CN2691123Y - 变电站高压设备实时在线监测装置 - Google Patents

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Abstract

一种变电站高压设备实时在线监测装置，它由上位计算机(1)、光隔离通信接口单元(2)、电源单元(8)、避雷器泄漏电流检测器(3)、电流互感器泄漏电流检测器(4)、电压互感器电压检测器(5)、SF6开关微水检测器(6)以及环境温、湿度检测器(7)组成，避雷器泄漏电流检测器(3)、电流互感器泄漏电流检测器(4)、电压互感器电压检测器(5)、SF6开关微水检测器(6)以及环境温、湿度检测器(7)均通过总线和通信接口与光隔离通信接口单元(2)连接，光隔离通信接口单元(2)通过导线与上位计算机(1)电连接，电源单元(8)集中供电。本实用新型监测内容全面、可扩展性强，且不同监测内容的兼容性好，可以真正做到对设备的保养和维护实行状态检修，消除安全隐患，保证安全生产。

Description

变电站高压设备实时在线监测装置
技术领域
本实用新型涉及一种变电站高压设备实时在线监测装置，特别是对避雷器、电流互感器的泄漏电流的监控来反映高压设备的绝缘状况和低温下SF6气体微水含量的在线检测技术，主要用于对变电站高压设备进行监控，确保变电设备的安全运行，防患于未然，并为设备的状态提供准确、科学的数据。
背景技术
避雷器、电流互感器、电压互感器、SF6断路器和GIS室作为电力系统最主要的运行设备，其设备运行状态是否良好，是涉及电力安全运行的大事。但目前对变电站高压设备的监测手段有限，尚未系统地对这些关键设备建立完善监测系统。虽然有很多产品进入这一实时在线监测领域，但大多监测内容单一、监测系统的可扩展性不强、不同监测内容的兼容性较差，给用户使用和维护带来很大困难。
一般变电所对避雷器的泄漏电流监测采用避雷器漏电流及动作记录器，运行人员巡视时观察记录器的指针指示，数据采集不及时、维护工作量大，而且无法测量影响避雷器安全性能的重要指标阻性电流。由于缺乏监测手段，每年都有因避雷器劣化而发生的爆炸事故。部分变电站有采用在线监测方法来对设备绝缘进行监测的装置，但这些装置都是监测设备的全电流，但真正反映设备安全的阻性电流由于只占全电流的十分之一，只测量全电流并不能反映设备安全最重要的阻性电流的变化状况。
在变电站，SF6气体作为优异的绝缘和灭弧介质、良好的化学稳定性，促使SF6断路器和SF6全封闭组合电器(简称GIS)得到广泛应用，但在SF6断路器和GIS中，SF6气体密度的降低或水份的增加，会使GIS耐压强度降低和断路器开断容量下降，所以对SF6气体的泄漏和水份进行监测，是预防事故的重要措施之一，但国内对高压开关中SF6气体缺乏在线监测手段，主要依靠一年一次停电进行测试，不仅耗气量大，还需要浪费大量的工时，对两次检测期间设备的运行状况也缺乏及时的掌握，并直接影响到设备的安全运行。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种监测内容全面、可扩展性强，且不同监测内容的兼容性好的变电站高压设备实时在线监测装置。
实现上述目的的技术方案是：一种变电站高压设备实时在线监测装置，它由上位计算机、光隔离通信接口单元、电源单元、避雷器泄漏电流检测器、电流互感器泄漏电流检测器、电压互感器电压检测器、SF6开关微水检测器以及环境温、湿度检测器组成，避雷器泄漏电流检测器、电流互感器泄漏电流检测器、电压互感器电压检测器、SF6开关微水检测器以及环境温、湿度检测器均通过总线和通信接口与光隔离通信接口单元连接，光隔离通信接口单元通过导线与上位计算机电连接，电源单元集中供电。
采用上述技术方案后，变电站的避雷器、电流互感器、电压互感器和SF6开关设备上均安装有相应的检测传感器，并与上位计算机通过通信单元相连。避雷器泄漏电流检测器的数量由现场需要安装的数量决定，每个避雷器泄漏电流检测器检测A、B、C、三相的避雷器的泄漏电流；在电流互感器的末屏电流端与电线之间安装一串芯的电流互感器，互感器的输出连接到电流互感器泄漏电流检测器，电流互感器泄漏电流检测器的数量由现场安装需要的数量决定，每个电流互感器泄漏电流检测器检测电流互感器的泄漏电流；电压互感器泄漏检测器用来检测电压互感器的泄漏电压；在SF6开关室的充气口连接一采样气室，采样气室上安装有压力传感器和露点传感器，压力传感器和露点传感器的输出端与SF6开关微水检测器相连，每个SF6开关微水检测器可以检测三组SF6开关的微水含量。上位计算机通过通信接口对各检测器进行轮巡，对避雷器信息、电流互感器信息、电压互感器信息、SF6开关微水信息、环境温度进行实时监控，可对这些检测项进行实时数据显示、实时曲线显示、历史数据记录、历史曲线显示、历史数据查询、历史事件显示以及历史事件查询。本实用新型同现有技术相比，不仅监测内容全面、可扩展性强，而且不同监测内容的兼容性好。
附图说明
图1为本实用新型电路框图；
图2为本实用新型的避雷器泄漏电流检测器的电路框图；
图3为本实用新型的SF6开关微水检测器的电路框图；
图4为本实用新型的避雷器泄漏电流检测器的电路原理图；
图5为本实用新型的SF6开关微水检测器的电路原理图。
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详细的说明。
如图1～5所示，一种变电站高压设备实时在线监测装置，它由上位计算机1、光隔离通信接口单元2、电源单元8、避雷器泄漏电流检测器3、电流互感器泄漏电流检测器4、电压互感器电压检测器5、SF6开关微水检测器6以及环境温、湿度检测器7组成，避雷器泄漏电流检测器3、电流互感器泄漏电流检测器4、电压互感器电压检测器5、SF6开关微水检测器6以及环境温、湿度检测器7均通过总线和通信接口与光隔离通信接口单元2连接，光隔离通信接口单元2通过导线与上位计算机1电连接，电源单元8集中供电。用特征匹配阻抗为120欧姆的通信电缆和低阻率的电缆将各检测器与工业计算机上的光隔离的RS2 32转RS485的通信接口模块和整流滤波处理单元相连接。
如图2、4所示，避雷器泄漏电流检测器3由信号采集板和数据处理部分组成，信号采集板由传感器信号调理模块9、模拟信号光电隔离模块10、信号滤波、放大模块11、动作次数采集模块12、动作信号光电隔离模块13、电平变换电路14组成，电平变换电路14的输出端分别给光藕两边供电，传感器信号调理模块9的输出端与模拟信号光电隔离模块10的输入端相连，模拟信号光电隔离模块10的输出与信号滤波、放大模块的输入端相连，信号滤波、放大模块11的输出进入数据采集；动作次数采集模块12的输出端与动作信号光电隔离模块13的输入端相连，动作信号光电隔离模块13的输出进入数据采集。
如图3、5所示，SF6开关微水检测器6由数据采集模块15、监控电路模块16、电源模块17、光电隔离通信模块18、湿度传感器信号分配模块19、显示模块20、压力传感器信号调理模块21组成，电源模块17为处理器、运算放大器、传感器提供电源独立电源，湿度传感器信号分配模块19和压力传感器信号调理模块21的输出接到数据采集模块15，监控电路模块16监控数据采集模块15的运行状态，数据采集模块15的输出端与光电隔离通信模块18的输入端连接，同时数据采集模块15的输出端与显示模块20的输入端连接。
本实用新型的各模块的工作情况如下：
A、上位计算机
上位计算机1安装有变电站高压设备实时在线监控软件，通过PC机的RS232通信接口对各检测器进行轮巡，对避雷器信息、电流互感器信息、电压互感器信息、SF6开关微水信息和环境温度进行实时监控，可对这些检测项进行实时数据显示、实时曲线显示、历史数据记录、历史曲线显示、历史数据查询、历史事件显示和历史事件查询。
B、避雷器泄漏电流检测器
在避雷器泄漏电流及动作记录器上加装一串芯电流互感器，将互感器的输出再用线性光藕进行隔离，进入低通滤波电路，进行模数转换送到计算机处理。将低通滤波电路的输出信号与一电压进行比较，如大于该电压则避雷器动作计数，比较器的输出信号保持知道CPU读到后才复位。避雷器动作次数保存在EEPROM内，每次避雷器动作时将该值加一，送到计算机处理，计算机显示、保存泄漏电流值和动作次数，对泄漏电流值超限、电流增流超限报警。
C、电流互感器电流检测器
在电流互感器的末屏电流与地之间加一串芯电流互感器，将互感器的输出再用线性光藕进行隔离，进入低通滤波电路，进行模数转换，送到计算机处理。计算机显示电流值，对泄漏电流值超限报警。
D、电压互感器泄漏电压检测器
在电压互感器上接入泄漏电压检测器5，将互感器的输出特性用光藕进行隔离，进入低通滤波电路，进行模数转换后送到计算机1处理，计算机1显示电压值，对电压值超过上下限进行报警。将任一相与其余两相相减取绝对值与压差阀值比较，超限报警。
E、SF6开关微水检测器
在开关设备的充气口接入一采样气室，采样气室上装有压力传感器和低露点传感器，压力传感器的输出信号经滤波放大后ADC转换，露点传感器的数据口经接口转换后送给单片机，单片机对压力信号进行数字滤波和数据变换后得到绝对压力值，然后计算出微水含量，由微水含量计算出常压露点。将压力值、微水含量、常压露点送给计算机1处理和现场LED显示，对压力超过上下限报警，微水超过上下限报警。
F、环境温、湿度检测器
采用半导体温度传感器和电容式湿度传感器经滤波、放大给ADC，由单片机数字滤波、数据变换后送给上位计算机。
本实用新型的工作原理如下：上位计算机1通过光隔离通信接口单元2向各检测器查询数据，将数据显示、保存、查询、曲线化，与阀值相比较后决定是否报警。检测器将传感器的信号经过变换后处理成数字信号，以一定的通信协议与计算机通信。设备维护人员根据计算机上的报警记录和历史数据进行分析采取相应的措施，真正做到对设备的保养和维护实行状态检修，消除安全隐患，保证安全生产。

Claims (3)

1、一种变电站高压设备实时在线监测装置，其特征在于：它由上位计算机(1)、光隔离通信接口单元(2)、电源单元(8)、避雷器泄漏电流检测器(3)、电流互感器泄漏电流检测器(4)、电压互感器电压检测器(5)、SF6开关微水检测器(6)以及环境温、湿度检测器(7)组成，避雷器泄漏电流检测器(3)、电流互感器泄漏电流检测器(4)、电压互感器电压检测器(5)、SF6开关微水检测器(6)以及环境温、湿度检测器(7)均通过总线和通信接口与光隔离通信接口单元(2)连接，光隔离通信接口单元(2)通过导线与上位计算机(1)电连接，电源单元(8)集中供电。
2、根据权利要求1所述的变电站高压设备实时在线监测装置，其特征在于：避雷器泄漏电流检测器(3)由信号采集板和数据处理部分组成，信号采集板由传感器信号调理模块(9)、模拟信号光电隔离模块(10)、信号滤波、放大模块(11)、动作次数采集模块(12)、动作信号光电隔离模块(13)、电平变换电路(14)组成，电平变换电路(14)的输出端分别给光藕两边供电，传感器信号调理模块(9)的输出端与模拟信号光电隔离模块(10)的输入端相连，模拟信号光电隔离模块(10)的输出与信号滤波、放大模块的输入端相连，信号滤波、放大模块(11)的输出进入数据采集；动作次数采集模块(12)的输出端与动作信号光电隔离模块(13)的输入端相连，动作信号光电隔离模块(13)的输出进入数据采集。
3、根据权利要求1或2所述的变电站高压设备实时在线监测装置，其特征在于：SF6开关微水检测器(6)由数据采集模块(15)、监控电路模块(16)、电源模块(17)、光电隔离通信模块(18)、湿度传感器信号分配模块(19)、显示模块(20)、压力传感器信号调理模块(21)组成，电源模块(17)为处理器、运算放大器、传感器提供电源独立电源，湿度传感器信号分配模块(19)和压力传感器信号调理模块(21)的输出接到数据采集模块(15)，监控电路模块(16)监控数据采集模块(15)的运行状态，数据采集模块(15)的输出端与光电隔离通信模块(18)的输入端连接，同时数据采集模块(15)的输出端与显示模块(20)的输入端连接。
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EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

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Contract record no.: 2008320000792

Denomination of utility model: Real time on-line monitor for higt voltage equipment of transforming station

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