CN208255355U - 监测系统及电力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种监测系统及电力系统。监测系统包括数据采集单元、数据集中器及数据管理服务器。数据采集单元包括通信连接的多个温度传感器及多个多功能传感天线，温度传感器用于采集高压电力设备的温度信息，并将温度信息发送给多功能传感天线。多功能传感天线用于采集高压电力设备的局部放电信号，并将温度信息及局部放电信号发送给数据集中器。其中，多功能传感天线之间的距离大于15cm。数据管理服务器用于存储数据集中器发送的第一设备信息，并通过分析得到高压电力设备的健康状态。由此，可对高压电力设备进行实时监测。同时，通过设置多个多功能传感天线可增强信号传输，并通过控制天线间的距离避免信号干扰。

Description

监测系统及电力系统

技术领域

本实用新型涉及监测电气设备技术领域，具体而言，涉及一种监测系统及电力系统。

背景技术

高压电力设备在长期运行过程中因超负荷运行，会出现过热现象，进而引起绝缘老化甚至击穿，从而引发短路。目前高压电力设备运行维护和检修的方式主要是定期或不定期人工巡检，这种方式无法及时发现高压电力设备的缺陷、老化和其他故障，因此无法做到及早发现和及时应对。并且，这种方式还需要通过大量的人力进行故障定位，具有成本高、效率低的不足。此外，定期的人工维护是在低压环境下进行的，并不能完全反映设备的真实运行情况。

实用新型内容

为了克服现有技术中的上述不足，本实用新型实施例的目的在于提供一种监测系统及电力设备，其能够对高压电力设备进行实时监测，同时，通过设置多个多功能传感天线增强信号传输，并通过控制天线间的距离避免信号干扰。

本实用新型实施例提供一种监测系统，应用于高压电力设备，所述监测系统包括数据采集单元、数据集中器及数据管理服务器，

所述数据采集单元包括多个温度传感器及多个多功能传感天线，所述多个温度传感器设置在所述高压电力设备的不同关键部位，且与所述多个多功能传感天线通信连接，用于采集所述高压电力设备的温度信息，并将所述温度信息发送给所述多个多功能传感天线，所述多个多功能传感天线用于采集所述高压电力设备的局部放电信号，并将所述温度信息及所述局部放电信号发送给所述数据集中器，其中，所述多功能传感天线之间的距离大于15cm；

所述数据集中器与所述多功能传感天线通过线缆连接，以通过所述多功能传感天线接收所述数据采集单元采集的所述温度信息及所述局部放电信号；

所述数据管理服务器与所述数据集中器通信连接，用于存储所述数据集中器发送的第一设备信息，并对存储的所述第一设备信息进行分析得到所述高压电力设备的健康状态，其中，所述第一设备信息包括所述温度信息及局部放电信号。

可选地，在本实用新型实施例中，所述多功能传感天线还用于在接收所述数据集中器的控制指令后，向所述温度传感器发送温度问询激励信号，以使所述温度传感器发送所述温度信息。

可选地，在本实用新型实施例中，每个所述多功能传感天线与每个所述温度传感器的距离大于10cm。

可选地，在本实用新型实施例中，所述数据采集单元还包括湿度传感器，所述第一设备信息还包括湿度信息，

所述湿度传感器用于采集所述高压电力设备所处环境的湿度信息，并将所述湿度信息发送给所述数据集中器。

可选地，在本实用新型实施例中，所述数据采集单元还包括图像传感器，所述第一设备信息还包括图像信息，

所述图像传感器用于采集所述高压电力设备的图像信息，并将所述图像信息发送给所述数据集中器。

可选地，在本实用新型实施例中，所述湿度传感器及所述图像传感器分别与所述多个多功能传感天线中的至少一个多功能传感天线以无线方式连接，以通过所述多功能传感天线将所述湿度信息及所述图像信息发送给所述数据集中器。

可选地，在本实用新型实施例中，所述湿度传感器及所述图像传感器与所述多功能传感天线的距离大于10cm。

可选地，在本实用新型实施例中，所述湿度传感器及所述图像传感器分别通过线缆与所述数据集中器通信连接。

可选地，在本实用新型实施例中，所述数据集中器包括射频收发器、处理子单元及控制子单元，

所述控制子单元与所述射频收发器及所述处理子单元连接，用于控制所述射频收发器及所述处理子单元的工作状态；

所述射频收发器以不同频率与不同的传感器进行数据通信；

所述处理子单元用于对所述第一设备信息进行处理，所述处理包括信号过滤、放大及模数转换。

本实用新型实施例还提供一种电力系统，所述电力系统包括多个高压电力设备及所述的监测系统，所述监测系统用于对所述多个高压电力设备的状态进行监测，其中，所述监测系统中的所述数据集中器的数量与所述高压电力设备的数量及位置对应。

相对于现有技术而言，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供一种监测系统及电力系统。所述监测系统应用于高压电力设备，所述监测系统包括数据采集单元、数据集中器及数据管理服务器。所述数据采集单元包括温度传感器及多功能传感器天线，所述温度传感器及所述多功能传感天线的数量均为多个。多个所述温度传感器设置在所述高压电力设备的不同关键部位，且与多功能传感天线通信连接，用于采集所述高压电力设备的温度信息，并将所述温度信息发送给所述多功能传感天线。多个所述多功能传感天线用于采集所述高压电力设备的局部放电信号，并将得到的所述局部放电信号及由所述温度传感器发送的所述温度信息发送给所述数据集中器。所述数据集中器与所述多功能传感天线通过线缆连接，以通过所述多功能传感天线接收所述数据采集单元采集的所述温度信息及所述局部放电信号。所述数据管理服务器与所述数据集中器通信连接，用于接收并存储所述数据集中器发送的第一设备信息，并对存储的所述第一设备信息进行分析得到所述高压电力设备的健康状态。其中，所述第一设备信息包括所述温度信息及所述局部放电信号。所述监测系统可以对高压电力设备进行实时监测，对可能发生的故障进行有效的预警，对已经发生的故障进行精确的定位。因此，所述监测系统降低了设备检测难度，提高了检测工作效率。同时，通过设置多个多功能传感天线增强信号传输，并通过控制天线间的距离避免信号干扰。

为使实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例提供的监测系统的示意图之一。

图2是本实用新型实施例提供的监测系统的示意图之二。

图3是本实用新型实施例提供的监测系统的示意图之三。

图4是本实用新型实施例提供的数据集中器的方框示意图。

图标：100-监测系统；110-数据采集单元；111-温度传感器；112-多功能传感天线；113-湿度传感器；114-图像传感器；120-数据集中器；121-射频收发器；122-处理子单元；123-控制子单元；130-数据管理服务器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1及图2，图1是本实用新型实施例提供的监测系统100的示意图之一，图2是本实用新型实施例提供的监测系统100的示意图之二。所述监测系统100可以包括数据采集单元110、数据集中器120及数据管理服务器130。所述数据采集单元110用于采集所述高压电力设备的相关信息，并将该信息发送给所述数据集中器120，再经所述数据集中器120发送给所述数据管理服务器130。由此，所述数据管理服务器130中存储有大量所述高压电力设备的信息，对该信息进行分析即可得到高压电力设备的健康状态，以便即使做出预警措施减少故障率，提高设备运行效率，降低成本。其中，高压电力设备可以是，但不限于，开关柜、电力电缆等。

其中，所述数据采集单元110中的部分器件可以设置在所述高压电力设备的表面、内部或周围，只要可以保证获得所述高压电力设备的信息即可。所述数据采集单元110的生产工艺可保证其在恶劣环境下长时间正常工作，从而对高压电力设备进行实时有效监控。

在本实施例中，所述数据采集单元110可以包括多个温度传感器111及多个多功能传感天线112。所述多个温度传感器111设置在所述高压电力设备的不同关键部位(比如，开关柜母线、电缆触头、绝缘位置等)，用于采集所述高压电力设备的温度信息。比如，若高压电力设备为开关柜，则可以设置3～6个温度传感器111，并将其分布在开关柜的不同关键部位，比如，与其他器件的连接处。

多个所述多功能传感天线112用于采集所述高压电力设备的局部放电信号。所述多功能传感天线112通过线缆与所述数据集中器120通信连接。所述多功能传感天线112在获得局部放电信号后，将所述局部放电信号发送给所述数据集中器120。多个温度传感器111与多个多功能传感天线112以无线方式通信，多功能传感天线112在接收到所述温度传感器111发送的温度信息后，将所述温度信息发送给所述数据集中器120。

其中，通过所述多功能传感天线112传输数据，可避免设置过多的线缆。并且，通过设置在不同位置的多个多功能传感天线112，可增强信号传输，从而保证不同位置的多个温度传感器111采集的温度信息被发送至所述数据集中器120。可选地，为避免信号干扰，多功能传感天线112之间的距离大于15cm。

所述数据集中器120可以与所述高压电力设备设置在相同或相近的地点，也可以设置在不同的地点。所述数据集中器120在接收所述数据采集单元110发送的所述温度信息及所述局部放电信号，将其发送给所述数据管理服务器130。所述数据管理服务器130与所述数据集中器120通信连接，用于存储所述数据集中器120发送的第一设备信息，并对存储的所述第一设备信息进行分析得到所述高压电力设备的健康状态。其中，所述第一设备信息包括所述温度信息及局部放电信号。

在本实施例中，所述多功能传感天线112还用于根据所述数据集中器120的控制指令向所述温度传感器111发送温度问询激励信号，以使所述温度传感器111发送所述温度信息。也就是说，所述多功能传感天线112用于射频信号的收发。由此，所述数据集中器120可以周期性地通过所述多功能传感天线112向温度传感器111发出问询，并收集温度信息；在其他时间，数据集中器120则通过多功能传感天线112持续收集所述高压电力设备的局部放电信号。

为便于所述温度传感器111采集温度信息，将其设置在靠近所述高压电力设备的位置。可选地，每个所述多功能传感天线112与每个所述温度传感器111的距离大于10cm，由此可以避免所述多功能传感天线112由于靠近所述高压电力设备而接收较多噪音信号。

通过实时监测高压电力设备的温度及变化情况、局部放电及变化情况，可对高压电力设备关键部位温度上升、局部放电突然增大的情况进行精确定位，能够及时发现绝缘受损、接触不良等问题，便于及时采取相应措施。

请参照图3，图3是本实用新型实施例提供的监测系统100的示意图之三。所述数据采集单元110还可以包括湿度传感器113，所述第一设备信息还包括湿度信息。所述湿度传感器113用于采集所述高压电力设备所处环境的湿度信息，并将所述湿度信息发送给所述数据集中器120。可选地，在同一个环境中的不同区域的湿度区别不大，因此可以仅通过一个湿度传感器113采集湿度信息。

在本实施例中，所述数据采集单元110还可以包括图像传感器114，所述第一设备信息还包括图像信息。所述图像传感器114用于采集所述高压电力设备的图像信息，并将所述图像信息发送给所述数据集中器120。其中，所述图像传感器114可以设置在所述高压电力设备的关键部位附近以得到关键部位的图像信息，也可以设置在所述高压电力设备周围，在此并不对所述图像传感器114的设置位置进行限定。

由此，所述数据管理服务器130可以根据保存的温度信息、局部放电信号、湿度信息、图像信息及包括所述高压电力设备电流及电压的第二设备信息进行分析，从而得到高压电力设备的健康状况、绝缘老化程度、故障位置及故障原因等。

可选地，在本实施例的一种实施方式中，所述湿度传感器113及所述图像传感器114分别与所述多个多功能传感天线112中的至少一个多功能传感天线112以无线方式连接，以通过所述多功能传感天线112将所述湿度信息及所述图像信息发送给所述数据集中器120。

进一步地，为避免信号干扰或者噪音的影响，可以设置所述湿度传感器113及所述图像传感器114与所述多功能传感天线112的距离大于10cm。

可选地，在本实施例的另一种实施方式中，所述湿度传感器113及所述图像传感器114分别通过线缆与所述数据集中器120通信连接。

可选地，在本实施例的实施方式中，所述线缆可以是，但不限于，同轴电缆。所述温度传感器111、湿度传感器113及图像传感器114均可以是无源无线传感器，也可以是有源无线传感器。

请参照图4，图4是本实用新型实施例提供的数据集中器120的方框示意图。所述数据集中器120包括射频收发器121、处理子单元122及控制子单元123。所述控制子单元123与所述射频收发器121及所述处理子单元122连接，用于控制所述射频收发器121及所述处理子单元122的工作状态。可选地，所述控制子单元123可以是MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)。所述射频收发器121以不同频率与不同的传感器(比如，温度传感器111、湿度传感器113及图像传感器114)进行数据通信。所述处理子单元122用于对所述第一设备信息进行处理，所述处理包括信号过滤、放大及模数转换等。

在本实施例中，所述数据管理服务器130可以是，但不限于，服务器、台式电脑、便携式电脑等。所述数据管理服务器130中可以存储有局部放电数据分析软件，对保存的第一设备信息进行分析，得到局部放电强度，并判断局部放电类型，比如，电晕放电、沿面放电、内部放电、自由粒子放电及悬浮电极放电等，从而判断出高压电力设备的状态，对可能或已经发生的故障进行预警。并且，所述数据管理服务器130通过保存所述第一设备信息，可以为高压电力设备建立个体历史档案，进而辅助建立一体化的集成的高压电压设备运行状态监测和维护的智能化平台。

其中，所述数据管理服务器130与所述数据集中器120的通信连接方式可以是有线传输方式，比如，通过光纤、电力线等；还可以是无线方式，比如，LoraWAN、Zigbee、蓝牙、GPRS、CDMA。在实际运用时，可以根据高压电力设备及数据管理服务器130的实际情况选择合适的通信方式。比如，高压电力设备与数据管理服务器130的距离很远，则可以通过光纤通信；若高压电力设备与数据管理服务器130的距离很近，且数据管理服务器130为手持式设备，则可以采用蓝牙通信。

本实用新型实施例还提供一种电力系统，所述电力系统包括多个高压电力设备及所述的监测系统100，所述监测系统100用于对所述多个高压电力设备的状态进行监测。其中，所述监测系统100中的所述数据集中器120的数量与所述高压电力设备的数量及位置对应。

在本实施例的一种实施方式中，一个数据集中器120可用于管理6～18个温度传感器111。

可选地，在监测的多个高压电力设备为设置在同一区域的设备时，所述监测系统100则可以包括多个数据采集单元110、1个数据集中器120及1个数据管理服务器130。若监测的高压电力设备数量多且分布的地点比较分散，所述监测系统100则可以包括多个数据采集单元110、多个数据集中器120及1个数据管理服务器130。由此，可对输配电网络中多套高压电力设备进行同时检测，能更加有效地对电网整体运行情况进行监测，对事故发生原因及地点进行更有效的判断。

综上所述，本实用新型实施例提供一种监测系统及电力系统。所述监测系统应用于高压电力设备，所述监测系统包括数据采集单元、数据集中器及数据管理服务器。所述数据采集单元包括温度传感器及多功能传感器天线，所述温度传感器及所述多功能传感天线的数量均为多个。多个所述温度传感器设置在所述高压电力设备的不同关键部位，且与多功能传感天线通信连接，用于采集所述高压电力设备的温度信息，并将所述温度信息发送给所述多功能传感天线。多个所述多功能传感天线用于采集所述高压电力设备的局部放电信号，并将得到的所述局部放电信号及由所述温度传感器发送的所述温度信息发送给所述数据集中器。所述数据集中器与所述多功能传感天线通过线缆连接，以通过所述多功能传感天线接收所述数据采集单元采集的所述温度信息及所述局部放电信号。所述数据管理服务器与所述数据集中器通信连接，用于接收并存储所述数据集中器发送的第一设备信息，并对存储的所述第一设备信息进行分析得到所述高压电力设备的健康状态。其中，所述第一设备信息包括所述温度信息及所述局部放电信号。所述监测系统可以对高压电力设备进行实时监测，对可能发生的故障进行有效的预警，对已经发生的故障进行精确的定位。因此，所述监测系统降低了设备检测难度，提高了检测工作效率。同时，通过设置多个多功能传感天线增强信号传输，并通过控制天线间的距离避免信号干扰。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种监测系统，其特征在于，应用于高压电力设备，所述监测系统包括数据采集单元、数据集中器及数据管理服务器，

所述数据采集单元包括多个温度传感器及多个多功能传感天线，所述多个温度传感器设置在所述高压电力设备的不同关键部位，且与所述多个多功能传感天线通信连接，用于采集所述高压电力设备的温度信息，并将所述温度信息发送给所述多个多功能传感天线，所述多个多功能传感天线用于采集所述高压电力设备的局部放电信号，并将所述温度信息及所述局部放电信号发送给所述数据集中器，其中，所述多功能传感天线之间的距离大于15cm；

所述数据集中器与所述多功能传感天线通过线缆连接，以通过所述多功能传感天线接收所述数据采集单元采集的所述温度信息及所述局部放电信号；

所述数据管理服务器与所述数据集中器通信连接，用于存储所述数据集中器发送的第一设备信息，并对存储的所述第一设备信息进行分析得到所述高压电力设备的健康状态，其中，所述第一设备信息包括所述温度信息及局部放电信号。

2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述多功能传感天线还用于在接收所述数据集中器的控制指令后，向所述温度传感器发送温度问询激励信号，以使所述温度传感器发送所述温度信息。

3.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，每个所述多功能传感天线与每个所述温度传感器的距离大于10cm。

4.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述数据采集单元还包括湿度传感器，所述第一设备信息还包括湿度信息，

所述湿度传感器用于采集所述高压电力设备所处环境的湿度信息，并将所述湿度信息发送给所述数据集中器。

5.根据权利要求4所述的监测系统，其特征在于，所述数据采集单元还包括图像传感器，所述第一设备信息还包括图像信息，

所述图像传感器用于采集所述高压电力设备的图像信息，并将所述图像信息发送给所述数据集中器。

6.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于，所述湿度传感器及所述图像传感器分别与所述多个多功能传感天线中的至少一个多功能传感天线以无线方式连接，以通过所述多功能传感天线将所述湿度信息及所述图像信息发送给所述数据集中器。

7.根据权利要求6所述的监测系统，其特征在于，所述湿度传感器及所述图像传感器与所述多功能传感天线的距离大于10cm。

8.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于，所述湿度传感器及所述图像传感器分别通过线缆与所述数据集中器通信连接。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的监测系统，其特征在于，所述数据集中器包括射频收发器、处理子单元及控制子单元，

所述控制子单元与所述射频收发器及所述处理子单元连接，用于控制所述射频收发器及所述处理子单元的工作状态；

所述射频收发器以不同频率与不同的传感器进行数据通信；

所述处理子单元用于对所述第一设备信息进行处理，所述处理包括信号过滤、放大及模数转换。

10.一种电力系统，其特征在于，所述电力系统包括多个高压电力设备及权利要求1-9中任意一项所述的监测系统，所述监测系统用于对所述多个高压电力设备的状态进行监测，其中，所述监测系统中的所述数据集中器的数量与所述高压电力设备的数量及位置对应。