CN205231860U - 一种电网监测装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电网监测装置，包括现场监测模块和远程监测模块，所述现场监测模块包括处理器，所述处理器的输入端连接有数据监测单元以及高频传感监测单元，所述处理器的输出端连接有无线发射单元、现场报警单元以及抽气泵，所述处理器还连接有电源管理单元；所述远程监测模块包括第二处理器，所述第二处理器分别连接有无线收发单元、显示模块、以及远程报警模块，所述无线收发单元与所述无线发射单元进行远程无线相互通讯。本实用新型能有效的解决开关柜内环境温度等和设备绝缘状态的实时监测问题，实时的进行监测并报警；且可以实时监测开关柜内部的气压以及气体检测，并随时进行减压操作。

Description

一种电网监测装置
技术领域
本实用新型属于配电网开光柜监测技术，具体涉及一种电网监测装置。
背景技术
在配电系统中，由于线路分支较多，运行方式复杂，负荷突变频繁和新老设备混杂，供电的可靠性受到较大影响。因此，在配网系统中需要对设备进行监测，以防止设备老化、绝缘下降等问题，避免导致设备损坏、中断供电。
配网开关柜传统的监测技术主要包括人工线路巡视、试验及其他检测技术，传统的技术手段主要是在设备停电时依靠耐压试验进行绝缘性能检查，耐压试验可以发现比较大的绝缘缺陷，但是通过耐压试验后的开关柜仍然存在发生事故的可能性，这是因为一些微小的缺陷不能单纯的被耐压试验所发现。同时，由于配网开关柜的预防性试验周期时间间隔是3-6年，对于两次预防性试验时间间隔之间的绝缘缺陷却是无能为力。
而目前的人工线路巡检的方式，只能对触头等连接部分发热情况定期用红外热像仪、测温仪或示温贴片等对设备进行离线式监视，该方法只能测量露在外面的接点温度，对存在的放电、绝缘等事故隐患均无能为力，而金属封闭式开关柜内则没有办法监测。而且，由于配网开关柜为封闭式设备，且外壳具有屏蔽作用，因此一些带电检测技术，如红外、紫外技术等，测量的效果就比较差。由此，现有技术的配网开关柜只能采用定期、停电的检修方式。
开关柜是以高压开关为主的电气设备，并将母线、绝缘子、互感器、避雷器、接地开关等一次设备和对一次设备进行监察、控制、测量、调整和保护的二次设备装配在其封闭的金属柜体内。开关柜广泛应用于电网的每一个环节，它的安全运行直接关系到整个电网的安全和电力系统对用户的供电质量，是电力系统中最重要的电气设备之一。
在配电网的运行维护中，对设备实施状态检测是确保设备安全稳定运行，提高供电可靠性的最佳途径。同时，对设备施行状态评价也是减小电网运行维护成本，实时判断设备生命周期的最有效手段。但是，目前供电企业通常面临运行维护人员不足与维护效率不高的问题。因此，对配电网中的主要设备进行状态检测与状态评价是解决上述问题的有效途径。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种有效的解决开关柜内环境温度等和设备绝缘状态的实时监测问题，实时的进行监测并报警；且可以实时监测开关柜内部的气压以及气体检测，并随时进行减压操作的电网开关柜用智能监测装置。
技术方案：本实用新型所述的一种电网监测装置，包括现场监测模块和远程监测模块，所述现场监测模块包括处理器，所述处理器的输入端连接有数据监测单元以及高频传感监测单元，所述处理器的输出端连接有无线发射单元、现场报警单元以及抽气泵，所述处理器还连接有电源管理单元；所述远程监测模块包括第二处理器，所述第二处理器分别连接有无线收发单元、显示模块、以及远程报警模块，所述无线收发单元与所述无线发射单元进行远程无线相互通讯，所述高频传感监测单元包括有特高频传感器、特高频信号传输同轴电缆、窄带滤波器、特高频信号放大器、本振信号发生器、混频器和特高频混频信号采集单元，所述特高频传感器、窄带滤波器、特高频信号放大器、本振信号发生器依序连接，并最后通过特高频信号传输同轴电缆连接到处理器；另外，特高频混频信号采集单元与混频器连接，混频器的输出端连接到窄带滤波器中。
进一步的，所述特高频信号传输同轴电缆通过RS485接口与所述处理器连接。
进一步的，所述无线发射单元和无线收发单元均采用ZigBee无线通讯模块。
有益效果：本实用新型能有效的解决开关柜内环境温度等和设备绝缘状态的实时监测问题，实时的进行监测并报警；且可以实时监测开关柜内部的气压以及气体检测，并随时进行减压操作。
附图说明
图1为本实用新型现场监测模块电路结构框图；
图2为本实用新型的远程监测模块电路结构框图。
具体实施方式
如图1和图2所示的一种电网监测装置，包括现场监测模块和远程监测模块，所述现场监测模块包括处理器，所述处理器的输入端连接有数据监测单元以及高频传感监测单元，所述处理器的输出端连接有无线发射单元、现场报警单元以及抽气泵，所述处理器还连接有电源管理单元；所述远程监测模块包括第二处理器，所述第二处理器分别连接有无线收发单元、显示模块、以及远程报警模块，所述无线收发单元与所述无线发射单元进行远程无线相互通讯。
所述数据监测单元包括温度监测单元、湿度监测单元、电流监测单元、电压监测单元、气压监测单元以及图像监测单元。所述数据监测单元分别与开关柜内的开关触头电连接或设置在开关柜内。
所述高频传感监测单元包括有特高频传感器、特高频信号传输同轴电缆、窄带滤波器、特高频信号放大器、本振信号发生器、混频器和特高频混频信号采集单元，所述特高频传感器、窄带滤波器、特高频信号放大器、本振信号发生器依序连接，并最后通过特高频信号传输同轴电缆连接到处理器；另外，特高频混频信号采集单元与混频器连接，混频器的输出端连接到窄带滤波器中。所述特高频信号传输同轴电缆通过RS485接口与所述处理器连接。
所述气压监测单元包括内部气压监测传感器以及外部气体传感器，所述外部气体传感器能够检测出抽气泵抽出的气体中至少一种气体成分的含量并将数据传输至处理器；所述内部气压监控传感器位于开关柜的内部，用于实时检测开关柜内部的气压，并且将检测结果实时传送给处理器。
所述处理器和第二处理器均采用STM32f103单片机。
所述无线发射单元和无线收发单元均采用ZigBee无线通讯模块。
外部气体传感器设置于开关柜外部，其与抽气泵的一个出口相连，能够检测抽气泵抽出气体中至少一种气体成分的含量。通过该气体成分含量的检测，处理器能够判断开关柜内设备是否出现故障。例如，通过臭氧传感器对于臭氧含量的检测能够判断是否出现局部放电；通过六氟化硫传感器对于六氟化硫含量检测能够判断是否出现六氟化硫泄露，对于硫化氢含量的检测判断是否出现过热等。
内部气压监测传感器设置于开关柜内部，其包括气压传感器以及数据传送单元，用于实时检测开关柜内部的气压，并且将检测结果实时传送给处理器。处理器对于气压监控单元的检测的气压值进行实时监控，当监测到开关柜内部的气压值大于阈值或者特定连续时间的气压值增长量大于阈值时，判断开关柜内的气压检测结果异常。
在正常状态时，入口封闭单元封闭抽气泵的入口。抽气泵以及气体传感器处于休眠状态。当气压检测结果异常时，处理器触发所述入口封闭单元、抽气泵以及气体传感器开启，并且开启抽气泵与气体传感器的之间的出口，封闭抽气泵与外界的出口。气体传感器检测抽气泵抽出的气体成分的含量，处理器根据检测结果判断开关柜是否出现异常。
在上述实施例中，由于如果开关柜内部出现异常气体，其气压必然产生变化，
在气体含量检测之前，通过开关柜内部气压的实时监控，判断是否进行气体含量检测；只有在气压不正常时，才对开关柜抽气进行气体含量检测，因此，能够避免对于开关柜实时抽气检测导致的电力设备工作异常。
优选的，由于开关柜发生故障时，内部温度压力升高，为了避免气压升高导致的设备以及人员安全问题，可以通过控制单元以及抽气泵进行减压操作。当控制单元根据气体成分的含量，判断开关柜出现异常时，控制单元关闭气体传感器以及抽气泵与气体传感器之间的出口，开启抽气泵与外界之间的出口，对开关柜内的气体进行排气。如果开关柜的气压高于阈值，但是气体传感器检测出气体成分的含量正常，控制单元关闭气体传感器以及第一出口，开启抽气泵以及第二出口，对开关柜内的气体进行排气直到所述开关柜内部的气压值低于特定阈值时，关闭第二出口以及抽气泵，并且封闭抽气泵的入口。如果开关柜的特定连续时间的气压值增长量大于阈值时，但是气体传感器检测出气体成分的含量正常，控制单元关闭气体传感器以及第一出口，开启抽气泵以及第二出口，对开关柜内的气体进行排气直到所述开关柜内部的气压值低于特定阈值时，关闭第二出口以及抽气泵，并且封闭抽气泵的入口。
此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。

Claims (3)

1.一种电网监测装置，其特征在于：包括现场监测模块和远程监测模块，所述现场监测模块包括处理器，所述处理器的输入端连接有数据监测单元以及高频传感监测单元，所述处理器的输出端连接有无线发射单元、现场报警单元以及抽气泵，所述处理器还连接有电源管理单元；所述远程监测模块包括第二处理器，所述第二处理器分别连接有无线收发单元、显示模块、以及远程报警模块，所述无线收发单元与所述无线发射单元进行远程无线相互通讯，所述高频传感监测单元包括有特高频传感器、特高频信号传输同轴电缆、窄带滤波器、特高频信号放大器、本振信号发生器、混频器和特高频混频信号采集单元，所述特高频传感器、窄带滤波器、特高频信号放大器、本振信号发生器依序连接，并最后通过特高频信号传输同轴电缆连接到处理器；特高频混频信号采集单元与混频器连接，混频器的输出端连接到窄带滤波器中。
2.根据权利要求1所述的一种电网监测装置，其特征在于：所述特高频信号传输同轴电缆通过RS485接口与所述处理器连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种电网监测装置，其特征在于：所述无线发射单元和无线收发单元均采用ZigBee无线通讯模块。
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