CN215004827U - 一种气体密度在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气体密度在线监测系统，包括：现场监控主机、电源、电压转换模块、变送器模块、PLC AI扩展模块、PLC和交换机；电源分别与变压器、现场监控主机、交换机对应连接供电；电压转换模块分别与变送器模块、PLC AI扩展模块、PLC对应连接供电；变送器模块、PLC AI扩展模块、PLC、交换机和现场监控主机顺序连接；变送器模块将采集的信息发送到PLC AI扩展模块；PLC AI扩展模块将信息发送到PLC；PLC将信息经交换机，发送到现场监控主机；现场监控主机用于对获取的密度信息进行分析处理，并提供查询，报警服务。本实用新型具有SF6气体密度的远程、实时监测、历史数据观测、压力值变化超范围报警等功能，便于第一时间发现密度压力异常和长期观测。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力技术领域，更具体地说，涉及一种气体密度在线监测系统。
背景技术
目前，SF6(六氟化硫)电气设备已广泛应用在电力部门、工矿企业，促进了电力行业的快速发展。近年来，随着经济高速发展，我国电力系统容量急剧扩大，SF6电气设备用量越来越多。SF6气体在高压电气设备中的作用是灭弧和绝缘，高压电气设备内SF6气体的密度降低将严重影响SF6高压电气设备的安全运行：SF6气体密度降低至一定程度将导致绝缘和灭弧性能的降低或丧失。
气体密度传感器非常适用于高精度地监控，SF6气体绝缘设备内部和外部系统中SF6气体的密度、温度、压力和湿度。这种仪表的显著特点是采用了高精度传感器技术，能够确保极佳的长期稳定性和电磁兼容性。
现有技术为，在每个SF6气室安装机械式气体密度压力表，表记显示气室内气体密度，使用可编程微处理器在其中设置相关程序，当压力值低于设定值时触发报警或闭锁接点，将信号传输至就地指示灯、变电站后台监控。运行人员需要每日定期巡视时进行抄表，分析数据，发现异常汇报。但是因为密度传感器自身异常、密度传感器报警节点故障、现场表记位置较高不便于巡视观察、温度变化会引起压力值变化等问题，不便于提前发现缓慢漏气的情况。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种至少部分解决上述技术问题的一种气体密度在线监测系统。
本实用新型实施例提供一种气体密度在线监测系统，包括：现场监控主机、电源、电压转换模块、变送器模块、PLC AI扩展模块、PLC和交换机；
所述电源分别与电压转换模块、现场监控主机、交换机对应连接供电；所述电压转换模块分别与变送器模块、PLC AI扩展模块、PLC对应连接供电；
所述变送器模块、所述PLC AI扩展模块、所述PLC、所述交换机和所述现场监控主机顺序连接；所述变送器模块将采集的信息以电信号形式发送到所述PLC AI扩展模块；所述PLC AI扩展模块将所述电信号转换为数字信号发送到所述PLC；所述PLC将信息经所述交换机，发送到所述现场监控主机；
所述现场监控主机用于对获取的密度信息进行分析处理，并提供查询，报警服务。
进一步的，还包括：远程上位机、第一光电转换器和第二光电转换器，采用IEC61850通信规约；
所述交换机和所述第一光电转换器连接；所述交换机将所述PLC发送的信息，发送到第一光电转换器；
所述第一光电转换器通过光纤与所述第二光电转换器连接；所述第一光电转换器将所述交换机发送的信息转换为光信号，通过光纤发送到所述第二光电转换器；
所述第二光电转换器与所述远程上位机连接；所述第二光电转换器将所述光信号解调为所述网络信息传输到所述远程上位机；
所述远程上位机也用于对获取的密度信息进行分析、查询，并提供报警服务。
进一步的，还包括：远程上位机、第一光电转换器和第二光电转换器；
所述现场监控主机与所述第一光电转换器连接；所述现场监控主机将分析处理后的信息发送到所述第一光电转换器；
所述第一光电转换器与所述第二光电转换器通过光纤连接；所述第一光电转换器将所述分析处理后的信息转换为光信号，发送到所述第二光电转换器；
所述第二光电转换器将所述光信号解调为所述分析处理后的信息传输到所述上位机显示。
进一步的，所述变送器模块为多个气体密度压力变送器组成；每个所述气体密度压力变送器均有唯一的ID；所述采集的信息为每个所述气体密度压力变送器采集的对应气体密度压力和ID。
进一步的，所述变送器模块和所述PLC AI模块之间采用RS-485集线器及双绞线电缆。
进一步的，所述电压转换模块为降压变压器，用于将交流电压转换为直流电压。
有益效果：本实用新型是一种气体密度在线监测系统，与现有技术相比较，具有显著的优点与积极效果：实现了SF6气体密度的远程和实时监测，通过对历史数据的存储分析可及时发现缓慢漏气便于长期观测，同时具有压力值变化超范围报警服务，便于第一时间发现压力异常。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本实用新型一种气体密度在线监测系统拓扑图；
图2为本实用新型一种气体密度在线监测系统同步远程实施例提供一种拓扑图；
图3为本实用新型一种气体密度在线监测系统同步远程实施例提供另一种拓扑图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的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，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“远/近端”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，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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“嵌套”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。
下面将通过三个具体实施例来对本实用新型进行进一步说明。
具体实施例一：
在一具体实施例中结合图1所示，一种气体密度在线监测系统，包括：现场监控主机、电源、电压转换模块、变送器模块、PLC AI扩展模块、PLC和交换机。
其中，上述现场监控主机在具体实施时，比如选用如图1所示的触摸屏计算机。
电源连接市电提供交流220V电压，电源分别与电压转换模块、触摸屏计算机、交换机连接供电。其中电压转换模块还与变送器模块、PLC AI扩展模块、PLC连接供电。
结合图1所示，变送器模块、PLC AI扩展模块、PLC、交换机和触摸屏计算机顺序连接。变送器模块将采集的信息以电信号的形式发送到PLC AI扩展模块，PLC AI扩展模块将电信号转换为数字信号发送到PLC，PLC将信息经交换机，发送到触摸屏计算机。触摸屏计算机用于对获取的密度信息进行分析处理，并提供查询，报警服务便于第一时间发现故障和长期观测。
上述变送器在具体实施中选用如图1中所述的SF6密度压力变送器，变送器模块为安装在每个SF6气室的多个SF6密度压力变送器组成，每个压力变送器均有唯一的ID，变送器采集SF6气体密度，将采集的密度信息转换为4-20mA的电信号实时发送。为了方便查找故障，PLC将变送器模块发送的密度信息和对应变送器的ID同步发送到交换机。
每个变送器发送密度信息均使用双绞线通过RS-485集线器与PLC AI扩展模块连接，减少了因电磁干扰对通信带来的影响，进一步提高通信的可靠性。
另外，上述电压转换模块为降压变压器，将输入的220V交流电压转换为24V直流电压输出供电，为相关元器件提供合适的电压。
具体实施例二：
在一具体实施例中结合图2所示，一种气体密度在线监测系统，包括：现场监控主机、电源、电压转换模块、变送器模块、PLC AI扩展模块、PLC和交换机，还包括：远程上位机、两个光电转换器。并且采用IEC61850通信规约，使其更符合变电站智能化换建设的要求。
其中，上述现场监控主机在具体实施时，比如选用如图2所示的触摸屏计算机。远程上位机在具体实施时，比如选用如图2所示的中控室上位机。
电源连接市电提供交流220V电压，电源分别与电压转换模块、触摸屏计算机、交换机连接供电。其中电压转换模块还与变送器模块、PLC AI扩展模块、PLC连接供电。
结合图2所示，变送器模块、PLC AI扩展模块、PLC、交换机和触摸屏计算机顺序连接。变送器模块将采集的信息以电信号的形式发送到PLC AI扩展模块，PLC AI扩展模块将电信号转换为数字信号发送到PLC，PLC将信息经交换机，发送到触摸屏计算机。触摸屏计算机用于对获取的密度信息进行分析处理，并提供查询，报警服务，便于第一时间发现故障和长期观测。
交换机还与近端光电转换器连接，交换机将PLC发送的信息，还同步发送到如图2所示的近端的光电转换器。两个光电转换器通过光纤连接，近端的光电转换器将交换机发送的信息转换为光信号，通过光纤发送到远端的光电转换器。
远端的光电转换器与中控室上位机连接，将接收到的光信号解调为网络信息传输到中控室上位机。中控室上位机也用于对获取的密度信息进行分析、查询，并提供报警服务，便于工作人员远程24小时同步监控，减少因现场工作人员下班时无法监控，故障处理不及时的问题。
触摸屏计算机与中控室上位机分别对密度信息进行分析和报警服务，二者同时监控相互印证，防止因系统故障而造成损失。当只有其中一个报警时，派工作人员前往现场检查气体密度，便于及时排除系统故障。
上述变送器在具体实施中选用如图2中所述的SF6密度压力变送器，变送器模块为安装在每个SF6气室的多个SF6密度压力变送器组成，每个压力变送器均有唯一的ID，变送器采集SF6气体密度，将采集的密度信息转换为4-20mA的电信号实时发送。为了方便查找故障，PLC将变送器模块发送的密度信息和对应变送器的ID同步发送到交换机。
每个变送器发送密度信息均使用双绞线通过RS-485集线器与PLC AI扩展模块连接，减少了因电磁干扰对通信带来的影响，进一步提高通信的可靠性。
另外，上述电压转换模块为降压变压器，将输入的220V交流电压转换为24V直流电压输出供电，为相关元器件提供合适的电压。
具体实施例三：
在一具体实施例中结合图3所示，一种气体密度在线监测系统，包括：现场监控主机、电源、电压转换模块、变送器模块、PLC AI扩展模块、PLC和交换机，还包括：远程上位机、两个光电转换器。
其中，上述现场监控主机在具体实施时，比如选用如图3所示的触摸屏计算机。远程上位机在具体实施时，比如选用如图3所示的中控室上位机。
电源连接市电提供交流220V电压，电源分别与电压转换模块、触摸屏计算机、交换机连接供电。其中电压转换模块还与变送器模块、PLC AI扩展模块、PLC连接供电。
结合图3所示，变送器模块、PLC AI扩展模块、PLC、交换机和触摸屏计算机顺序连接。变送器模块将采集的信息以电信号的形式发送到PLC AI扩展模块，PLC AI扩展模块将电信号转换为数字信号发送到PLC，PLC将信息经交换机，发送到触摸屏计算机。触摸屏计算机用于对获取的密度信息进行分析处理，并提供查询，报警服务便于第一时间发现故障和长期观测。
触摸屏计算机与图3中近端的光电转换器连接，将分析处理后的信息发送到近端的光电转换器。两个光电转换器通过光纤连接，其中近端的光电转换器将触摸屏计算机分析处理后的信息转换为光信号，发送到远端的光电转换器。远端的光电转换器将接收到的光信号解调为分析处理后的信息传输到中控室上位机显示，便于工作人员远程24小时同步监控，减少因现场工作人员下班时无法监控，故障处理不及时的问题。
与具体实施例二的区别为，只在触摸屏计算机进行分析和计算，减少计算资源的浪费同时达到二者共同监控的目的。
上述变送器在具体实施中选用如图3中所述的SF6密度压力变送器，变送器模块为安装在每个SF6气室的多个SF6密度压力变送器组成，每个压力变送器均有唯一的ID，变送器采集SF6气体密度，将采集的密度信息转换为4-20mA的电信号实时发送。为了方便查找故障，PLC将变送器模块发送的密度信息和对应变送器的ID同步发送到交换机。
每个变送器发送密度信息均使用双绞线通过RS-485集线器与PLC AI扩展模块连接，减少了因电磁干扰对通信带来的影响，进一步提高通信的可靠性。
另外，上述电压转换模块为降压变压器，将输入的220V交流电压转换为24V直流电压输出供电，为相关元器件提供合适的电压。
有益效果：本实用新型是一种气体密度在线监测系统，与现有技术相比较，具有显著的优点与积极效果：实现了SF6气体密度的远程和实时监测，通过对历史数据的存储分析可及时发现缓慢漏气便于长期观测，同时具有压力值变化超范围报警服务，便于第一时间发现压力异常。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种气体密度在线监测系统，其特征在于，包括：现场监控主机、电源、电压转换模块、变送器模块、PLCAI扩展模块、PLC和交换机；
所述电源分别与电压转换模块、现场监控主机、交换机对应连接供电；所述电压转换模块分别与变送器模块、PLC AI扩展模块、PLC对应连接供电；
所述变送器模块、所述PLCAI扩展模块、所述PLC、所述交换机和所述现场监控主机顺序连接；所述变送器模块将采集的信息以电信号形式发送到所述PLCAI扩展模块；所述PLC AI扩展模块将所述电信号转换为数字信号发送到所述PLC；所述PLC将信息经所述交换机，发送到所述现场监控主机；
所述现场监控主机用于对获取的密度信息进行分析处理，并提供查询，报警服务。
2.根据权利要求1所述的一种气体密度在线监测系统，其特征在于，还包括：远程上位机、第一光电转换器和第二光电转换器，采用IEC61850通信规约；
所述交换机和所述第一光电转换器连接；所述交换机将所述PLC发送的信息，发送到第一光电转换器；
所述第一光电转换器通过光纤与所述第二光电转换器连接；所述第一光电转换器将所述交换机发送的信息转换为光信号，通过光纤发送到所述第二光电转换器；
所述第二光电转换器与所述远程上位机连接；所述第二光电转换器将所述光信号解调为网络信息传输到所述远程上位机；
所述远程上位机也用于对获取的密度信息进行分析、查询，并提供报警服务。
3.根据权利要求1所述的一种气体密度在线监测系统，其特征在于，还包括：远程上位机、第一光电转换器和第二光电转换器；
所述现场监控主机与所述第一光电转换器连接；所述现场监控主机将分析处理后的信息发送到所述第一光电转换器；
所述第一光电转换器与所述第二光电转换器通过光纤连接；所述第一光电转换器将所述分析处理后的信息转换为光信号，发送到所述第二光电转换器；
所述第二光电转换器将所述光信号解调为所述分析处理后的信息传输到所述上位机显示。
4.根据权利要求1所述的一种气体密度在线监测系统，其特征在于：所述变送器模块为多个气体密度压力变送器组成；每个所述气体密度压力变送器均有唯一的ID；所述采集的信息为每个所述气体密度压力变送器采集的对应气体密度压力和ID。
5.根据权利要求1所述的一种气体密度在线监测系统，其特征在于：所述变送器模块和所述PLCAI模块之间采用RS-485集线器及双绞线电缆。
6.根据权利要求1所述的一种气体密度在线监测系统，其特征在于：所述电压转换模块为降压变压器，用于将交流电压转换为直流电压。
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