110kVGIS在線監測系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及智能電網在線監測技術領域，尤其是110kV GIS在線監測系統，主要由智能傳感器、110kV在線監測系統和數據管理終端三部分組成，智能傳感器包括SF6微水密度傳感器、局放傳感器、機械特性位移傳感器和機械特性電流互感器；110kV在線監測系統包括數字化采集模塊、在線監測數據建模計算模塊、flash存儲模塊和對外端口；110kV在線監測系統將智能傳感器獲得的相關數據進行數字化建模、計算以及存儲并保證數據管理終端對其進行訪問。在線監測系統主要針對GIS局部放電、GIS氣體微水狀態、斷路器機械特性的集中監測，并建立起故障診斷模型，進而判斷變壓器老化程度，估計其使用壽命。
【專利說明】
11OkVG IS在線監測系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及智能電網在線監測的技術領域，尤其是IlOkVGIS在線監測系統。
【背景技術】
[0002]智能電網是未來電力系統的發展方向，智能變電站作為其核心部分，對變電站各類設備實現狀態監測，對減小設備的運行維護成本、提高設備運行可靠性、延長設備使用壽命具有重大意義。因此，狀態監測技術成為實現智能變電站的核心技術。狀態監測技術采取連續性與離線監測相結合的方法，應用現代電子合計算機技術、現代分析技術預測設備可能發生的故障，以期達到預支維修和有效維修的目的，對電流設備運行起保障作用。
[0003]GIS全封閉式組合電器是由母線、接地開關、隔離開關、斷路器、互感器、貝類器、出線終端和連接件組成，這些設備都被封閉在充有SF6氣體的金屬接地外殼中。由于GIS的封閉性，早期故障難以發現，因此在線監測能夠及時掌握設備運行情況，對GIS的安全運行意義重大。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是:提供一種IlOkVGIS在線監測系統，主要針對GIS局部放電、GIS氣體微水狀態、斷路器機械特性的集中監測，并建立起故障診斷模型，進而判斷變壓器老化程度，估計其使用壽命。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:IlOkVGIS在線監測系統，主要由智能傳感器、IlOkV在線監測系統和數據管理終端三部分組成，智能傳感器包括SF6微水密度傳感器、局放傳感器、機械特性位移傳感器和機械特性電流互感器；I1kV在線監測系統包括數字化采集模塊、在線監測數據建模計算模塊、flash存儲模塊和對外端口；IlOkV在線監測系統將智能傳感器獲得的相關數據進行數字化建模、計算以及存儲并保證數據管理終端對其進行訪問。
[0006]進一步具體地說，上述技術方案中所述SF6微水密度傳感器用于平衡主汽室與采樣點的濕度;所述局放傳感器通過超高頻傳感器耦合電纜接頭內部局部放電所產生的超高頻電磁波來檢測定位;所述機械特性位移傳感器通過與動觸頭連桿相連的位移傳感器的電壓變化間接的得到行程值并可計算出相應的速度值;所述機械特性電流互感器用于獲取分合閘時線圈電流和電機電流。
[0007]本實用新型的有益效果是:該在線監測系統中的各個技術元件的植入與接入均保證GIS設備本體的安全可靠，不影響原有的電場分布、內部絕緣和機械操作，所有部件集成于一個設備裝置中，實現模塊化、一體化安裝，保證設備的抗干擾和穩定性，適用110KV高壓電柜;可以通過RS485、I2C、A/D等采樣或通訊形式與GIS在線監測系統實現數據采集，通過數據建模、計算分析得出GIS氣體微水狀態、局部放電狀態、機械觸頭行程曲線、分合閘線圈電流波形、儲能電機電流波形、輔助觸點開關狀態等數據，并可以通過標準MODBUS協議與各種數據管理終端通訊，實現當前、歷史數據的比對、分析。
【附圖說明】

[0008]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0009]圖1是本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010]見圖l，110kV GIS在線監測系統，主要針對GIS局部放電、GIS氣體微水狀態、斷路器機械特性的集中監測，并建立起故障診斷模型，進而判斷變壓器老化程度，估計其使用壽命，信息的高度融合和運用110KV在線監測系統進行多信息的綜合分析判斷。主要由智能傳感器、IlOkV在線監測系統和數據管理終端三部分組成，智能傳感器的種類由所需監測的種類、數量、范圍所決定，智能傳感器包括SF6微水密度傳感器、局放傳感器、機械特性位移傳感器和機械特性電流互感器;IlOkV在線監測系統包括數字化采集模塊、在線監測數據建模計算模塊、flash存儲模塊和對外端口。
[0011]GIS局部放電監測采用超高頻法，靈敏度高，檢測范圍廣，超高頻局部放電傳感器安裝在GIS的盆式絕緣子處，由于超高頻信號無法穿透金屬封閉外殼，因此在由金屬材料制成的盆式絕緣子的外圈預留一定區域的非金屬空間，以方便局放傳感器的安裝與檢測。局放傳感器通過超高頻傳感器耦合電纜接頭內部局部放電所產生的超高頻電磁波來檢測定位。GIS內部發送局部放電時，由于放電處電荷迅速轉移，形成持續時間短的電流脈沖(ns級)，并產生頻率分量及其豐富的電磁信號(高達GHz)，通過傳感局部放電所產生的電信號進行局部放電檢測，可以及早發現早期的局部放電。
[0012]GIS氣體微水狀態監測采用對SF6氣體隔離室監測點的密度、微水和溫度的實時監測，通過RS485通信模式與110KV在線監測系統交互，將實時數據整理、保存，方便后臺監控軟件或其他終端設備調用、監測和分析。SF6微水密度傳感器由溫度傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器組成可以確保快速測量和長期穩定工作，經過微循環系統，使得主汽室與采樣點的濕度能夠達到平衡，保證測量的準確性;最后通過RS485輸出信號。
[0013]斷路器機械特性的集中監測通過在斷路器及GIS操動機構的主要部位安裝不同的信號傳感器，實時在線測量和記錄觸頭行程曲線、分合閘線圈電流波形、儲能電機電流波形、輔助觸點開關狀態等參數，通過110KV在線監測系統進行數據分析，計算出分合閘時間、速度等參數，綜合判斷機構的運行狀態及歷史變化趨勢，最后通過RS485傳輸給后臺監控軟件或其他終端設備調用、分析。機械特性位移傳感器是通過與動觸頭連桿相連的位移傳感器的電壓變化，間接的得到行程值，并可計算出現相應的速度值。結合電流互感器，獲取分合閘時相關線圈電流和電機電流。
[0014]該IlOkVGIS在線監測系統的在線監測方法，具體監測步驟如下:
[0015]步驟I:智能傳感器中的SF6微水密度傳感器、局放傳感器、機械特性位移傳感器和機械特性電流互感器分別實現各自的數據采集；
[0016]步驟2:步驟I中采集到的數據傳輸到110KV在線監測系統中進行數據建模、計算以及存儲；UOKV在線監測系統中的數字化采集模塊對智能傳感器獲得的相關數據進行數字化建模，110KV在線監測系統中的在線監測數據建模計算模塊對數字化采集模塊建模后的數據進行計算，I1KV在線監測系統中的flash存儲模塊對在線監測數據建模計算模塊計算后的數據進行存儲；
[0017]步驟3:步驟2中的數據通過110KV在線監測系統中的對外端口傳送到數據管理終端實現不同信息間的演示和分析，數據管理終端對在線監測數據建模計算模塊計算的數據或flash存儲模塊存儲的數據進行訪問。
[0018]110KV在線監測系統通過不同的通訊、數據采集方式把上述傳感器獲得的相關數據進行數字化處理，然后運用不同的建模公式分別計算出GIS內部微水密度、局部放電量、斷路器分合閘時的觸頭行程、速度、開距、分合閘線圈電流及次數等，并將數據存儲到FLASH中，設計存儲FLASH可以保存12個月到18個月數據；同時保證數據管理終端的訪問。數據管理終端以PC端為主要載體，實現系統化、集成化顯示，并可以進行大數據比對分析，高級授權也可進行遠程監控數據。
[0019]以上述依據本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要如權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【主權項】
1.1lOkV GIS在線監測系統，其特征在于:主要由智能傳感器、IlOkV在線監測系統和數據管理終端三部分組成，智能傳感器包括SF6微水密度傳感器、局放傳感器、機械特性位移傳感器和機械特性電流互感器;IlOkV在線監測系統包括數字化采集模塊、在線監測數據建模計算模塊、flash存儲模塊和對外端口； IlOkV在線監測系統將智能傳感器獲得的相關數據進行數字化建模、計算以及存儲并保證數據管理終端對其進行訪問。2.如權利要求1所述的I1kVGIS在線監測系統，其特征在于:所述SF6微水密度傳感器用于平衡主汽室與采樣點的濕度;所述局放傳感器通過超高頻傳感器耦合電纜接頭內部局部放電所產生的超高頻電磁波來檢測定位;所述機械特性位移傳感器通過與動觸頭連桿相連的位移傳感器的電壓變化間接的得到行程值并可計算出相應的速度值;所述機械特性電流互感器用于獲取分合閘時線圈電流和電機電流。
【文檔編號】G01R31/12GK205720541SQ201620556435
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】陳海昆, 唐建中, 蔣亞峰, 顧蕓冉, 王鳳云
【申請人】上海市南電力（集團）有限公司, 上海南華蘭陵電氣有限公司