CN215956111U - 一种电力开关柜集中状态监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电力开关柜集中状态监测系统，该系统包括监控平台、信号采集器、若干局放与测温天线、若干测温传感器以及环境温湿度传感器；所述监控平台与所述信号采集器通讯连接；所述信号采集器与所述若干局放与测温天线连接；所述若干局放与测温天线与其对应的所述若干测温传感器无线连接；所述环境温湿度传感器与所述信号采集器连接。本实用新型实现了对开关柜的局部放电、电气节点的温度以及开关柜内的环境温湿度的集中监测，所有监测数据均传入一个监控平台进行处理和展示，符合开关柜的状态监测需求和泛在电力物联网的发展需要，适宜推广应用。

Description

一种电力开关柜集中状态监测系统

技术领域

本实用新型涉及电力设备状态监测技术领域，尤其涉及一种电力开关柜集中状态监测系统。

背景技术

电力开关柜是电力系统中非常重要的电气设备，主要负责电力的输送与分配，其运行状态直接关系电网的稳定和安全。现代电力系统对电能质量的要求越来越高，相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。随着电网的发展和设备技术的提高，10KV、35kV系统开关柜在电网中已大量使用。而开关柜的内部过热现象已成为开关柜使用中的常见问题，由于铠装式开关柜体的密闭性，在一些负荷较重的地区，存在开关柜的温度过高问题。开关柜的温度超标，柜体内部的穿柜套管、支柱绝缘子受潮绝缘下降，设备故障异常放电、柜内湿度较大，形成凝露，这些异常点都会直接影响设备的安全稳定运行。而且，过热问题是一个不断发展的过程，如果不加以控制，会形成恶行循环，并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响。开关柜内部实际温升情况，尤其是断路器触头和母排连接等部位，是柜内主要的发热源。随着泛在电力物联网和电网智能化的发展和推进，状态的全面感知、物联融合成为电网智能话监测的发展方向。目前针对开关柜的运行状态，已经有了一系列的监测手段，主要监测指标是开关柜内电气节点的温度、开关柜内的局放放电参数、以及开关柜内的环境温湿度参数。但现有的监测技术和设备存在以下的问题：一、目前针对开关柜内的电气节点温度监测，多采用的是有源无线或者CT感应取电的测温技术，有源无线的测温方式需要电池来供电，一旦电池电量用完(一般寿命在2年左右)或电池发生故障，需要设备停电进行更换；而CT感应取电的测温技术虽然不需要换电池，但对被测设备的电流有一定要求，且测温传感器采用电子式工作原理，元器件的寿命远远达不到长期运行(10年以上)的测温需求。二、针对开关柜内的局部放电监测，目前主要采用地电波检测法和超声波检测法，这两种检测手段容易受外界的干扰影响，如超声波检测法，外界的噪声会影响对局放超声的判断；而地电波检测法对信号采集的处理速度和相应要求很高，大大增加了检测成本。三、开关柜运行的环境温度对其状态影响很大，如开关柜内高温高湿度情况下，柜内会有凝露，凝露附着于高压设备的表面会大大降低开关柜的绝缘性能，现有的开关柜环境温湿度检测多是柜体厂商配置的温湿度控制器，该设备仅能作为离线的数据存在于柜体面板上，并不能反馈到监控中心，当检测设备损坏后柜内温湿度和凝露情况就无法识别，增加了柜体异常的风险。四、针对开关柜的运行状态检测，目前绝大多数是孤立的设备，并没有形成一个集中监控系统。如开关柜内分别放置了电气节点温度监测设备、局放监测设备、环境温湿度监测设备，不同设备进入不同厂家的后台，无法形成统一的监控平台。这样不仅增加了施工的成本，而且大大增加了监控人员的工作量。

以上问题亟待解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于通过一种电力开关柜集中状态监测系统，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电力开关柜集中状态监测系统，该系统包括监控平台、信号采集器、若干局放与测温天线、若干测温传感器以及环境温湿度传感器；所述监控平台与所述信号采集器通讯连接；所述信号采集器与所述若干局放与测温天线连接；所述若干局放与测温天线与其对应的所述若干测温传感器无线连接；所述环境温湿度传感器与所述信号采集器连接。

可选地，所述测温传感器采用声表面波测温传感器。

可选地，所述信号采集器安装在开关柜的二次仪表室内，并与仪表室内的作电源连接。

可选地，所述若干局放与测温天线安装于所述开关柜的母线室和电缆室，并通过自带强磁吸盘吸附安装在柜体内壁固定。

可选地，所述若干测温传感器安装在所述开关柜包括断路器的动触头、断路器的静触头、电缆出线接头在内的高压待测温点位置。

可选地，所述环境温湿度传感器安装在所述开关柜的电缆室，并通过吸附固定在柜内壁上。

可选地，所述监控平台设置但不限于监控室或所述开关柜的面板上。

本实用新型提出的电力开关柜集中状态监测系统实现了对开关柜的局部放电、电气节点的温度以及开关柜内的环境温湿度的集中监测，所有监测数据均传入一个监控平台进行处理和展示，解决现有的孤立监控带来的弊端，符合开关柜的状态监测需求和泛在电力物联网的发展需要，适宜推广应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的电力开关柜集中状态监测系统结构图；

图2为本实用新型实施例提供的电力开关柜集中状态监测系统安装结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1所示，图1为本实用新型实施例提供的电力开关柜集中状态监测系统结构图。

本实施例中电力开关柜集中状态监测系统具体包括监控平台101、信号采集器102、若干局放与测温天线103、若干测温传感器104以及环境温湿度传感器105；所述监控平台101与所述信号采集器102通讯连接；所述信号采集器102与所述若干局放与测温天线103连接；所述若干局放与测温天线103与其对应的所述若干测温传感器104无线连接；所述环境温湿度传感器105与所述信号采集器102连接。具体的，在本实施例中所述信号采集器102为为整个系统控制的核心单元，主要负责信号的采集与处理、数据保存与传输。所述监控平台101负责现场数据的展示和记录，并根据设置的报警条件启动报警。所述若干局放与测温天线103是对应的所述测温传感器104能量获取和返回的传输通道，同时也是局放信号采集的通道，天线支持多频段工作，保证测温和局放的信号采集。所述环境温湿度传感器105负责采集柜内环境温湿度并上传给信号采集器102。所述若干测温传感器104采用声表面波测温传感器，采用SAW声表面波测温原理，采集现场电气节点的温度并上传。

具体的，在本实施例中电力开关柜集中状态监测系统工作过程如下：一、监控平台101上安装有嵌入式控制程序，通过程序控制发出测温指令给信号采集器102，该指令通过RS485通信协议下发；二、信号采集器102接收到所述监控平台101发来的控制指令后开始启动测温动作，采集器发射定点的RFID射频电磁扫频信号，该信号通过局放与测温天线103辐射到周围空间；三、测温传感器104接收到信号采集器102发来的扫频信号之后进行能量转化，通过声表面波传感原理，在其内部将扫频电磁波信号转换为SAW声表面波，SAW在内部传播，波形特征跟温度呈现相关性；信号在内部反射腔内发射回来，并通过压电效应将SAW声表面波转化为电磁波返回；四、局放与测温天线103接收到测温传感器104的回波信号并传递给信号采集器102，信号采集器102经过对信号的解析和判断，识别出回波信号中的温度信息，并将数据打包上传给监控平台101；五、监控平台101程序控制进行重复上述动作，进行多次的温度采集后(比如30轮次)停止测温进行，开始进入局放和环境温湿度的采集阶段；六、局放与测温天线103接收外界环境中的局放电磁脉冲信号，将信号上传给信号采集器102，信号采集器102启动局放信号接收电路，解析局放放电量、放电频谱等参数，并将局放数据上传给监控平台101；六、监控平台101分时控制信号采集器102进行环境温湿度传感器105的数据读取，将环境温湿度传感器105的数据上传给监控后台；七、通过监控平台101进行不间断的上述控制，从而完成对监测系统局放信号、电气节点温度信号、环境温湿度信号的采集。

具体应用时，在本实施例中如图2所示，所述信号采集器102安装在开关柜的二次仪表室内，并与仪表室内的作电源连接，取AC/DC 100～240V工作电源。所述若干局放与测温天线103安装于所述开关柜的母线室和电缆室，并通过自带强磁吸盘吸附安装在柜体内壁固定。所述若干测温传感器104安装在所述开关柜包括断路器的动触头、断路器的静触头、电缆出线接头在内的高压待测温点位置。所述环境温湿度传感器105安装在所述开关柜的电缆室，并通过吸附固定在柜内壁上。根据现场需求情况，所述监控平台101设置但不限于监控室或所述开关柜的面板上。本实用新型中整个系统在安装方便，同样一次安装过程可以实现三种类型传感器的安装，大大减轻了施工工作量。

本实用新型提出的技术方案实现了对开关柜的局部放电、电气节点的温度以及开关柜内的环境温湿度的集中监测，所有监测数据均传入一个监控平台101进行处理和展示，解决现有的孤立监控带来的弊端，符合开关柜的状态监测需求和泛在电力物联网的发展需要，适宜推广应用。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种电力开关柜集中状态监测系统，其特征在于，该系统包括监控平台、信号采集器、若干局放与测温天线、若干测温传感器以及环境温湿度传感器；所述监控平台与所述信号采集器通讯连接；所述信号采集器与所述若干局放与测温天线连接；所述若干局放与测温天线与其对应的所述若干测温传感器无线连接；所述环境温湿度传感器与所述信号采集器连接。

2.根据权利要求1所述的电力开关柜集中状态监测系统，其特征在于，所述测温传感器采用声表面波测温传感器。

3.根据权利要求1或2任一项所述的电力开关柜集中状态监测系统，其特征在于，所述信号采集器安装在开关柜的二次仪表室内，并与仪表室内的作电源连接。

4.根据权利要求3所述的电力开关柜集中状态监测系统，其特征在于，所述若干局放与测温天线安装于所述开关柜的母线室和电缆室，并通过自带强磁吸盘吸附安装在柜体内壁固定。

5.根据权利要求4所述的电力开关柜集中状态监测系统，其特征在于，所述若干测温传感器安装在所述开关柜包括断路器的动触头、断路器的静触头、电缆出线接头在内的高压待测温点位置。

6.根据权利要求5所述的电力开关柜集中状态监测系统，其特征在于，所述环境温湿度传感器安装在所述开关柜的电缆室，并通过吸附固定在柜内壁上。

7.根据权利要求6所述的电力开关柜集中状态监测系统，其特征在于，所述监控平台设置但不限于监控室或所述开关柜的面板上。

Images