电流互感器运行状态监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供的一种电流互感器运行状态监测系统，包括用于监测电流互感器运行参数的监测单元、与所述监测单元输出端连接的处理单元、与所述处理单元连接的输出单元以及与所述处理单元连接的调度中心；所述监测单元至少包括两个温度传感器、设置于电流互感器的振动传感器、连接于电流互感器的二次侧的电流检测模块以及连接于电流互感器的二次侧的电压检测模块，其中一温度传感器设置于电流互感器，另一温度传感器设置于电流互感器所处的环境之中并与电流互感器具有设定的距离，能够综合全面地对电流互感器的运行状态进行实时监测，并且能够准确判断电流互感器的故障是否为二次侧开路引起或者其他原因引起的，保证电力系统持续稳定地运行。
【专利说明】电流互感器运行状态监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力设备的监测系统，尤其涉及一种电流互感器运行状态监测系统。
【背景技术】
[0002]电流互感器是电力供应中常用到的设备之一，在供电过程中起到至关重要的作用，其主要用途主要是用于保护以及测量。电流互感器在使用过程中使严禁二次侧开路，二次侧开路存在如下的危害:电流互感器的二次侧开路，那么电流互感器的一次侧的电流全部用于励磁，使得电流互感器的铁芯严重饱和，交变的磁通在二次侧的线圈上感应出极高的电压，其峰值可高达几千伏甚至上万伏，因此将带来严重的危害，比如:触点事故、电流互感器烧坏、差动保护或者零序电流保护因不平衡电流误动等，因此，需要对电流互感器的二次侧开路进行监控，随时掌握电流互感器的工作状况。
[0003]然而，虽然现有技术中存在对电流互感器进行监测的装置，比如监测二次侧电流或者二次测电压，或者通过观察电流互感器的二次测是否存在放电现象，或者观察电流互感器的温度以及是否有异味的产生等，但是上述的各方式并不能准确判断是否为电流互感器的二次测出现开路，如二次测判断错误，则会引起连锁反应，比如保护的误动，甚至通过停电处理来消除电流互感器的二次侧开路故障，从而造成供电中断，导致供电运行不稳定；而且，在电流互感器的运行中，需要对电流互感器的整体状态进行准确把握，才能保证供电持续稳定。
[0004]因此，需要提出一种对电流互感器的运行状态进行监测的系统，能够综合全面地对电流互感器的运行状态进行实时监测，并且能够准确判断电流互感器的故障是否为二次侧开路，避免由于电流互感器的故障带来的安全隐患及供电事故，保证电力系统持续稳定地运行。
实用新型内容
[0005]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种电流互感器运行状态监测系统，能够综合全面地对电流互感器的运行状态进行实时监测，并且能够准确判断电流互感器的故障是否为二次侧开路，避免由于电流互感器的故障带来的安全隐患及供电事故，保证电力系统持续稳定地运行。
[0006]本实用新型提供的一种电流互感器运行状态监测系统，包括用于监测电流互感器运行参数的监测单元、与所述监测单元输出端连接的处理单元、与所述处理单元连接的输出单元以及与所述处理单元连接的调度中心；
[0007]所述监测单元至少包括两组温度传感器、设置于电流互感器的振动传感器、连接于电流互感器的二次侧的电流检测模块以及连接于电流互感器的二次侧的电压检测模块，其中一组温度传感器设置于电流互感器，另一组温度传感器设置于电流互感器所处的环境之中并与电流互感器具有设定的距离。
[0008]进一步，所述处理单元包括输入端与所述监测单元输出端连接的前置处理电路以及与所述前置处理电路的输出端连接的中央处理电路，所述中央处理电路与调度中心连接。
[0009]进一步，所述处理单元还包括编码电路，所述编码电路与中央处理电路连接。
[0010]进一步，所述前置处理电路包括放大电路、输入端与所述放大电路输出端连接的滤波电路、与所述滤波电路的输出端连接的模数转换电路、输入端与所述模数转换电路的输出端连接信号采集电路以及输入端与所述信号采集电路的输出端连接的前置微处理电路，所述前置微处理电路的输出端与所述中央处理单元连接，所述放大电路的输入端与所述温度传感器、振动传感器、电流检测模块以及电压检测模块的输出端连接。
[0011]进一步，所述输出单元包括与中央处理电路连接的输出接口、与所述中央处理电路连接的报警器以及与所述中央处理电路连接的显示器。
[0012]进一步，所述监测系统还包括图像采集单元，所述图像采集单元包括用于采集电流互感器外部图像的摄像头以及与所述摄像头的输出端连接的图像处理电路，所述图像处理电路的输出端与所述中央处理电路连接。
[0013]进一步，所述处理单元与调度中心通过无线的方式进行连接并进行数据交互。
[0014]进一步，所述处理单元的中央处理电路通过无线传输模块与调度中心连接，其中无线传输模块采用以太网模块或移动数据传输模块。
[0015]本实用新型的有益效果:本实用新型的电路互感器运行状态监测系统，能够综合全面地对电流互感器的运行状态进行实时监测，并且能够准确判断电流互感器的故障是否为二次侧开路引起或者其他原因引起的，避免由于电流互感器的故障带来的安全隐患及供电事故，保证电力系统持续稳定地运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述:
[0017]图1为本实用新型的原理框图。
【具体实施方式】
[0018]图1为本实用新型的原理框图，如图所示，本包括用于监测电流互感器运行参数的监测单元、与所述监测单元输出端连接的处理单元、与所述处理单元连接的输出单元以及与所述处理单元连接的调度中心；
[0019]所述监测单元至少包括两组温度传感器、设置于电流互感器的振动传感器、连接于电流互感器的二次侧的电流检测模块以及连接于电流互感器的二次侧的电压检测模块，其中一组温度传感器设置于电流互感器，另一组温度传感器设置于电流互感器所处的环境之中并与电流互感器具有设定的距离，该设定距离可以根据实际情况进行设置，并且以防止电流互感器本身发热对设置于电流互感器所处环境中的温度传感器监测结果造成影响为设定原则；当然，每组温度传感器至少包含一个温度传感器，每组温度传感器也可以根基实际需要设置三个，四个甚至更多，根据实际需要进行选择，图1中，设置于电流互感器的一组温度传感器用温度传感器A表示，设置于电流互感器所处的环境之中的一组温度传感器用温度传感器B表示，本实用新型的电路互感器运行状态监测系统，能够综合全面地对电流互感器的运行状态进行实时监测，并且能够准确判断电流互感器的故障是否为二次侧开路引起或者其他原因引起的，避免由于电流互感器的故障带来的安全隐患及供电事故，保证电力系统持续稳定地运行，其中电流检测模块以及电压检测模块均采用现有的电路实现，电压检测模块还应设置过压保护电路，防止电压检测模块损坏。
[0020]本实施例中，所述处理单元包括输入端与所述监测单元输出端连接的前置处理电路以及与所述前置处理电路的输出端连接的中央处理电路，所述中央处理电路与调度中心连接，其中，中央处理电路采用现有的单片机，比如AVR单片机、89C51单片机等，通过搭载现有的程序均可实现本实用新型的目的，当然，中央处理电路也可以采用现有的集成芯片。[0021 ] 本实施例中，所述处理单元还包括编码电路，所述编码电路与中央处理电路连接，由于在实际使用中电流互感器并不止一个，一个变电站或者变电中心均有多个电流互感器，通过编码电路的作用，当本系统监测到的数据传输到中央处理电路后，由中央处理电路将监测数据和编码电路输出的编码进行调制后发送到调度中心，便于对具体的电流互感器的位置进行准确判断，并及时作出最合理的救援计划以指导工作人员排除故障。
[0022]本实施例中，所述前置处理电路包括放大电路、输入端与所述放大电路输出端连接的滤波电路、与所述滤波电路的输出端连接的模数转换电路、输入端与所述模数转换电路的输出端连接信号采集电路以及输入端与所述信号采集电路的输出端连接的前置微处理电路，所述前置微处理电路的输出端与所述中央处理单元连接，所述放大电路的输入端与所述温度传感器、振动传感器、电流检测模块以及电压检测模块的输出端连接；
[0023]其中，放大电路、滤波电路、信号采集电路以及模数转换电路均优先采用现有的多通道电路，也可以根据实际监测单元各检测设备一一对应设置相应的，放大电路、滤波电路、信号采集电路以及模数转换电路；
[0024]前置微处理电路采用现有的单片机，比如AVR单片机，AT89S51单片机或者ARM单片机均可，也可以采用现有的集成电路。
[0025]本实施例中，所述输出单元包括与中央处理电路连接的输出接口、与所述中央处理电路连接的报警器以及与所述中央处理电路连接的显示器，通过输出单元的作用，可以使各变电站的工作人员及时掌握电流互感器的工作状况，并且在收到报警信息后立即作出排除故障准备，对于易于排除的故障，比如接线端子松动、积尘严重等可以立即执行故障排出，但是对于二次侧开路时需要停电操作等，则需要调度中心的指示后才能动作，输出接口可以是中央处理电路与外接设备连接，比如存储器、电脑或者其他设备。
[0026]本实施例中，所述监测系统还包括图像采集单元，所述图像采集单元包括用于采集电流互感器外部图像的摄像头以及与所述摄像头的输出端连接的图像处理电路，所述图像处理电路的输出端与所述中央处理电路连接，其中，摄像头并不止一个，可以设置多个，根据监测的位置及视角由工作人员进行选择，图像处理电路采用现有的单片机搭载现有的程序进行处理。
[0027]本实施例中，所述处理单元与调度中心通过无线的方式进行连接并进行数据交互，所述处理单元的中央处理电路通过无线传输模块与调度中心连接，其中无线传输模块采用以太网模块或移动数据传输模块，通过无线传输的方式，能够避免复杂的线路连接，并且降低成本，并能够保证数据的实时性，移动数据传输模块如3G模块或者4G模块等。
[0028]本实用新型的工作原理:
[0029]电流互感器运行时，由监测单元的各设备监测电流互感器的相关参数:
[0030]如振动传感器输出的振动信号到前置微处理电路，如振动出现异常，比如振动波动较大，则前置微处理电路输出振动异常信号到中央处理电路，并且前置微处理电路判断温度传感器输出信号是否异常，并且判断电流检测电路以及电压检测电路是否存在异常，并将上述的各检测结果均传输到中央处理电路，如只有振动传感器输出的信号异常，其余均正常，则说明振动来自于外界，比如在做其他设备检修的时候产生的振动，中央处理电路不作出汇报指令，但是中央处理电路输出报警信息将前置微处理电路的检测信号同步传输到调度中心；
[0031]如设置于电流互感器的温度传感器输出的温度信号异常，而其他信号正常，则前置微处理电路获取图像采集单元输出的图像信息，并将上述的各信息同步到中央处理电路中，由工作人员检查电流互感器的接线端子是否松动或者积尘严重，如是，则采取清楚措施，中央处理电路以及汇报指令但输出报警信息，并同步监测信息到调度中心，如所有温度传感器的温度出现异常，并通过图像信息判断是否有外界因素造成异常，比如冬天，设置于环境的温度传感器输出的温度较低(与环境温度相等)，而设置于电流传感器的温度传感器输出的温度较高，则说明电流互感器的接线端子或者其他连接部位出现覆冰故障或者电流互感器过载等，工作人员立即执行故障清理，并且图像采集单元还可以监测电流互感器的接线端子是否经常出现放电现象，比如通过出现火花进行判断，以此提醒工作人员注意电流互感器的绝缘防护，避免因为绝缘老化而引起电流互感器故障，并及时排除放电现象产生的诱因。
[0032]如设置于电流互感器的温度传感器输出的温度信息异常，震动传感器的振动出现异常，且电流检测电路无电流输出且电压检测电路的电压突变，则前置微处理电路立即将所有信息传送到中央处理电路，并由中央处理电路作出电流互感器二次侧开路的指令，立即报警，并作出汇报指令，请求调度中心立即作出应急指令，并且同步将图像采集单元的所有图像信息传输到调度中心，观察是否出现冒烟状况，并且中央处理电路根据调度中心反馈的指令输出不同的报警信息并通过显示器显示，如中央处理电路在设定时间内未收到调度中心的反馈指令，则输出立即执行指令，由变电站的工作人员作出应急处理，比如停电处理。
[0033]如振动传感器、电流检测模块以及电压检测模块均无输出，而设置于电流互感器的温度传感器输出偏低，则证明电流互感器的一次侧出现故障，中央处理电路输出报警信息，并将信息同步到调度中心。
[0034]以上的工作原理仅仅对较为典型的故障进行了说明，可以根据实际需要设定故障报警信号，也就是说通过中央处理电路接收到监测单元输出的各个信号的不同组合，并根据信号的异常状况来进行报警，均能够达到对电流互感器的运行状态进行实时有效的监测，在此不加以一一说明。
[0035]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种电流互感器运行状态监测系统，其特征在于:包括用于监测电流互感器运行参数的监测单元、与所述监测单元输出端连接的处理单元、与所述处理单元连接的输出单元以及与所述处理单元连接的调度中心； 所述监测单元至少包括两组温度传感器、设置于电流互感器的振动传感器、连接于电流互感器的二次侧的电流检测模块以及连接于电流互感器的二次侧的电压检测模块，其中一组温度传感器设置于电流互感器，另一组温度传感器设置于电流互感器所处的环境之中并与电流互感器具有设定的距离。
2.根据权利要求1所述电流互感器运行状态监测系统，其特征在于:所述处理单元包括输入端与所述监测单元输出端连接的前置处理电路以及与所述前置处理电路的输出端连接的中央处理电路，所述中央处理电路与调度中心连接。
3.根据权利要求2所述电流互感器运行状态监测系统，其特征在于:所述处理单元还包括编码电路，所述编码电路与中央处理电路连接。
4.根据权利要求3所述电流互感器运行状态监测系统，其特征在于:所述前置处理电路包括放大电路、输入端与所述放大电路输出端连接的滤波电路、与所述滤波电路的输出端连接的模数转换电路、输入端与所述模数转换电路的输出端连接信号采集电路以及输入端与所述信号采集电路的输出端连接的前置微处理电路，所述前置微处理电路的输出端与所述中央处理单元连接，所述放大电路的输入端与所述温度传感器、振动传感器、电流检测模块以及电压检测模块的输出端连接。
5.根据权利要求2所述电流互感器运行状态监测系统，其特征在于:所述输出单元包括与中央处理电路连接的输出接口、与所述中央处理电路连接的报警器以及与所述中央处理电路连接的显示器。
6.根据权利要求2-5任一权利要求所述电流互感器运行状态监测系统，其特征在于:所述监测系统还包括图像采集单元，所述图像采集单元包括用于采集电流互感器外部图像的摄像头以及与所述摄像头的输出端连接的图像处理电路，所述图像处理电路的输出端与所述中央处理电路连接。
7.根据权利要求6所述电流互感器运行状态监测系统，其特征在于:所述处理单元与调度中心通过无线的方式进行连接并进行数据交互。
8.根据权利要求7所述电流互感器运行状态监测系统，其特征在于:所述处理单元的中央处理电路通过无线传输模块与调度中心连接，其中无线传输模块采用以太网模块或移动数据传输模块。
【文档编号】G01R31/02GK204241588SQ201420680250
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】廖玉祥, 成涛, 王平平, 印华, 杨扬, 杜茗茗, 张午阳, 陈俊吉, 袁健, 向彬 申请人:国家电网公司, 国网重庆市电力公司