一种变电站电容器测温预警系统及方法与流程

本发明涉及一种电网技术领域，尤其是涉及一种变电站电容器测温预警系统及方法。

背景技术：

电容器在运行中常常会出现各种故障，这些故障对电力系统的安全正常运行带来了非常大的威胁。电容器在电力运行中比较常见的故障有漏油、绝缘不良、熔断器烧毁，其中危害最大且经常出现的故障是发热引起的电容器故障。发热引起的电容器故障的发热又分为母排连接点发热和电容器外面的熔断器发热，其中又以后者出现可能性更大。

目前对电容器的发热检修主要通过红外成像仪巡检，但红外热像不能测试封闭环境内的温度，及测试结果受季节、时辰和测试设备表面光洁度的影响，红外测试设备昂贵，且不能长时间连续监测高压电气设备的温度。在电容器上有着高压，周围有很强的电磁干扰，导致传统的探测器误报、漏报的现象时常发生。为此，需要高可靠、高性能的温度传感器对电容器的温度进行实时有效监测，避免设备烧毁及停电事故发生。另外目前测温设备并不能检测电容器内具体方位温度。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术中测温设备无法长时间连续监测、成本高、容易受干扰、无法检测电容器内具体方位温度的问题，提供了一种变电站电容器测温预警系统及方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种变电站电容器测温预警系统，包括温度检测端、中转端、用户端，温度检测端包括若干检测电容器表面温度的表面无线测温单元和检测电容器内部具体方位温度的内部无线测温单元，用户端包括有具有各电容器内部结构分布图的结构管理单元、根据信息判断故障区域的比较处理单元和进行报警的预警单元，表面无线测温单元和内部无线测温单元分别与中转单元通过无线相连，中转单元与用户端的比较处理单元相连，结构管理单元和预警单元分别与处理单元相连。

本发明结合了无线通讯技术，温度检测端无需排布线路，更方便与现场安装。温度检测单元包括内部和外部两个测温单元，能采集显示温度变化，及时检测出温度异常情况，进行及时预警，实现用户足不出户就掌握电容器柜整体发热状况。且内部和外部两个测温单元相互配合还能准确检测出电容器温度异常区域，并根据电容器内部结构预判出温度异常的结构并进行报警。

作为一种优选方案，所述表面无线测温单元包括若干设置于电容器表面上的温度传感器单元，以及相对应的第一无线传输单元，温度传感器单元与第一无线传输单元相连，第一无线传输单元与中转端相连。表面无线测温单元用于检测电容器表面的温度，并通过无线方式将信息传送给中转端。

作为一种优选方案，所述内部无线测温单元包括光学测温单元、第二无线传输单元，光学测温单元设置在能进行全方位旋转的旋转底座上，光学测温单元与第二无线传输单元相连，第二无线传输单元与中转端相连。本方案通过光学测温单元对电容器内部具体方位进行温度检测，能更准确检测出温度异常区域。

作为一种优选方案，所述旋转底座包括水平旋转的第一云台和安装在第一云台上垂直旋转的第二云台，光学测温单元安装在第二云台上。旋转底座能进行水平垂直全方位旋转，使得光学测温单元能检测电容器内各方位的温度。

作为一种优选方案，中转单元包括若干无线接收单元、数据采集单元、数据管理单元，表面无线测温单元、内部无线测温单元通过无线方式与无线接收单元相连，无线接收单元与数据采集单元相连，数据采集单元与数据管理单元相连，数据管理单元与用户端相连。本方案通过无线方式接收温度检测端信息，数据管理单元用于进行数据传输，同时对内部无线测温单元工作进行控制。在接收到表面无线测温单元异常信息时，启动与表面无线测温单元相对应的内部无线测温单元开始工作。无线接收单元并不与表面无线测温单元、内部无线测温单元一一对应，只要表面无线测温单元、内部无线测温单元在其接收范围内就与之相连。

作为一种优选方案，还包括云服务端，云服务端通过网络与中转端相连。云服务器端能对数据进行存储，并能供用户进行访问。

作为一种优选方案，温度传感器单元包括信号放大器u1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电容c1、电容c2，信号放大器u1正相输入端分别与电阻r1一端、电阻r2一端、电容c1一端相连，电阻r1另一端连接电容c2一端，电容c2另一端接地，电阻r2和电容c1的另一端分别接地，信号放大器u1的负相输入端连接信号放大器u1的输出端，信号放大器u1的输出端连接电阻r3一端，电阻r3另一端与第一无线传输单元相连。运算放大器的输出端与反相输入端连接，用于稳定信号放大器的同相输入端的输入信号，同时，在信号放大电路中采用电容c1和电容c2进行信号稳定，有效保障了电压信号的稳定。

一种变电站电容器自动测温预警方法，包括以下步骤：

s1.表面无线测温单元实时监测电容器表面温度；

s2.当中转端检测到表面无线测温单元检测的温度超过阈值，则发生预警信息给用户端进行报警并开启内部无线测温单元工作；

s3.内部无线测温单元水平方向上旋转一个固定角度，然后垂直方向上进行转动，检测该角度方位上的温度，重复操作直到检测完毕；

s4.用户端接收温度检测信息，获取内部无线测温单元检测到的温度最高的方位，并结合电容器内部结构分布图判断该位置电器件存在故障。

因此，本发明的优点是：结合了无线通讯技术，温度检测端无需排布线路，更方便与现场安装。温度检测单元包括内部和外部两个测温单元，能采集显示温度变化，及时检测出温度异常情况，进行及时预警，实现用户足不出户就掌握电容器柜整体发热状况。且内部和外部两个测温单元相互配合还能准确检测出电容器温度异常区域，并根据电容器内部结构预判出温度异常的结构并进行报警。

附图说明

附图1是本发明的一种结构框示图；

附图2是本发明中温度传感器单元的一种电路结构示意图。

1-用户端2-中转端3-温度检测端4-表面无线测温单元5-内部无线测温单元6-比较处理单元7-预警单元8-结构管理单元9-数据管理单元10-数据采集单元11-无线接收单元12-第一无线传输单元13-温度传感器单元14-第二无线传输单元15-光学测温单元。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例一种变电站电容器测温预警系统，如图1所示，包括温度检测端3、中转端2、用户端1、云服务端16，温度检测端包括若干检测电容器表面温度的表面无线测温单元4和检测电容器内部具体方位温度的内部无线测温单元5。用户端包括有具有各电容器内部结构分布图的结构管理单元8、根据信息判断故障区域的比较处理单元6和进行报警的预警单元7，表面无线测温单元和内部无线测温单元分别与中转单元通过无线相连，中转单元与用户端的比较处理单元相连，结构管理单元和预警单元分别与处理单元相连。云服务端通过网络与中转端相连。

表面无线测温单元包括若干设置于电容器表面上的温度传感器单元13，以及相对应的第一无线传输单元12，温度传感器单元与第一无线传输单元相连，第一无线传输单元与中转端相连。内部无线测温单元包括光学测温单元15、第二无线传输单元14，光学测温单元设置在能进行全方位旋转的旋转底座上，光学测温单元与第二无线传输单元相连，第二无线传输单元与中转端相连。旋转底座包括水平旋转的第一云台和安装在第一云台上垂直旋转的第二云台，光学测温单元安装在第二云台上。

中转单元包括若干无线接收单元11、数据采集单元10、数据管理单元9，表面无线测温单元、内部无线测温单元通过无线方式与无线接收单元相连，无线接收单元与数据采集单元相连，数据采集单元与数据管理单元相连，数据管理单元与用户端相连。

如图2所示，温度传感器单元包括信号放大器u1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电容c1、电容c2，信号放大器u1正相输入端分别与电阻r1一端、电阻r2一端、电容c1一端相连，电阻r1另一端连接电容c2一端，电容c2另一端接地，电阻r2和电容c1的另一端分别接地，信号放大器u1的负相输入端连接信号放大器u1的输出端，信号放大器u1的输出端连接电阻r3一端，电阻r3另一端与第一无线传输单元相连。

一种变电站电容器自动测温预警方法，包括以下步骤：

s1.表面无线测温单元实时监测电容器表面温度；

s2.当中转端检测到表面无线测温单元检测的温度超过阈值，则发生预警信息给用户端进行报警并开启内部无线测温单元工作；

s3.内部无线测温单元水平方向上旋转一个固定角度，然后垂直方向上进行转动，检测该角度方位上的温度，重复操作直到检测完毕；

s4.用户端接收温度检测信息，获取内部无线测温单元检测到的温度最高的方位，并结合电容器内部结构分布图判断该位置电器件存在故障。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了用户端、中转端、温度检测端、表面无线测温单元等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。