特征在于：所述信号处理模块包括ADC转换单元、MCU控制单元、CAN通讯单元。
所述变电设备绝缘在线监测系统，其特征在于：所述ADC转换单元主要由ADC转换器构成。
所述变电设备绝缘在线监测系统，其特征在于：所述MCU控制单元主要由微处理器和数据存储模块组成。
所述变电设备绝缘在线监测系统，其特征在于：所述CAN通讯单元主要是由通讯控制器、光电耦合器和通讯收发器组成。
本实用新型的变电设备绝缘在线监测系统，是一套针对35kV以上电压等级的电气设备，实施状态监测及珍断的完整的解决方案，适应于监测运行中电力变压器、互感器、耦合电容器、避雷器等高压电气设备的绝缘状况。本监测系统可独立自成系统也可和智能变电站系统一体化设计，通过以太网把监测数据传送至一体化信息平台。用户利用局域网可随时获取监测数据结果。可把若干个变电站监控系统的监测数据汇集到上层的数据管理诊断系统，实现对多座变电站内的高压设备绝缘在线监测管理系统进行集中监测监控管理。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型的结构框图；
图2为就地测量单元结构框图；
图3为集控采集单元结构框图；
图4为本实用新型的测量原理如图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的变电设备绝缘在线监测系统，包括就地测量单元1、集控采集单元2。如图2所示，所述就地测量单元1包括取样装置，就地测量单元可提供的就地测量单元可对变压器套管、电流互感器，电压互感器，耦合电容器的介损及电容量和末屏电流、避雷器的全电流及阻性电流和动作计数等状态参数进行监测。并以总线通讯方式，通过一根双绞电缆把监测数据以数字形式传送到集控采集单元。如图3所示，所述集控采集单元2包括通信单元、CPU主控单元、液晶显示单元、键盘操作单元，集控采集单元能接收来自各取样装置的数据进行整理，并对各取样装置进行管理、调配，判断现场数据是否超出设定报警阀值，超出则进行报警输出，液晶显示现场参数、报警历史数据，并可通过键盘、液晶联合作业进行时间设置、报警阀值设置等，每一个子系统选用一台集控机IED（如变压器铁芯接地、容性设备、氧化物避雷器）。每台集控机IED提供的通讯总线上最多可挂载128个取样装置。集控机IED能够通过总线控制各个取样装置的工作状态，读取测量数据及异常信息，获得反映设备绝缘状态的特征参量按照下列方式保存各个设备的监测数据，随时接受一体化信息平台的访问。
所述取样装置主要由取样传感器模块、信号处理模块、ADC采样模块、嵌入式微处理器、通讯管理模块和电源管理模块构成。所述取样传感器模块包括电流取样传感器模块、电压取样传感器模块，所述电流取样传感器模块采用单匝穿芯方式取样，不改变高压设备原有的接地方式，确保被监测高压设备的安全。所述信号处理模块包括ADC转换单元、MCU控制单元、CAN通讯单元，能够同时测量2个输入通道信号。所述ADC转换单元主要由ADC转换器构成，高速并数据输出单一工作电压，功耗极低，模拟输入端具有过压保护功能。所述MCU控制单元主要由微处理器和数据存储模块组成，管理着就地模块中从ADC转换单元到CAN通讯单元的正常工作。所述CAN通讯单元主要是由通讯控制器、光电耦合器和通讯收发器组成，它是就地模块完成ADC转换后所得数据实现数字传输的关键环节，通过CAN通讯单元可以很方便组成CAN总线网络从而达到数字量的网络化传输。
系统的测量原理：
如图4所示，鉴于本监测系统采用了嵌入式计算机系统，专门设计和使用了一种以改进式准同步DFT为核心的数学方法，来准确求取两个被测信号基波分量的相位差。本测量原理利用两只高精度电压传感器和两只电流传感器（CT），两个电流传感器把被测电流信号Ix、In变换为电压信号Ux、Un，然后由数字化测量系统对信号进行整周期采样（ADC）及改进式准同步DFT处理，获得这两个信号的基波向量及其相位夹角ph(x-n)。如果不考虑电压互感器（PT）的相位失真问题，则可方便地计算出电容型设备Cx的介质损耗Tanδ值及避雷器设备MOA的阻性电流的基波分量峰值IRP。与以往的相位对零比较法相比，该方法的最大优点是不需要复杂的模拟信号处理电路，长期工作的稳定性得到保证，且能有效抑制谐波干扰影响。实测表明，即使被测电流信号中的谐波信号含量与基波含量相当，也不会对介质损耗及阻性电流结果造成影响。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种变电设备绝缘在线监测系统，其特征在于该变电设备绝缘在线监测系统包括就地测量单元（1）、集控采集单元（2），所述就地测量单元（1）包括取样装置，所述集控采集单元（2）包括通信单元、CPU主控单元、液晶显示单元、键盘操作单元，所述就地测量单元通过通讯总线把监测数据以数字形式传送到集控采集单元。
2.根据权利要求1所述变电设备绝缘在线监测系统，其特征在于：所述取样装置主要由取样传感器模块、信号处理模块、ADC采样模块、嵌入式微处理器、通讯管理模块和电源管理模块构成。
3.根据权利要求2所述变电设备绝缘在线监测系统，其特征在于：所述取样传感器模块包括电流取样传感器模块、电压取样传感器模块，所述电流取样传感器模块采用单匝穿芯方式取样。
4.根据权利要求2所述变电设备绝缘在线监测系统，其特征在于：所述信号处理模块包括ADC转换单元、MCU控制单元、CAN通讯单元。
5.根据权利要求4所述变电设备绝缘在线监测系统，其特征在于：所述ADC转换单元主要由ADC转换器构成。
6.根据权利要求4所述变电设备绝缘在线监测系统，其特征在于：所述MCU控制单元主要由微处理器和数据存储模块组成。
7.根据权利要求4所述变电设备绝缘在线监测系统，其特征在于：所述CAN通讯单元主要是由通讯控制器、光电耦合器和通讯收发器组成。
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