智能变电站六氟化硫断路器特性监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能变电站六氟化硫断路器特性监控系统，该系统包括监控装置、监控基站和集控中心，所述监控装置包括数据采集单元、显示单元、DSP芯片、报警单元和闭锁单元，所述监控基站包括主控PC机，所述DSP芯片通过RS485通讯接口与所述主控PC机连接，所述监控基站通过无线移动公网或有线光纤与所述集控中心连接，实现断路器报警、闭锁动作点通讯远传，并且支持接入后台操作系统跟上位机相连，实现断路器中SF6气体微水、密度、温度及其变化趋势的在线实时监控，实现断路器报警、闭锁动作点通讯远传，并且支持接入后台操作系统跟上位机相连，做到实时监控、实时显示。
【专利说明】智能变电站六氟化硫断路器特性监控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及变电站设备在线监测【技术领域】，具体涉及一种智能变电站六氟化硫断路器特性监控系统。
【背景技术】
[0002]SF6作为一种非可燃的合成气体，化学性能极其稳定，它在常压下的绝缘能力为空气的2.5倍以上，灭弧能力为空气的100倍，具有一般电介质不可比拟的绝缘和灭弧特性。因此，随着科技及经济的发展，以具有优良的电气绝缘能力和灭弧性能的六氟化硫(SF6)气体为绝缘灭弧介质的六氟化硫开关及全密封组合电器(GIS)已在电力系统广泛使用，正在逐步取代以前的多油式、少油式、真空式断路器，它具有体积小、重量轻、容量大、维修周期长等优点。
[0003]然而，六氟化硫电气设备也存在一些缺点，如经过电弧开断的六氟化硫气体是有剧毒的，外界水分及空气的渗入会导致毒物增多从而严重地影响设备的电气性能、腐蚀设备、危害工作人员的健康，六氟化硫气体的泄漏及六氟化硫气体在寒冷状态下的液化也会导致设备绝缘能力的下降甚至严重事故等。因此，六氟化硫电气设备的水分含量及密封性能(密度继电器压力测试)便成为六氟化硫电气设备的两个重要指标，其是否处于额定范围之内，决定着SF6气体的绝缘和灭弧性能的有效与否。
[0004]目前的SF6气体微水、密度离线检测，费时、费事、费气，需要采购多套的离线式检测设备，成本高。例如，在进行微水检测时需停电，长时间排放SF6气体，由于取样管线含有湿气，测量的前10分钟还需吹干取样管线。一个完整准确的测试约需45-55分钟左右。做完一次微水试验，开关压力明显下降，因此在完成测试后需补充SF6气体。再如，一般断路器在出厂时配有监视SF6气体密度的装置，即密度继电器。密度继电器为机械式装置，测量精度低，需每日巡检，对其校验非常麻烦(有的密度继电器需拆卸校验)，还浪费SF6气体，同时受环境温度的影响，给运行人员增加了不少的工作量。此外，为完成检测工作需配备巡检人员、巡检车辆、检测设备和高价值的SF6气体，造成大量人力、物力、财力资源的浪费。
[0005]针对六氟化硫断路器特性在线监测的不足，提供一套集SF6气体微水、密度、温度及其变化趋势在线实时监控于一体的SF6气体特性在线监控系统，采用先进的电化学在线监测技术，通过配置的SF6气体高分子薄膜电容式湿度传感器、密度传感器、温度传感器等，内置精确的SF6气体压力和温度之间的数学模型，包括变送器和主控PC机，采用嵌入式微机技术，实现断路器中SF6气体微水、密度、温度及其变化趋势的在线实时监控，实现断路器报警、闭锁动作点通讯远传，并且支持接入后台操作系统跟上位机相连，做到实时监控、实时显示。
实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的问题是提供一种智能变电站六氟化硫断路器特性监控系统，实现断路器中SF6气体微水、密度、温度及其变化趋势的在线实时监控，实现断路器报警、闭锁动作点通讯远传，并且支持接入后台操作系统跟上位机相连，做到实时监控、实时显不O
[0007]—种智能变电站六氟化硫断路器特性监控系统，包括监控装置、监控基站和集控中心，所述监控装置包括数据采集单元、显示单元、DSP芯片、报警单元和闭锁单元，所述DSP芯片与所述数据采集单元、显示单元、报警单元和闭锁单元连接,所述监控基站包括主控PC机，所述DSP芯片通过RS485通讯接口与所述主控PC机连接，所述监控基站通过无线移动公网或有线光纤与所述集控中心连接。
[0008]所述数据采集单元包括湿度传感器、温度传感器、压力传感器和变送器。
[0009]所述DSP 芯片采用 TMS320F2812DSP。
[0010]所述报警单元包括声音报警器和灯光报警器。
[0011]所述集控中心包括工控机，所述工控机设置通信单元、数据库和信息监控单元，所述数据库支持数据管理、数据查询和数据显示，所述信息监控单元设置报警信息和指令控制。
[0012]所述通信单元通过2G、3G、4G网络中的一种与运维人员携带的远程通讯装置连接。
[0013]本实用新型的有益效果是:本实用新型包括包括监控装置、监控基站和集控中心，所述监控装置包括数据采集单元、显示单元、DSP芯片、报警单元和闭锁单元，所述DSP芯片与所述数据采集单元、显示单元、报警单元和闭锁单元连接，所述监控基站包括主控PC机，所述DSP芯片通过RS485通讯接口与所述主控PC机连接，所述监控基站通过无线移动公网或有线光纤与所述集控中心连接。监控装置用来采集六氟化硫断路器的信息，并存储在DSP芯片内，DSP芯片较于一般单片机芯片具有精度高、速度快等优点，通过报警单元和闭锁单元在现场通知工作人员并进行快速反应，减轻事故的损失，防止其他设备损坏，芯片通过RS485通讯接口与监控基站的主控PC机连接，其通信理论距离是1.2 km，一台主控PC机理论上可以与128台监控装置的DSP芯片进行通信，主控PC机采用主控方式，DSP芯片采用中断方式。每个芯片都有一个“本机”地址，以便计算机对其寻址，故障发生之后监控基站和集控中心都可以很好确定哪一个断路器出现问题，方便工作人员快速反应进行维修。
[0014]所述数据采集单元包括湿度传感器、温度传感器、压力传感器和变送器，配置SF6气体高分子薄膜电容式湿度传感器、密度传感器、温度传感器等，实现长期在线监控断路器中SF6气体的密度、微水、温度及其变化趋势。
[0015]所述DSP芯片采用TMS320F2812DSP，简称DSP2812，通过与传感器连接，对断路器特性进行采集，并对报警单元和闭锁单元进行控制，在断路器中六氟化硫气体的密度、微水、温度进行变化且超出安全范围时进行报警，并启动闭锁，防止对其他设备造成损坏。
[0016]所述报警单元包括声音报警器和灯光报警器，通过双重报警对周围进行提醒，利于运维人员迅速发现警报，并快速反应，减少损失。
[0017]所述集控中心包括工控机，所述工控机设置通信单元、数据库和信息监控单元，所述数据库支持数据管理、查询和显示，所述信息监控单元设置报警信息和指令控制。工控机作为整个系统的高层管理设备，完成对六氟化硫断路器中气体的监测以及信息显示和曲线图片展示，并对系统进行管理，如启动闭锁单元，实现如报表打印、数据管理、查询、显示和停止，并对断路器故障进行报警。
[0018]所述通信单元通过2G、3G、4G网络中的一种与运维人员携带的远程通讯装置连接，运维人员携带远程通讯装置，集控中心通过通信单元远程发送事故信息至远程通讯装置，在事故现场未注意到报警时可以进行远程通知，应对断路器故障时可以更快更准确进行处理。
[0019]本实用新型能够在线实时监测SF6气体微水、密度和温度，可随时处理发生的问题，避免SF6气体浪费，提高供电系统可靠性，减少电网停电检修、定时检修的时间，避免停电给供电单位及生产单位造成的损失，完全可以达到国家电网公司真正意义上的状态检修、应修尽修的要求。该套系统还具有预警与闭锁控制结点，可以做到有计划地停电，针对性地检修，可控性地作业，消除了经验性管理的弊端，达到减员增效的目标，提高科学化、自动化管理水平。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面结合附图对本实用新型作进一步描述:
[0021]图1是本实用新型智能变电站六氟化硫断路器特性监控系统的系统结构图；
[0022]图2是本实用新型监控装置的系统结构图；
[0023]图3是本实用新型集控中心与监控基站的系统结构图。
【具体实施方式】
[0024]实施例一
[0025]如图1、图2和图3所示:本实用新型提供了一种智能变电站六氟化硫断路器特性监控系统，包括监控装置、监控基站和集控中心，所述监控装置包括数据采集单元、显示单元、DSP芯片、报警单元和闭锁单元，所述DSP芯片与所述数据采集单元、显示单元、报警单元和闭锁单元连接，所述监控基站包括主控PC机，所述DSP芯片通过RS485通讯接口与所述主控PC机连接，所述监控基站通过无线移动公网或有线光纤与所述集控中心连接。监控装置用来采集六氟化硫断路器的信息，并存储在DSP芯片内，DSP芯片较于一般单片机芯片具有精度高、速度快等优点，通过报警单元和闭锁单元在现场通知工作人员并进行快速反应，减轻事故的损失，防止其他设备损坏，芯片通过RS485通讯接口与监控基站的主控PC机连接，其通信理论距离是1.2 km，一台主控PC机理论上可以与128台监控装置的DSP芯片进行通信，主控PC机采用主控方式，DSP芯片采用中断方式。每个芯片都有一个“本机”地址，以便计算机对其寻址，故障发生之后监控基站和集控中心都可以很好确定哪一个断路器出现问题，方便工作人员快速反应进行维修。
[0026]所述数据采集单元包括湿度传感器、温度传感器、压力传感器和变送器，配置SF6气体高分子薄膜电容式湿度传感器、密度传感器、温度传感器等，实现长期在线监控断路器中SF6气体的密度、微水、温度及其变化趋势。
[0027]所述DSP芯片采用TMS320F2812DSP，简称DSP2812，通过与传感器连接，对断路器特性进行采集，并对报警单元和闭锁单元进行控制，在断路器中六氟化硫气体的密度、微水、温度进行变化且超出安全范围时进行报警，并启动闭锁，防止对其他设备造成损坏。
[0028]所述报警单元包括声音报警器和灯光报警器，通过双重报警对周围进行提醒，利于运维人员迅速发现警报，并快速反应，减少损失。
[0029]实施例二
[0030]如图1、图2和图3所示:本实用新型还提供了一种智能变电站六氟化硫断路器特性监控系统，包括监控装置、监控基站和集控中心，所述监控装置包括数据采集单元、显示单元、DSP芯片、报警单元和闭锁单元，所述DSP芯片与所述数据采集单元、显示单元、报警单元和闭锁单元连接，所述监控基站包括主控PC机，所述DSP芯片通过RS485通讯接口与所述主控PC机连接，所述监控基站通过无线移动公网或有线光纤与所述集控中心连接。监控装置用来采集六氟化硫断路器的信息，并存储在DSP芯片内，DSP芯片较于一般单片机芯片具有精度高、速度快等优点，通过报警单元和闭锁单元在现场通知工作人员并进行快速反应，减轻事故的损失，防止其他设备损坏，芯片通过RS485通讯接口与监控基站的主控PC机连接，其通信理论距离是1.2 km，一台主控PC机理论上可以与128台监控装置的DSP芯片进行通信，主控PC机采用主控方式，DSP芯片采用中断方式。每个芯片都有一个“本机”地址，以便计算机对其寻址，故障发生之后监控基站和集控中心都可以很好确定哪一个断路器出现问题，方便工作人员快速反应进行维修。
[0031]所述集控中心包括工控机，所述工控机设置通信单元、数据库和信息监控单元，所述数据库支持数据管理、查询和显示，所述信息监控单元设置报警信息和指令控制。工控机作为整个系统的高层管理设备，完成对六氟化硫断路器中气体的监测以及信息显示和曲线图片展示，并对系统进行管理，如启动闭锁单元，实现如报表打印、数据管理、查询、显示和停止，并对断路器故障进行报警。
[0032]所述通信单元通过2G、3G、4G网络中的一种与运维人员携带的远程通讯装置连接，运维人员携带远程通讯装置，集控中心通过通信单元远程发送事故信息至远程通讯装置，在事故现场未注意到报警时可以进行远程通知，应对断路器故障时可以更快更准确进行处理。
【权利要求】
1.一种智能变电站六氟化硫断路器特性监控系统，包括监控装置、监控基站和集控中心，其特征在于:所述监控装置包括数据采集单元、显示单元、DSP芯片、报警单元和闭锁单元，所述DSP芯片与所述数据采集单元、显示单元、报警单元和闭锁单元连接,所述监控基站包括主控PC机，所述DSP芯片通过RS485通讯接口与所述主控PC机连接，所述监控基站通过无线移动公网或有线光纤与所述集控中心连接。
2.如权利要求1所述的智能变电站六氟化硫断路器特性监控系统，其特征在于:所述数据采集单元包括湿度传感器、温度传感器、压力传感器和变送器。
3.如权利要求1所述的智能变电站六氟化硫断路器特性监控系统，其特征在于:所述DSP 芯片采用 TMS320F2812DSP。
4.如权利要求1所述的智能变电站六氟化硫断路器特性监控系统，其特征在于:所述报警单元包括声音报警器和灯光报警器。
5.如权利要求1所述的智能变电站六氟化硫断路器特性监控系统，其特征在于:所述集控中心包括工控机，所述工控机设置通信单元、数据库和信息监控单元，所述数据库支持数据管理、数据查询和数据显示，所述信息监控单元设置报警信息和指令控制。
6.如权利要求5所述的智能变电站六氟化硫断路器特性监控系统，其特征在于:所述通信单元通过2G、3G、4G网络中的一种与运维人员携带的远程通讯装置连接。
【文档编号】H02J13/00GK204190492SQ201420684145
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】于善华 申请人:国家电网公司, 淅川县电业局