CN209028170U - Gis气室sf6气体压力在线监测预警系统 - Google Patents

Gis气室sf6气体压力在线监测预警系统 Download PDF

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付炜
肖波
吴松麟
邹诗文
罗凡
刘海龙
姚勇
康宇轩
高曦
张黎
陈波
黄俊成
张宇
龙睿
张洁
陶星宇
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Chongqing City Power Supply Co of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供的一种GIS气室SF6气体压力在线监测预警系统,包括现场采集单元、中继单元、远程监控单元以及移动智能终端;所述现场采集单元包括传感器模块、UWB发射电路以及现场处理电路;所述传感器模块包括气体压力传感器、设备温度传感器、环境温度传感器、差分放大电路、滤波电路以及模数转换电路;所述中继单元包括中继处理电路、UWB接收电路以及GPRS通信电路;能够对GIS气室中的SF6的气体压力进行准确监测以及判断,并及时发送至监控中心作出相应的预警措施以及维护措施,能够有效地减少巡视维护人员的工作量。

Description

GIS气室SF6气体压力在线监测预警系统
技术领域
本实用新型涉及一种电力监测系统,尤其涉及一种GIS气室SF6气体压力在线监测预警系统。
背景技术
在电力工业中,GIS封闭式组合电器将一座变电站中除变压器以外的一次设备,包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等,经优化设计有机地组合成一个整体。管道内部全部采用SF6气体作为绝缘介质,并将所有的高压电器元件密封在接地罐体内。六氟化硫(SF6)是一种无毒、无味、无色、无嗅、非可燃的合成气体,具有一般电介质不可比拟的绝缘特性和灭弧能力。充装SF6的电气设备占地面积小,运行噪声小,无火灾危险,这极大地提高了电气设备运行的安全可靠性。随着我国电力设备无油化、小型化的发展,在35-500kV高压断路器中采用SF6气体作为绝缘灭弧介质的断路器等逐年增加。
在GIS变电站中,为保证SF6设备正常运行,一般通过人工巡视SF6气体密度表,对压力值进行抄录,监视气体密度,防止SF6气体泄漏。然而,GIS变电站内SF6表计多,抄录及泄漏预判分析工作量大,纸质记录繁琐,极为不便,易出现人员懈怠;同时,部分表计安装位置过高或较为隐蔽,容易出现错抄、漏抄,登梯抄录存在人身安全隐患;此外,对于发生过漏气缺陷与气体压力接近报警值的SF6设备,为保证其不发生报警、闭锁,甚至气体绝缘降低导致击穿事故,往往是通过加强人工巡视的方式进行重点监控,加大人员工作量,容易影响常规工作的开展,且不能达到实时监控的效果。
因此,为了解决上述技术问题,亟需提出一种新的技术手段加以解决。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型的目的是提供一种GIS气室SF6气体压力在线监测预警系统,能够对GIS气室中的SF6的气体压力进行准确监测以及判断,并及时发送至监控中心作出相应的预警措施以及维护措施,能够有效地减少巡视维护人员的工作量,提高监测的可靠性和安全性,避免因SF6气体压力异常、泄漏而发生安全事故;而且能够防止人为因素的影响,保证数据的客观性,为后续的维护、追溯提供有力的数据支持。
本实用新型提供的一种GIS气室SF6气体压力在线监测预警系统,包括现场采集单元、中继单元、远程监控单元以及移动智能终端;
所述现场采集单元包括传感器模块、UWB发射电路以及现场处理电路;
所述传感器模块包括气体压力传感器、设备温度传感器、环境温度传感器、差分放大电路、滤波电路以及模数转换电路;
所述气体压力传感器、设备温度传感器以及环境温度传感器的输出端均与差分放大电路的输入端连接,所述差分放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接,所述滤波电路的输出端与模数转换电路的输入端连接,所述模数转换电路的输出端与现场处理电路连接,所述现场处理电路与UWB发射电路连接,所述现场处理电路通过UWB发射电路与中继单元通信连接;
所述中继单元包括中继处理电路、UWB接收电路以及GPRS通信电路;
所述中继处理电路与UWB接收电路连接,所述UWB接收电路与UWB发射电路配对连接,所述中继处理电路通过GPRS通信电路与远程监控单元通信连接;
所述远程监控单元与移动智能终端通信连接。
进一步,所述远程监控单元包括监控服务器、存储服务器、鉴权服务器、触控显示屏以及报警器;
所述监控服务器与存储服务器和鉴权服务器通信连接,所述鉴权服务器与移动智能终端通信连接,所述监控服务器与触控显示屏通信连接,所述监控服务器与报警器连接,所述监控服务器通过GPRS通信电路与中继处理电路通信连接。
进一步,所述GPRS通信电路为SIM900A通信模块。
进一步,所述中继单元还包括蓝牙模块,所述中继单元通过蓝牙模块与移动智能终端通信连接。
进一步,所述差分放大电路为多通道差分放大器。
进一步,所述现场采集单元还包括现场供电单元,所述现场供电单元包括整流电路以及电压转换电路,所述整流电路的输入端与市电电网连接,整流电路的输出端与电压转换电路的输入端连接,电压转换电路向用电设备供电。
进一步,所述中继单元还包括中继供电单元,所述中继供电单元的结构与现场供电单元结构相同。
进一步,所述中继单元还包括存储器,所述存储器与中继处理电路通信连接。
进一步,所述现场处理电路和中继处理电路均为单片机。
本实用新型的有益效果:通过本实用新型,能够对GIS气室中的SF6的气体压力进行准确监测以及判断,并及时发送至监控中心作出相应的预警措施以及维护措施,能够有效地减少巡视维护人员的工作量,提高监测的可靠性和安全性,避免因SF6气体压力异常、泄漏而发生安全事故;而且能够防止人为因素的影响,保证数据的客观性,为后续的维护、追溯提供有力的数据支持。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述:
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型做出进一步详细说明,如图所示:
本实用新型提供的一种GIS气室SF6气体压力在线监测预警系统,包括现场采集单元、中继单元、远程监控单元以及移动智能终端;
所述现场采集单元包括传感器模块、UWB发射电路以及现场处理电路;
所述传感器模块包括气体压力传感器、设备温度传感器、环境温度传感器、差分放大电路、滤波电路以及模数转换电路;
所述气体压力传感器、设备温度传感器以及环境温度传感器的输出端均与差分放大电路的输入端连接,所述差分放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接,所述滤波电路的输出端与模数转换电路的输入端连接,所述模数转换电路的输出端与现场处理电路连接,所述现场处理电路与UWB发射电路连接,所述现场处理电路通过UWB发射电路与中继单元通信连接;
所述中继单元包括中继处理电路、UWB接收电路以及GPRS通信电路;
所述中继处理电路与UWB接收电路连接,所述UWB接收电路与UWB发射电路配对连接,所述中继处理电路通过GPRS通信电路与远程监控单元通信连接;
所述远程监控单元与移动智能终端通信连接;其中,所述差分放大电路为多通道差分放大器,比如LM339组成的多通道差分放大器,用于对温度信号以及压力信号进行差分放大,能够有有效地剔除干扰成分,确保监测数据的准确性,由于气体会受到设备的温度和环境温度的影响,通过设备温度和环境温度信号对压力进行补偿分析,从而能够利于最终获得准确地压力监测结果,利于做出准确的预警以及处理措施,滤波电路用于对温度信号和压力信号进行滤波处理,去除干扰,现场处理电路用于对数据进行相应的协议转换、数据打包,然后通过UWB发射电路发射出去,由于GIS气室具有众多的GIS设备,因此,现场采集单元具有多个,分别设置于个GIS设备,因此,需要采用中继单元对各现场采集单元输出的数据进行集中收集并上传,本申请中,采用UWB收发电路进行现场数据的收集,能够确保现场数据流的输出速度,并且,能够有效避免GIS气室内各设备干扰而引起数据失真,从而确保数据结果的准确性,移动智能终端采用现有的具有蓝牙功能的智能手机、平板电脑等,用于接收监控服务器的预警信息、远程监控数据的查验以及现场数据的查验;现场处理电路和中继处理电路均采用现有的单片机,比如AVR单片机、89S51单片机、STM32系列单元机等,本领域技术人员可以根据实际的工况环境选择适宜的单片机,比如根据数据流的大小、根据项目成本等;通过上述结构,能够对GIS气室中的SF6的气体压力进行准确监测以及判断,并及时发送至监控中心作出相应的预警措施以及维护措施,能够有效地减少巡视维护人员的工作量,提高监测的可靠性和安全性,避免因SF6气体压力异常、泄漏而发生安全事故;而且能够防止人为因素的影响,保证数据的客观性,为后续的维护、追溯提供有力的数据支持。
本实施例中,所述远程监控单元包括监控服务器、存储服务器、鉴权服务器、触控显示屏以及报警器;
所述监控服务器与存储服务器和鉴权服务器通信连接,所述鉴权服务器与移动智能终端通信连接,所述监控服务器与触控显示屏通信连接,所述监控服务器与报警器连接,所述监控服务器通过GPRS通信电路与中继处理电路通信连接,其中,各服务器采用现有的服务器,监控服务器用于接收监测的压力信号和温度信号,然后根据温度信号和压力信号,并利用现有的算法拟合成相应的压力变化曲线,通过触控显示屏显示,并且,将压力值与设定的阈值比较,如果越限,则通过报警器报警,然后通过鉴权服务器向移动智能终端发送告警信息,鉴权服务器用于对移动智能终端进行管理,判断移动智能终端是否具有查询权限,即移动智能终端欲查询检测数据以及现场的数据,都必须通过鉴权服务器进行权限判断,并且,移动智能终端只能查询数据,但是不能修改数据,即使当前具有紧急情况,需要上传数据,则也是先保存在鉴权服务器中,然后通过上级管理人员或者专家判定合法后,才会进一步上传至监控服务器以及存储服务器,其中,报警器采用现有的声光报警器;所述GPRS通信电路为SIM900A通信模块。
本实施例中,所述中继单元还包括蓝牙模块,所述中继单元通过蓝牙模块与移动智能终端通信连接,虽然通过现场采集单元能够采集实时数据,当出现预警情况时,工作人员需要进行维护,则需要到现场处理,此时,工作人员则采用移动智能终端通过蓝牙模块与中继处理电路建立通信连接关系,从而现场获取实时数据,利于做出现场维护处理措施。
本实施例中,所述现场采集单元还包括现场供电单元,所述现场供电单元包括整流电路以及电压转换电路,所述整流电路的输入端与市电电网连接,整流电路的输出端与电压转换电路的输入端连接,电压转换电路向用电设备供电。
所述中继单元还包括中继供电单元,所述中继供电单元的结构与现场供电单元结构相同,其中,整流电路采用现有的二极管组成的全桥式整流电路,电压转换电路采用现有的直流转换电路,比如78L05、78L12、ASM1117系列直流转换电路,根据用电设备所需电压选择,比如单片机需要5V供电,则可以采用LM7805直流转换电路,如果传感器需要9V供电,则可以采用78L09转换电路,当然,现场采集单元和中继单元中都可以采用多个电压转换电路,比如,5V、3.3V以及9V供电,那么就需要三个不同规格的电压转换电路。
本实施例中,所述中继单元还包括存储器,所述存储器与中继处理电路通信连接,其中,存储器用于进行数据存储,比如采集的实时数据,比如与移动智能终端建立蓝牙连接的验证数据等。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种GIS气室SF6气体压力在线监测预警系统,其特征在于:包括现场采集单元、中继单元、远程监控单元以及移动智能终端;
所述现场采集单元包括传感器模块、UWB发射电路以及现场处理电路;
所述传感器模块包括气体压力传感器、设备温度传感器、环境温度传感器、差分放大电路、滤波电路以及模数转换电路;
所述气体压力传感器、设备温度传感器以及环境温度传感器的输出端均与差分放大电路的输入端连接,所述差分放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接,所述滤波电路的输出端与模数转换电路的输入端连接,所述模数转换电路的输出端与现场处理电路连接,所述现场处理电路与UWB发射电路连接,所述现场处理电路通过UWB发射电路与中继单元通信连接;
所述中继单元包括中继处理电路、UWB接收电路以及GPRS通信电路;
所述中继处理电路与UWB接收电路连接,所述UWB接收电路与UWB发射电路配对连接,所述中继处理电路通过GPRS通信电路与远程监控单元通信连接;
所述远程监控单元与移动智能终端通信连接。
2.根据权利要求1所述GIS气室SF6气体压力在线监测预警系统,其特征在于:所述远程监控单元包括监控服务器、存储服务器、鉴权服务器、触控显示屏以及报警器;
所述监控服务器与存储服务器和鉴权服务器通信连接,所述鉴权服务器与移动智能终端通信连接,所述监控服务器与触控显示屏通信连接,所述监控服务器与报警器连接,所述监控服务器通过GPRS通信电路与中继处理电路通信连接。
3.根据权利要求1或2所述GIS气室SF6气体压力在线监测预警系统,其特征在于:所述GPRS通信电路为SIM900A通信模块。
4.根据权利要求1所述GIS气室SF6气体压力在线监测预警系统,其特征在于:所述中继单元还包括蓝牙模块,所述中继单元通过蓝牙模块与移动智能终端通信连接。
5.根据权利要求1所述GIS气室SF6气体压力在线监测预警系统,其特征在于:所述差分放大电路为多通道差分放大器。
6.根据权利要求1所述GIS气室SF6气体压力在线监测预警系统,其特征在于:所述现场采集单元还包括现场供电单元,所述现场供电单元包括整流电路以及电压转换电路,所述整流电路的输入端与市电电网连接,整流电路的输出端与电压转换电路的输入端连接,电压转换电路向用电设备供电。
7.根据权利要求6所述GIS气室SF6气体压力在线监测预警系统,其特征在于:所述中继单元还包括中继供电单元,所述中继供电单元的结构与现场供电单元结构相同。
8.根据权利要求1所述GIS气室SF6气体压力在线监测预警系统,其特征在于:所述中继单元还包括存储器,所述存储器与中继处理电路通信连接。
9.根据权利要求1所述GIS气室SF6气体压力在线监测预警系统,其特征在于:所述现场处理电路和中继处理电路均为单片机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111829718A (zh) * 2020-07-06 2020-10-27 国网上海市电力公司 一种用于组合电器的sf6气体在线监测系统

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