专利名称：换流站接地极设备监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及直流输电工程中换流站接地极设备的成套监测技术。
背景技术：
直流输电工程运行方式复杂，其中换流站的接地极设备对直流输电工程的安全运行起着决定作用。接地极场地远离换流站，并且无人值守，目前也有相关的监测手段，每次对接地极场地设备状态的确认均需要人工完成，然而现在依靠人工确认已经无法满足换流站的及时、准确、可靠的运行要求了，并且由于共用接地极场地设备简单，安装位置偏远，以致于现场无法提供可靠的外接电源。目前用于变电站的视频监控系统如图1所示，其工作电源采用变电站内可靠的站用电源系统，其配置摄像机和开关量探头将相关的信息上送至网络交换机，再由网络交换机发送至站端监控工作站，其中信息的传送均通过光纤或网线介质。由此可见，该监控系统依赖于变电站内完善的站用电源系统、监测信息的传送依赖于独立缚设的近距离通信介质；当该监控系统应用于监测接地极设备时，无法解决电源供应以及缚设远距离通信介质所带来的成本昂贵问题、监测设备安装维护困难。
实用新型内容本实用新型提供一种换流站接地极设备监测系统，采用成套监测技术来解决监测设备的电源供应、远距离通信以及防潮驱潮问题。为达到上述目的，本实用新型采取以下的技术方案换流站接地极设备监测系统，包括接地极设备、监测设备箱和换流站监控系统，接近接地极设备处设有摄像头，在接地极设备上电连接有开关量探头，所述监测设备箱由监测主机、移动通讯单元、蓄电池、发电设备以及用于电能管理的充放电控制器成套箱式组装而成；蓄电池、发电设备分别与充放电控制器电连接，摄像头、开关量探头、监测主机分别与蓄电池电连接；摄像头、开关量探头分别与监测主机有线通信连接，监测主机与移动通讯单元有线通信连接，移动通讯单元与换流站监控系统通过无线通信连接。上述接地极设备监测系统的监测方法如下由摄像头采集接地极设备的开断视频信号、开关量探头采集接地极设备的开断位置信号，该视频信号和开断位置信号通过光纤传输至监测主机，监测主机通过移动通讯单元利用无线通信公网将两信号发送至换流站监控系统，换流站监控系统通过获取的开断视频信号、开断位置信号，再通过将开断视频信号与开断位置信号进行逻辑比较，如状态位置一致，那么向换流站监控系统发送设备状态位置信号，如不一致，则发出报警信号，该逻辑满足电力行业对设备监测判断要求。上述技术方案采用成套技术，有效地将监测设备一一集成于控制箱内，由发电设备提供电能，充放电控制器管理电能，蓄电池充放电后输出电能以提供工作电源，很好地解决了电源供应问题，同时通过无线通信公网的无线监测方法还有效解决了远距离通信问题，降低了使用成本，通过摄像头、开关量探头的视频、位置信号传输以及换流站监控系统对视频、位置信号的比较判断逻辑，实现了对接地极设备的视频监视、设备开断位置的信号监视功能。由于在缺少电源的户外环境下控制箱的防潮、驱潮问题长期困扰电力部门，因此上述技术方案还可以作如下改进将监测设备箱分为上、中、下三个区，下区设有蓄电池，中区设有充放电控制器，上区设有监测主机和移动通讯单元，在上区和中区设有与蓄电池电连接的余电加热器。相邻两个区之间设有余热气体交换口，监测设备箱顶部设有湿气排出口，上区和湿气排出口之间通过余热气体交换口连通，通过余热气体交换口进行热交换，热量利用率更高、生产成本更低。作为三个区之间的另一种热交换方式，也可以在三个区之间设有蓄电池余热管道，蓄电池余热管道的一端与下区连通，另一端伸出箱体外，蓄电池余热管道分别与上区和中区连通。余电加热器由充放电控制器进行控制供电，在电力盈余时对余电加热器供电，对上区和中区设备除湿；利用蓄电池余热用作控制箱内设备加热驱潮的补充，充分利用蓄电池的余热作为分布式加热驱潮装置，既节约能源，又节约空间，同时也使得上述箱式成套组装方式既便于设备安全运行，又节约电能。上述发电设备包括太阳能电池板和风力发电机，太阳能电池板安装于监测设备箱四周，风力发电机安装在监测设备箱上。采用风光互补发电设备能够有效解决设备长时间供电问题，不需要通过新缚设的电力电缆来获取外接电源，节省了成本。本实用新型采用成套监测技术，能够满足电力行业规范的要求，接地极设备箱式设计方便安装及维护，系统运行后能及时、准确、可靠监测设备，并且节省大量设备投资。同时利用蓄电池余热的整体构成方案，既解决了缺少电源的户外环境下控制箱的防潮、驱潮问题，又为安装维护提供方便，节约能源、节省安装空间。另外，换流站监控系统可以配置数量众多的换流站端工作站，通过对视频、位置信号的比较判断逻辑，可以准确反映地极设备状态，并且可以满足运行、管理多部门同时查看。
图1是变电站视频监控系统；图2是本实用新型共用接地极隔离刀监测系统图；图3是图2中监测设备箱的发电设备结构示意图；图4是实施例1监测设备箱除湿结构示意图；图5是实施例2监测设备箱除湿结构示意图。附图标记1_监测设备箱；11_下区；12_中区；13_上区；2_太阳能电池板；3-风力发电机；4-余电加热器；5-余热气体交换口 ；6_湿气排出口 ；7_蓄电池余热管道。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型内容作进一步说明。实施例1如图2所示，本实施例在接地极设备附近安装红外智能摄像头，并将开关量探头与接地极设备电连接，监测设备箱由监测主机、移动通讯单元、蓄电池、采用风力发电机和太阳能电池板发电的发电设备以及用于电能管理的充放电控制器成套箱式组装而成，如图3所示，监测设备箱I的箱体外壳四周兼作太阳能电池板2的光伏支架及移动通讯单元的天线，箱体的顶端安装垂直轴小风机的风力发电机3，风机尺寸和箱体的尺寸协调。如图2所示，蓄电池、发电设备分别与充放电控制器电连接，摄像头、开关量探头、监测主机分别与蓄电池电连接；红外智能摄像头、开关量探头分别与监测主机通过光纤连接，监测主机与移动通讯单元通过10/100M屏蔽双绞线连接,移动通讯单元通过无线通信公网接入Internet与换流站监控系统的服务器连接，再由服务器通过10/100M屏蔽双绞线分别与若干个换流站站端工作站连接。充放电控制器对蓄电池、发电设备、负载设备、余电加热器进行电能管理，负载设备包括红外智能摄像头、开关量探头、采用信号压缩编码的监测主机。本实施例配置的负载设备总功耗约为10W,配置的太阳能电池板选取500W,风力发电机选取600W,蓄电池选取DC24V，500Ah,经过计算在无风无太阳能极端天气情况下，能够正常20天24小时连续运行，满足GB/T 25095-2010《架空输电线路运行状态监测系统》的要求。如图4所示，监测设备箱I内分为上、中、下三个区，下区11为蓄电池区，设有蓄电池；中区12为电源控制管理区，设有充放电控制器；上区13为电气设备区，设有监测主机和移动通讯单元。在上区13和中区12之间、中区12和下区11之间设有与蓄电池电连接的余电加热器4，相邻的两个区之间设有余热气体交换口 5，监测设备箱I的顶部设有湿气排出口 61，上区13与湿气排出口 61之间通过余电加热器4连通，电源控制管理区、电气设备区采用余电加热器4和蓄电池余热除湿余电加热器4由充放电控制器进行控制供电，在电力盈余时对余电加热器供电来对上区13和中区12设备除湿，湿气经余热气体交换口 5流入湿气排出口 61排出箱体外；蓄电池余热经余热气体交换口 5进入上区13和中区12进行加热，湿气经余热气体交换口 5流入湿气排出口 61排出箱体外，蓄电池余热作为箱体内设备加热驱潮的补充，充分利用了蓄电池的余热作为分布式加热驱潮装置，节约了电能。如图2所示，本实用新型的监测方法如下由红外智能摄像头采集接地极设备的开断视频信号、开关量探头采集接地极设备的开断位置信号，该视频信号和开断位置信号通过光纤传输至监测主机，监测主机通过移动通讯单元通过无线通信公网接入Internet将两信号发送至换流站监控系统的服务器，由服务器发送至每个换流站站端工作站，换流站站端工作站通过获取的共用接地极隔离刀的视频、位置信号，再通过将开断视频信号与开断位置信号进行逻辑比较，如状态位置一致，那么向换流站站端工作站发送接地极设备状态位置信号，如不一致，则发出报警信号。实施例2如图5所示，本实施例与实施例1的不同之处在于监测设备箱I的三个区之间设有蓄电池余热管道7，蓄电池余热管道7的一端与下区11连通，另一端伸出箱体外，蓄电池余热管道7分别与上区13和中区12连通，余电加热器4和蓄电池余热对上区13和中区12设备除湿，湿气经蓄电池余热管道7排出箱体外。显然，本实用新型的上述具体实施方式
仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型实施方式的限定，对于本领域技术人员来说，在上述说明的基础上还可以容易地做出其它形式上的变化或者替代，而这些改变或者替代也将包含在本实用新型确定的保护范围之内。
权利要求1.换流站接地极设备监测系统，包括接地极设备，其特征是还包括监测设备箱和换流站监控系统，接近接地极设备处设有摄像头，在接地极设备上电连接有开关量探头，所述监测设备箱由监测主机、移动通讯单元、蓄电池、发电设备以及用于电能管理的充放电控制器成套箱式组装而成；蓄电池、发电设备分别与充放电控制器电连接，摄像头、开关量探头、监测主机分别与蓄电池电连接；摄像头、开关量探头分别与监测主机有线通信连接，监测主机与移动通讯单元有线通信连接，移动通讯单元与换流站监控系统通过无线通信连接。
2.如权利要求1所述的换流站接地极设备监测系统，其特征是所述监测设备箱分为上、中、下三个区，下区设有蓄电池，中区设有充放电控制器，上区设有监测主机和移动通讯单元，在上区和中区设有与蓄电池电连接的余电加热器，相邻两个区之间设有余热气体交换口，监测设备箱顶部设有湿气排出口，上区和湿气排出口之间通过余热气体交换口连通。
3.如权利要求1所述的换流站接地极设备监测系统，其特征是所述监测设备箱分为上、中、下三个区，下区设有蓄电池，中区设有充放电控制器，上区设有监测主机和移动通讯单元，在上区和中区设有与蓄电池电连接的余电加热器；在三个区之间设有蓄电池余热管道，蓄电池余热管道的一端与下区连通，另一端伸出箱体外，蓄电池余热管道分别与上区和中区连通。
4.如权利要求1所述的换流站接地极设备监测系统，其特征是所述发电设备包括太阳能电池板和风力发电机，所述太阳能电池板安装于监测设备箱四周，所述风力发电机安装在监测设备箱上。
专利摘要本实用新型涉及直流输电工程中换流站接地极设备的成套监测技术，提供一种换流站接地极设备监测系统，采用成套监测技术来解决监测设备的电源供应、远距离通信以及防潮驱潮问题。其包括接地极设备、监测设备箱和换流站监控系统，接近接地极设备处设有摄像头，在接地极设备上电连接有开关量探头，所述监测设备箱由监测主机、移动通讯单元、蓄电池、发电设备以及用于电能管理的充放电控制器成套箱式组装而成。监测方法是换流站监控系统通过摄像头采集的开断视频信号以及开关量探头采集的开断位置信号进行逻辑比较来监测接地极设备的状态。本实用新型方便安装及维护，系统运行后能及时、准确、可靠监测设备，并且节省大量设备投资。
文档编号H04N7/18GK202840686SQ20122045961
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者刘红太, 龚天森, 张雪波, 张旭光, 谭茂强, 施世鸿, 徐中亚, 孙帮新, 陈凯华, 夏长根, 杨帆 申请人:中国南方电网有限责任公司超高压输电公司