CN203759497U - 一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统 - Google Patents

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吴致尧
余建伟
黄梅青
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Abstract

本实用新型公开了一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统,包括变电站综合监测单元、站内在线监测主机及位于现场的多个监测子系统,多个监测子系统通过CAN2.0现场总线连接至站内在线监测主机,所述站内在线监测主机与变电站综合监测单元通讯连接,所述站内在线监测主机连接有IEC6850通讯处理机,所述IEC6850通讯处理机通过MMS网络与变电站综合监测单元通讯连接。本实用新型提供全面的在线监测系统解决方案,广泛适用于110kV和220kV及以上电压等级的变电站和发电厂,涵盖了几乎所有的高压设备,集成了电站内的电气量、非电量、稳态、暂态等各类设备状态参数,各监测子系统基于统一的网络结构和后台管理系统。

Description

一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统。
背景技术
[0002] 电力设备的监测与诊断经历了不同的发展阶段。最简单的是针对个别设备、个别参数进行监测。进而发展到对多台设备、多种参数直至对整个发电厂、变电站的电气部分进行监测与诊断,形成分布式的计算机辅助监测诊断系统。当前,建立地区性远程集成分布式监测与诊断系统已提上日程。最高一级的监测诊断系统设立在地区电业局或地区电力试验研究所内,通过公用通信网和各发电厂、变电站的监测诊断系统相联系,能对整个地区的重要发、变电设备进行监测与诊断,随时掌握其运行工况,为推行预知性维修决策提供依据。随着无人值守变电站的推广,建立上述地区性远程集成分布式监测与诊断系统更日显迫切性。
实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统,通过局域网,用户可把若干个变电站监控系统的监测数据,汇集到数据管理及诊断中心并进行综
合管理。
[0004] 本实用新型采用的技术方案是:
[0005] 一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统,包括变电站综合监测单元、站内在线监测主机及位于现场的多个监测子系统,所述监测子系统包括容性设备监测子系统、变压器局放监测子系统、变压器铁芯接地电流及油温油位监测子系统、SF6气体湿度及密度监测子系统、断路器监测子系统、氧化锌避雷器监测子系统,多个监测子系统通过CAN2.0现场总线连接至站内在线监测主机,所述站内在线监测主机连接有IEC6850通讯处理机,所述IEC6850通讯处理机通过MMS网络与变电站综合监测单元通讯连接,所述变电站综合监测单元连接有数据库服务器、应用服务器、管理服务器、Web服务器。
[0006] 进一步,所述容性设备监测子系统连接有用于耦合被测设备电压和电流信号的有源零磁通电流传感器及中央处理器,所述中央处理器与有源零磁通电流传感器连接并接收获得的检测数据。
[0007] 进一步,所述变压器局放监测子系统连接有安装在变压器放油阀上的UHF局部放电传感器。
[0008] 进一步,所述变压器铁芯接地电流及油温油位监测子系统连接有安装在变压器铁芯上的穿芯式电流传感器、安装在变压器本体外部的油温表及安装在油枕中的油位变送器。
[0009] 进一步,所述SF6气体湿度及密度监测子系统连接有多个气体露点温度及密度传感器。
[0010] 进一步,所述断路器监测子系统连接有用于采集断路器每次动作时负载电流的穿心式电流互感器,及获取断路器动作信号的光电耦合器。
[0011] 进一步,所述站内在线监测主机连接有短信预警模块。
[0012] 本实用新型的有益效果是:本实用新型采用的一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统,采用分层分布式的现场总线结构,由安装在地区电业局或地区电力试验研究所内的变电站综合监测单元和安装在现场的多个监测子系统组成,可对变电站内的容性设备、变压器、GIS设备、断路器、氧化锌避雷器等高压电气设备的绝缘状况实施在线监测和诊断,并通过MMS网络可将若干个变电站的站内在线监测主机的数据汇集到变电站综合监测单元。本实用新型提供全面的在线监测系统解决方案,广泛适用于IlOkV和220kV及以上电压等级的变电站和发电厂,涵盖了几乎所有的高压设备,集成了电站内的电气量、非电量、稳态、暂态等各类设备状态参数,各监测子系统基于统一的网络结构和后台管理系统。
附图说明
[0013] 以下结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
[0014] 图1是本实用新型的结构原理框图。
具体实施方式
[0015] 一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统,包括变电站综合监测单元1、站内在线监测主机2及位于现场的多个监测子系统,所述监测子系统包括容性设备监测子系统4、变压器局放监测子系统5、变压器铁芯接地电流及油温油位监测子系统6、SF6气体湿度及密度监测子系统7、断路器监测子系统8、氧化锌避雷器监测子系统9,多个监测子系统通过CAN2.0现场总线连接至站内在线监测主机2,所述站内在线监测主机2连接有IEC6850通讯处理机3,所述IEC6850通讯处理机3通过MMS网络与变电站综合监测单元I通讯连接,所述变电站综合监测单元I连接有数据库服务器11、应用服务器12、管理服务器13、Web服务器14。本实用新型采用分层分布式的现场总线结构,由安装在地区电业局或地区电力试验研究所内的变电站综合监测单元I和安装在现场的多个监测子系统组成,各个监测子系统按照现场高压设备的分布就地安装、就地数字化测量,并通过CAN2.0现场总线与站内在线监测主机2进行通信,接线简单,现场施工和后续维护工作量小,系统易扩充性、兼容性强。各个监测子系统的监测数据汇集至变电站的站内在线监测主机2,然后经IEC6850通讯处理机3转换为IEC61850通讯规约,然后通过MMS网络与变电站综合监测单元I通讯连接。
[0016] 具体地,所述容性设备监测子系统4连接有用于耦合被测设备电压和电流信号的有源零磁通电流传感器及中央处理器,所述中央处理器与有源零磁通电流传感器连接并接收获得的检测数据。该监测子系统采用高精度有源零磁通电流传感器从被测设备末屏接地线上获取被测信号,就地对被测设备的三相信号进行全数字化处理,精确获得被测信号的工频基波相位信息,然后上传至中央处理器,计算出该电容型设备的介质损耗和电容量。
[0017] 具体地,所述变压器局放监测子系统5连接有安装在变压器放油阀上的UHF局部放电传感器。该监测子系统采用国际上最先进的超高频(UHF)检测技术,既可灵敏检测到局部放电所产生的超高频电磁信号,实现对局部放电缺陷的检测和定位,又能保证现场干扰环境下的信噪比和灵敏度。[0018] 具体地,所述变压器铁芯接地电流及油温油位监测子系统6连接有安装在变压器铁芯上的穿芯式电流传感器、安装在变压器本体外部的油温表及安装在油枕中的油位变送器,实现对变压器铁芯及夹件接地电流的监测,并可同时监测变压器的油温、油位及负载电流,有利于了解变压器的运行工况。
[0019] 具体地,所述SF6气体湿度及密度监测子系统7连接有多个气体露点温度及密度传感器,实现GIS设备中露点温度(微水)及SF6气体密度(压力)的监测。
[0020] 具体地,所述断路器监测子系统8连接有用于采集断路器每次动作时负载电流的穿心式电流互感器,及获取断路器动作信号的光电耦合器,可自动记录并累加断路器每次动作时的负载电流,得到累积动作电流参数,以便评价该断路器的触头磨损状况,为状态检修提供依据。
[0021] 具体地,所述氧化锌避雷器监测子系统9通过就地安装的避雷器监测单元,来实现氧化锌避雷器绝缘缺陷的监测,被测信号通常可直接从计数器上端获取,并使用高频阻尼线圈来保证不影响过计数器的正常工作。每台避雷器监测单元可监测一组三相避雷器,当监测多组避雷器时,仅需通过现场总线把多台避雷器监测单元连接起来即可。该监测单元采用容性电流补偿技术,可就地对获得的三相泄漏电流信号进行数字化处理,精确获得被测信号的工频基波相位信息,然后上传至中央控制器,由中央控制器计算出该避雷器的阻性电流和全电流。氧化锌避雷器阻性电流的在线监测,通常采用容性电流补偿法,它是利用从PT上取得的电压信号对避雷器泄漏电流中的容性分量进行补偿,最后剩下的即为阻性电流分量。对于阻性电流基波分量的检测,采用了与电容型设备完全类似的方法,即采用“虚拟基准”过渡技术,利用避雷器监测单元和基准电压监测单元同时测量避雷器的泄漏电流和电压信号,得到基波电流和电压的幅值和相角,然后将基波电流投影到基波电压上,即可得到阻性电流的基波分量。与其它检测方法(如三次谐波法、电场感应法)相比,阻性电流基波分量检测法可有效避免电网谐波的影响,测量精度也相对较高。
[0022] 在本实施例中,所述站内在线监测主机2连接有短信预警模块10。当站内在线监测主机2发现有电气设备工作异常的情况后,可发送短信至预警短信接收手机,通知相关的责任人。
[0023] 以上所述,只是本实用新型的较佳实施例而已,本实用新型并不局限于上述实施方式,只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果,都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统,其特征在于,包括变电站综合监测单元、站内在线监测主机及位于现场的多个监测子系统,所述监测子系统包括容性设备监测子系统、变压器局放监测子系统、变压器铁芯接地电流及油温油位监测子系统、SF6气体湿度及密度监测子系统、断路器监测子系统、氧化锌避雷器监测子系统,多个监测子系统通过CAN2.0现场总线连接至站内在线监测主机,所述站内在线监测主机连接有IEC6850通讯处理机,所述IEC6850通讯处理机通过MMS网络与变电站综合监测单元通讯连接,所述变电站综合监测单元连接有数据库服务器、应用服务器、管理服务器、Web服务器。
2.根据权利要求1所述的一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统,其特征在于:所述容性设备监测子系统连接有用于耦合被测设备电压和电流信号的有源零磁通电流传感器及中央处理器,所述中央处理器与有源零磁通电流传感器连接并接收获得的检测数据。
3.根据权利要求1所述的一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统,其特征在于:所述变压器局放监测子系统连接有安装在变压器放油阀上的UHF局部放电传感器。
4.根据权利要求1所述的一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统,其特征在于:所述变压器铁芯接地电流及油温油位监测子系统连接有安装在变压器铁芯上的穿芯式电流传感器、安装在变压器本体外部的油温表及安装在油枕中的油位变送器。
5.根据权利要求1所述的一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统,其特征在于:所述SF6气体湿度及密度监测子系统连接有多个气体露点温度及密度传感器。
6.根据权利要求1所述的一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统,其特征在于:所述断路器监测子系统连接有用于采集断路器每次动作时负载电流的穿心式电流互感器,及获取断路器动作信号的光电耦合器。
7.根据权利要求1所述的一种智能电气设备状态监测及故障诊断系统,其特征在于:所述站内在线监测主机连接有短信预警模块。
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