专利名称：利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置的制作方法
技术领域：
利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置技术领域[0001]本实用新型属于变电站输供配电布线系统技术领域，涉及一种对母线振动状态的监控装置，特别是涉及一种利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置。
背景技术：
[0002]随着我国经济的高速发展，供用电容量大幅攀升，变压器低压侧额定电流也在不断加大。目前，IIOKV及220KV变压器单台容量达120MVA，低压侧母线电压为6.3KV 35KV，工作电流高达2000A 11000A。同时，我国单台容量125MW及以下的火力发电机组正处于逐渐关停中。200MW、300MW及600MW机组成为主流发电设备，其相应出口电压分别为15.75KV、18KV及20KV，出口电流分别为8625A、11320A及19000A。常规矩形母线在技术和结构上，已经无法满足在上述大电流下母线发热和短路电动力的要求。同时，集肤效应系数及附加损耗的增大，带来传统矩形母线载流能力的大幅下降，严重影响并制约变电站的安全运行。新型干式绝缘管型母线因其容量大、体积小和节能等优点正取代常规的矩形母线，在电力系统中得到越来越广泛的应用。[0003]尽管这种新型干式绝缘管型母线具有诸多优点，但是接头工艺的好坏和大电流工作状态下电动力的影响可能导致接头处接触电阻的增加，使得接头温升过大，影响母线的安全运行。新型的全绝缘母线因其容量大、体积小和节能等优点正取代常规的矩形母线，在电力系统中得到越来越广泛的应用。变电站内的全绝缘母线通常由单根母线串接而成，接头工艺的好坏会影响接头的电阻，进而影响母线的工作温升；母线在电动力的作用下可能发生机械共振，严重时导致母线的断裂。因此，温升和振动是影响母线安全运行的主要因素。[0004]大电流全绝缘母线在长期运行过程中母线连接处会因电磨损、机械操作和短路电动力引起的机械振动等原因，使接触条件恶化，接触电阻增加，引起接触点的温度升高，严重时甚至导致母线的断裂，母线振动危害母线的安全运行。因此需要对母线的振动状态要实时监控。实用新型内容[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置，用于解决现有技术中无法实时监控母线的振动状态的问题。[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置，所述实现母线振动状态的监控装置包括:[0007]安装在全绝缘母线的绝缘层外面，感应全绝缘母线的振动信号、并定时采集读取振动信号的数据信息的母线振动感应采集模块；其中，所述母线振动感应采集模块包括感应采集大电流全绝缘母线前端的振动信号的多个数字振动传感器测量单元和定时采集读取所述数字振动传感器测量单元输出的振动信号的数据信息的多个单片机采集单元；[0008]与所述母线振动感应采集模块无线连接，无线接收数据信息、重新封装数据信息，最后发送数据信息的监测数据集中单元；[0009]与所述监测数据集中单元通过通信接口连接，管理、存储、分析、监控、判断接收到的数据信息的监测数据处理服务器。[0010]优选地，所述数字振动传感器测量单元和单片机采集单元安装在全绝缘母线的绝缘层外面。[0011]优选地，所述数字振动传感器测量单元和单片机采集单元的数目由需监控振动状态的全绝缘母线的数目决定。[0012]优选地，所述数字振动传感器测量单元与所述单片机采集单元相连接。[0013]优选地，所述监测数据处理服务器与所述监测数据集中单元之间的通信接口为RS485。[0014]优选地，所述数字振动传感器测量单元感应全绝缘母线的振动信号，所述单片机采集单元定时采集读取所述数字传感器测量单元在X、Y、Z轴输出的振动信号的数据信息。[0015]如上所述，本实用新型所述的利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置，具有以下有益效果:[0016]1、实现了全绝缘母线振动状态的实时监测和早期预警；[0017]2、提高了全绝缘母线的智能化水平和运行的安全性；[0018]3、增加了检测的可靠性。[0019]4、提高了供电可靠性。
[0020]图1显示为本实用新型的利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置的示意图。[0021]元件标号说明[0022]I母线振动感应采集模块[0023]2监测数据集中单元[0024]3监测数据处理服务器[0025]11数字振动传感 器测量单元[0026]12单片机采集单元具体实施方式
[0027]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。[0028]请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。[0029]本实用新型是基于信号传感、测量和无线通讯技术对母线的振动状态实施监控。[0030]本实施例提供一种利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置，所述监控装置如图1所示，包括:母线振动感应采集模块1、监测数据集中单元2、以及监测数据处理服务器3。其中所述母线振动感应采集模块I包括多个数字振动传感器测量单元11，和多个单片机采集单元12，有几个数字振动传感器测量单元11就有几个单片机采集单元12，而所述数字振动传感器测量单元11和单片机采集单元12的数目是由需监控振动状态的全绝缘母线数目决定的，也就是说，有几条需监控振动状态的全绝缘母线，就会有多少个数字振动传感器测量单元11和单片机采集单元12。[0031]由于全绝缘母线在大电流的情况下会发生振动，而会给母线的安全运行带来极大危害，因此，所述母线振动感应采集模块I安装在大电流全绝缘母线的绝缘层外面，所述母线振动感应采集模块I用于感应全绝缘母线的振动信号，并且定时采集读取振动信号的数据信息。[0032]也就是说，将所述母线振动感应采集模块I中包括的多个数字传感器测量单元11和与多个数字传感器测量单元11分别连接的单片机采集单元12安装在大电流全绝缘母线绝缘层外面。在本实施例中，其中，所述数字传感器测量单元11用于感应采集大电流全绝缘母线前端的振动信号，本实施例中，所述数字传感器测量单元11为数字加速度传感器，而数字加速度传感器可采用飞思卡尔MMA7455数字加速度传感器模块，用于感应全绝缘母线前端的振动信号；所述单片机采集单元12用于定时采集读取所述数字传感器测量单元11输出的振动信号的数据信息，并将采集到的数据信息传输出去。所述单片机采集单元12也就是利用内部的单片机，即SPI接口采集读取所述数字加速度传感器模块的X、Y、Z轴输出的振动信号的数据信息，并通过无线数据通信方式将采集读取到的数据信息发送至所述监测数据集中单元2。[0033]所述监测数据集中单元2与所述母线振动感应采集模块I无线地连接，所述监测数据集中单元2用于无线地接收数据信息、重新封装，最后将数据信息发送出去。具体地，所述监测数据集中单元2从所述单片机采集单元12接收到振动信号的数据信息，并将所述数据信息重新封装，通过RE-485通信接口将该数据信息发送至监测数据处理服务器3。所述监测数据集中单元2可使用工频220V交流电源供电，也可使用直流220V电源。[0034]所述监测数据处理服务器3与所述监测数据集中单元2通过通信接口连接，所述监测数据处理器3用于管理、存储、分析、监控、判断接收到的数据信息，在本实施例中，所述监测数据处理服务器与所述监测数据集中单元之间的通信接口为RS485。所述监测数据处理服务器3接收所述监测数据集中单元2转发来的数据信息，实时查看所述数据信息，根据这些数据信息分析全绝缘母线在工作中的安全状态，同时所述监测数据处理器3可以存储历史的振动信号的数据信息，用于作为全绝缘母线振动的参考，并可以出报表打印，为母线运行提供分析数据，最后判断全绝缘母线是否出现故障，如出现故障，分析故障位置，发出早期预警。[0035]本实用新型所述的利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置，数字化智能传感器和无线数据传输的技术，将智能传感器安装于全绝缘母线的绝缘层外面，并就地进行数字化对全绝缘母线的振动情况实施监控，实现母线运行状态的监测与早期预警，提高母线的智能化水平和运行的安全性。通过对母线实施状态监测，实现母线的智能化，符合当前智能电网对于电气设备智能组件化的需求；可使电力系统大大减少用于设备检修的费用，减少停电时间，使供电可靠性得到很大提高，大大提高信号检测的抗干扰性能。本实用新型通过对全绝缘母线的振动状态实时监控以判断母线接头是否产生故障，并确定全绝缘母线的故障位置，以便尽早发出预警，早些指导维修。[0036]综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。[0037]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
权利要求1.种利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置，其特征在于，所述实现母线振动状态的监控装置包括: 安装在全绝缘母线的绝缘层外面，感应全绝缘母线的振动信号、并定时采集读取振动信号的数据信息的母线振动感应采集模块；其中，所述母线振动感应采集模块包括感应采集大电流全绝缘母线前端的振动信号的多个数字振动传感器测量单元和定时采集读取所述数字振动传感器测量单元输出的振动信号的数据信息的多个单片机采集单元； 与所述母线振动感应采集模块无线连接，无线接收数据信息、重新封装数据信息，最后发送数据信息的监测数据集中单元； 与所述监测数据集中单元通过通信接口连接，管理、存储、分析、监控、判断接收到的数据信息的监测数据处理服务器。
2.据权利要求1所述的利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置，其特征在于:所述数字振动传感器测量单元和单片机采集单元安装在全绝缘母线的绝缘层外面。
3.据权利要求2所述的利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置，其特征在于:所述数字振动传感器测量单元和单片机采集单元的数目由需监控振动状态的全绝缘母线的数目决定。
4.据权利要求2所述的利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置，其特征在于:所述数字振动传感器测量单元与所述单片机采集单元相连接。
5.据权利要求1所述的利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置，其特征在于:所述监测数据处理服务器与所述监测数据集中单元之间的通信接口为RS485。
6.据权利要求1所述的利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置，其特征在于:所述数字振动传感器测量单元感应全绝缘母线的振动信号，所述单片机采集单元定时采集读取所述数字传感器测量单元在X、Y、Z轴输出的振动信号的数据信息。
专利摘要本实用新型提供一种利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置，监控装置包括安装在全绝缘母线的绝缘层外面，感应全绝缘母线的振动信号、并定时采集读取振动信号的数据信息的母线振动感应采集模块；与母线振动感应采集模块无线连接，无线接收数据信息、重新封装数据信息，最后发送数据信息的监测数据集中单元；与监测数据集中单元通过通信接口连接，管理、存储、分析、监控、判断接收到的数据信息的监测数据处理服务器。本实用新型所述的利用数字加速度传感器实现母线振动状态的监控装置通过对全绝缘母线的振动状态实时监控以判断母线接头是否产生故障，并确定全绝缘母线的故障位置，以便尽早发出预警，早些指导维修。
文档编号G01H1/00GK202928684SQ20122064530
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者钱庆林, 陈晓红, 赵锐, 张建峰, 刘宗杰, 赵洪振, 段君, 朱亭, 郑超, 李开灿 申请人:山东电力集团公司济宁供电公司, 国家电网公司