一种具备趋势告警功能的SF6气体在线压力监测系统的制作方法

本发明涉及一种压力监测系统，尤其是涉及一种具备趋势告警功能的sf6气体在线压力监测系统。

背景技术：

sf6气体以其优异的绝缘和灭弧性能，在电力系统中获得了广泛的应用，几乎成了中压、高压和超高压开关中所使用的唯一绝缘和灭弧介质。因此对sf6气室的压力数据监视的准确性、及时性直接影响设备安全运行。

目前gis变电站中的sf6气体密度继电器，多数都没有远传功能，主要靠运维人员定期的抄录来监测gis气室的sf6气体压力。这种模式造成问题如下：

1）定期抄录带来的故障发现不及时；

2）无法获得气室压力变化的趋势，在早期发现故障隐患，在故障扩大及时采取应对措施；

3）当发现气室发现泄漏时，需要大大提高抄录频率大幅提高，甚至每小时都要抄录；

4）人工抄录已经不能满足工作需要。

因此，需要提供一种功能更加齐全的sf6气体在线压力监测系统。

公开号为cn104701821b的发明专利公开了一种sf6断路器监测系统，包括直流电源、第一中间继电器、第二中间继电器、sf6密度控制器和微机保护测控装置，当sf6密度控制器检测到被监测sf6断路器内sf6气体压力值低于压力报警设定值时，sf6密度控制器的第一组常开触点闭合，第一中间继电器的线圈得电，第一中间继电器的常开触点闭合，微机保护测控装置输出低气压报警信号；当sf6密度控制器检测到被监测sf6断路器内sf6气体压力值低于压力闭锁动作设定值时，sf6密度控制器的第二组常开触点闭合，第二中间继电器的线圈得电，第二中间继电器的常开触点闭合，微机保护测控装置输出低气压闭锁信号。该发明仅能对sf6断路器内sf6气体压力值进行检测，并不具备告警功能。

授权公告号为cn207488257u的实用新型专利公开了一种变电站sf6气体在线监测系统，用于解决变电站sf6气体在线监测的问题。它包括主控模块、监测模块、自动匹配空调控制模块、室内除湿模块、风机控制模块、远程监控后台以及移动设备实时监控模块。该实用新型可实现对变电站、gis开关室无人值守，提高管理效率，完善维护体制，监控中心以数据库为核心，既可以实时监控变电站、开关室的环境及设备运行状况，又可以根据以往的环境、设备运行数据进行统计、分析，为管理者提供决策依据。然而，该实用新型只能对单独的变电站sf6气体进行在线监测，同时不具备趋势告警功能。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种具备趋势告警功能的sf6气体在线压力监测系统，能够实时的、准确的对sf6气室压力数据进行在线监控，并具备趋势告警、数据统计分析、报表管理等功能。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具备趋势告警功能的sf6气体在线压力监测系统，系统采用分布式结构，包括间隔层、站控层和监控中心层，所述间隔层与站控层之间通过通讯设备一信号连接，所述站控层与监控中心层之间通过通讯设备二信号连接；

所述间隔层包括数据采集器和安装在各个sf6气室上的sf6压力传感器，sf6压力传感器用于采集sf6气室的压力数据，数据采集器用于将压力数据并转换为数字信号并上送；

所述站控层包括站内监控主机，用于获取所述数据采集器上传的数据，并将获取的数据上传至所述监控中心层；

所述监控中心层包括监控中心主机，用于获取所述站控层上传的数据，在监控中心层的任意终端上，打开浏览器，输入对应ip后，即可查看对应ip的sf6气体压力的实时数据。

所述数据采集器接入sf6压力传感器传来的模拟量信号，并将模拟量信号转换为数字信号，采用modbus通讯规约，通过通讯设备一与所述站控层信号连接。

所述通讯设备一用于将所述数据采集器采集到的压力数据，以数字规约方式上送至站内监控主机。

所述站内监控主机设置在变电站控制室内，所述站内监控主机上安装有sf6在线压力监视软件，通过通讯设备以接收来自于数据采集器的压力数据，并提供人机对话窗口给用户，同时作为数据存储/分析的主机。

所述通讯设备二用于将站内监控主机发布的数据传递到监控中心主机。

所述监控中心主机内置有系统主程序，所述系统主程序包括以下子程序：实时监测、数据存储和分析、压力低常规告警、压力低趋势告警、报表管理、曲线查询、参数设置、人员管理。

所述监控中心层能够实时参考各类压力数据和接收告警信息。

所述通讯设备一与所述间隔层和站控层之间的连接方式采用网络电缆连接方式，或者光纤方式，或者无线网络连接方式。

所述通讯设备二与所述站控层与监控中心层之间的连接方式采用网络电缆连接方式，或者光纤方式，或者无线网络连接方式。

本发明的有益效果是：

本发明针对目前的对sf6气室压力监测的方式主要是将旧的密度继电器拆除，加装带有远传功能的密度继电器，并通过一套监控软件对密度继电器的数据进行采集和实时监测，具有成本高、容错率低及无法实现趋势告警的缺点，提供一种具备趋势告警功能的sf6气体在线压力监测系统，系统采用分布式结构，包括间隔层、站控层和监控中心层，间隔层与站控层之间通过通讯设备一信号连接，站控层与监控中心层之间通过通讯设备二信号连接；间隔层包括数据采集器和安装在各个sf6气室上的sf6压力传感器，sf6压力传感器用于采集sf6气室的压力数据，数据采集器用于将压力数据并转换为数字信号并上送；站控层包括站内监控主机，用于获取数据采集器上传的数据，并将获取的数据上传至监控中心层；监控中心层包括监控中心主机，用于获取站控层上传的数据，在监控中心层的任意终端上，打开浏览器，输入对应ip后，即可查看对应ip的sf6气体压力的实时数据。

本系统的主要工作流程及使用方法如下：

启动本系统后，在sf6气室上安装的“sf6压力传感器”将压力信号转换为电阻值并进一步处理成4…20ma或者0-5v信号，并通过信号电缆接入“模拟量采集器”。该“sf6压力传感器”的工作原理图请参考附图6

“模拟量采集器”采集到“sf6压力传感器”传来的数据，进过内部运算后，转换为数字信号，以modbus规约的形式，通过“通讯设备一”上送到“站控层主机”

“站控层主机”接受到“模拟量采集器”传来的站内个sf6气室压力信号后，将这些数据进行存储、分析、统计。实现实时监测、参数设置、压力低告警、趋势告警、曲线查看、报表管理、web发布等功能。“站控层主机”的系统软件功能框图，请参考附图2。“站控层主机”的系统软件流程，请参考附图3.

“站控层主机”在实现本站内sf6气室压力数据监测的同时，还具备web发布功能。“站控层主机”在启动状态下，在网内的其他终端设备上，启动浏览器，输出指定的ip地址，即可实时查看站内sf6压力数据。因此“监控中心主机”上只要安装有浏览器，即可查看变电站内的实时数据。“监控中心主机”仅仅有查看功能，不具备修改参数等功能。

总体来说，本系统具有以下优点：

1）降低改造成本：sf6压力传感器的价格远低于远传型密度继电器，因此改造成本较低；

2）可靠性高：加装压力传感器后，同一个测量点就具有了两套相对独立的监测仪器（sf6密度继电器和压力传感器）。任何一个测量设备故障，都不会影响其他设备，因此具有更高的可靠性

3）趋势告警功能的实现：通过对压力传感器采集到的历史数据的分析，可按照时间段设定变化率，当变化率超过设定值（但并未触发设定的压力告警值时），系统发出趋势告警信号，可以在早期发现气室漏气的隐患。

4）具备web发布功能，在同网络内的任意终端，只要输入特定的ip地址，就可以通过浏览器（如ie）查询站内的sf6气室压力数据。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的系统主程序的功能框图；

图3为本发明的系统主程序的流程图；

图4为本发明中sf6压力监测趋势告警原理图；

图5为本发明中sf6压力传感器的结构图；

图6为本发明中sf6压力传感器的原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅附图1-6，一种具备趋势告警功能的sf6气体在线压力监测系统，系统采用分布式结构，包括间隔层、站控层和监控中心层，所述间隔层与站控层之间通过通讯设备一信号连接，所述站控层与监控中心层之间通过通讯设备二信号连接；

所述间隔层包括数据采集器和安装在各个sf6气室上的sf6压力传感器，sf6压力传感器用于采集sf6气室的压力数据，数据采集器用于将压力数据并转换为数字信号并上送；

所述站控层包括站内监控主机，用于获取所述数据采集器上传的数据，并将获取的数据上传至所述监控中心层；

所述监控中心层包括监控中心主机，用于获取所述站控层上传的数据，在监控中心层的任意终端上，打开浏览器，输入对应ip后，即可查看对应ip的sf6气体压力的实时数据。

所述数据采集器接入sf6压力传感器传来的模拟量信号，并将模拟量信号转换为数字信号，采用modbus通讯规约，通过通讯设备一与所述站控层信号连接。

所述通讯设备一用于将所述数据采集器采集到的压力数据，以数字规约方式上送至站内监控主机。

所述站内监控主机设置在变电站控制室内，所述站内监控主机上安装有sf6在线压力监视软件，通过通讯设备以接收来自于数据采集器的压力数据，并提供人机对话窗口给用户，同时作为数据存储/分析的主机。

所述通讯设备二用于将站内监控主机发布的数据传递到监控中心主机。

如图2所示，所述监控中心主机内置有系统主程序，所述系统主程序包括以下子程序：实时监测、数据存储和分析、压力低常规告警、压力低趋势告警、报表管理、曲线查询、参数设置、人员管理。

所述监控中心层能够实时参考各类压力数据和接收告警信息。

所述通讯设备一与所述间隔层和站控层之间的连接方式采用网络电缆连接方式，当然，也可以采用光纤方式，或者无线网络连接方式。

所述通讯设备二与所述站控层与监控中心层之间的连接方式采用网络电缆连接方式，当然，也可以采用光纤方式，或者无线网络连接方式。

本系统的主要工作流程及使用方法如下：

启动本系统后，在sf6气室上安装的“sf6压力传感器”将压力信号转换为电阻值并进一步处理成4…20ma或者0-5v信号，并通过信号电缆接入“模拟量采集器”。该“sf6压力传感器”的工作原理图请参考附图6

“模拟量采集器”采集到“sf6压力传感器”传来的数据，进过内部运算后，转换为数字信号，以modbus规约的形式，通过“通讯设备一”上送到“站控层主机”

“站控层主机”接受到“模拟量采集器”传来的站内个sf6气室压力信号后，将这些数据进行存储、分析、统计。实现实时监测、参数设置、压力低告警、趋势告警、曲线查看、报表管理、web发布等功能。“站控层主机”的系统软件功能框图，请参考附图2。“站控层主机”的系统软件流程，请参考附图3.

“站控层主机”在实现本站内sf6气室压力数据监测的同时，还具备web发布功能。“站控层主机”在启动状态下，在网内的其他终端设备上，启动浏览器，输出指定的ip地址，即可实时查看站内sf6压力数据。因此“监控中心主机”上只要安装有浏览器，即可查看变电站内的实时数据。“监控中心主机”仅仅有查看功能，不具备修改参数等功能。

“站控层主机”上可以实现趋势告警功能。该趋势告警原理如图4所示：将系统采样时间轴按照采样周期划分为，起点为t0，系统采样周期设为s，趋势告警采样周期设为s1，t0时刻系统采样值为v0，设系统的趋势告警变化率为d。由此可见：第1个趋势告警采样周期的终点为t0+s1，该时刻的值为v(t0+s1)；以此类推，第2个趋势告警采样周期的终点为t1+s1，该时刻的值为v(t1+s1)；第3个趋势告警采样周期的终点为t2+s1，该时刻的值为v(t2+s1)；第n+1个趋势告警采样周期的终点为tn+s1，该时刻的值为v(tn+s1)。此时，计算得出趋势告警周期首末时间的变化量△v，将△v和告警周期的首时间的值vn（n=0,1,….）相比就可以得出相应的变化率d=△v/v(n+s1)-v(n)。当d值大于系统设定的定制时，即可启动趋势告警信号。

在系统中，采样周期s,趋势告警采样周期s1,s1=n*s（n≥1），趋势告警变化率定值d这几个参数均为可以自由设置的参数。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。