專利名稱：基于光纖傳感器技術(shù)的電力系統(tǒng)電容器參數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電力系統(tǒng)電容器在線監(jiān)測系統(tǒng)，具體地說是一種將先進(jìn)的MO EM (Micro-Optical-Electro-Mechanical System，微光機(jī)電系統(tǒng))光纖傳感技術(shù)和計算機(jī)數(shù)據(jù)采集和分析技術(shù)相結(jié)合，通過網(wǎng)絡(luò)通信方式實現(xiàn)監(jiān)測的基于光纖傳感器技術(shù)的電力系統(tǒng)電容器參數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力電容器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，它的良好運行對電網(wǎng)安全具有重要的意義。但是，電力系統(tǒng)電容器在運行中，由于不可避免的受到電、熱、振動、環(huán)境、絕緣老化等各種因素的影響，其技術(shù)性能不斷劣化，使運行狀態(tài)不佳。目前，定期檢修和安全試驗是保證電力系統(tǒng)電容器安全運行的主要手段，但由于檢修周期長，現(xiàn)行的預(yù)防性試驗項目對電力系統(tǒng)電容器的發(fā)展性故障反映不靈敏、不及時，發(fā)展速度在幾天至幾周的局部缺陷往往不能及時被發(fā)現(xiàn)，甚至導(dǎo)致發(fā)生各種故障(如過熱性故障、放電性故障、過熱兼放電故障、機(jī)械故障等)，造成直接和間接經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。因此，需要先進(jìn)的技術(shù)手段，對電力系統(tǒng)電容器進(jìn)行有效地在線監(jiān)測，實時掌握電力系統(tǒng)電容器的運行狀態(tài)，用針對性的檢修維護(hù)取代定期檢修，減少停電損失、實現(xiàn)早期故障預(yù)報、避免惡性事故發(fā)生的安全運行目標(biāo)。電力系統(tǒng)電容器運行狀態(tài)的在線監(jiān)測是電力系統(tǒng)安全運行的發(fā)展趨勢，目前還沒有一種基于光纖傳感器技術(shù)的電力系統(tǒng)電容器參數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種基于光纖傳感器技術(shù)的電力系統(tǒng)電容器參數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用光纖傳感器對運行狀態(tài)的電力系統(tǒng)電容器參數(shù)進(jìn)行實時信號采集，并用數(shù)字信號處理技術(shù)實現(xiàn)在線監(jiān)測，實現(xiàn)無人值守和自動報警。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種基于光纖傳感器技術(shù)的電力系統(tǒng)電容器在線參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于該監(jiān)測系統(tǒng)包括MEMS光纖溫度傳感器模塊單元、光纖信號解調(diào)器單元、溫控工作站單元和太網(wǎng)與局域網(wǎng)單元；MEMS光纖溫度傳感器模塊單元輸出端與光纖信號解調(diào)器單元輸入端連接，光纖信號解調(diào)器單元輸出端與溫控工作站單元輸入端連接；溫控工作站單元輸出端與以太網(wǎng)與局域網(wǎng)單元輸入端連接。本實用新型中，所述MEMS光纖溫度傳感器模塊單元，采用熒光式光纖溫度探頭對電容器內(nèi)部進(jìn)行分布式實時監(jiān)測①每臺電容器中，安裝一只熒光式光纖溫度探頭，可在1 秒鐘內(nèi)準(zhǔn)確感測溫度的細(xì)微變化，分辨率小于0. rc ；②在每臺電容器柜與母線的連接處及重點易過熱部位可選擇性地布設(shè)熒光式光纖溫度測溫計，確保全系統(tǒng)的安全供電。所述光纖信號解調(diào)器單元同時配有一組多個裝有RS485串行口的光纖傳感器。電力系統(tǒng)電容器參量光纖在線監(jiān)測技術(shù)基于21世紀(jì)先進(jìn)的MOEM(微光機(jī)電系統(tǒng)) 光纖傳感技術(shù)，通過MEMS光纖溫度傳感器，在線監(jiān)測電力系統(tǒng)電容器的運行狀態(tài)，由于光纖傳感器絕緣性能優(yōu)異、外形小巧、不受電磁干擾，所以能夠直接安裝在電容器內(nèi)部，具有更好的檢測靈敏度和故障定位能力。用光纖傳感器在線監(jiān)測電力系統(tǒng)電容器的運行狀態(tài)， 并直接以光信號的方式將參量值傳送經(jīng)數(shù)字信號處理后，實時在線監(jiān)測電力系統(tǒng)電容器運行狀態(tài)，將運行數(shù)據(jù)送到變電站控制室或調(diào)度室內(nèi)。當(dāng)電力系統(tǒng)電容器過溫過熱時，自動進(jìn)行聲、光報警以及向值班人員發(fā)送報警短信，為電力系統(tǒng)電容器的及時檢修維護(hù)提供可信的依據(jù)，提高電力系統(tǒng)電容器安全運行監(jiān)測水平。由于電力系統(tǒng)電容器在線監(jiān)測系統(tǒng)采用全光纖檢測技術(shù)，電力系統(tǒng)電容器內(nèi)部安裝的檢測探頭和傳輸線全部為光纖材質(zhì)，因此，在線監(jiān)測系統(tǒng)與電力系統(tǒng)電容器之間沒有電氣連接，對電網(wǎng)沒有任何影響。本實用新型將光電傳感技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)相結(jié)合，通過光通信的方式把電力系統(tǒng)電容器的溫度參數(shù)進(jìn)行實時傳送，經(jīng)數(shù)字信號處理后實現(xiàn)電力系統(tǒng)電容器的在線參數(shù)實時檢測功能。本實用新型大大提高了電力系統(tǒng)電容器安全運行在線監(jiān)測技術(shù)水平，對降低電網(wǎng)運行成本，實現(xiàn)變電站自動化和科學(xué)化管理，更好保障電力生產(chǎn)的可靠安全性具有重要意義。本實用新型實現(xiàn)了無人值守和自動報警，是一種全新的、安全可靠的電力系統(tǒng)電容器參數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)，具有相當(dāng)好的應(yīng)用前景和市場前景。

圖1為本實用新型的組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意具體實施方式
一種本實用新型所述的基于光纖傳感器技術(shù)的電力系統(tǒng)電容器在線參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，見圖1和圖2，該監(jiān)測系統(tǒng)包括MEMS光纖溫度傳感器模塊單元1、光纖信號解調(diào)器單元 2、溫控工作站(工控機(jī))單元3和太網(wǎng)與局域網(wǎng)單元4。MEMS光纖溫度傳感器模塊單元1 輸出端與光纖信號解調(diào)器單元2輸入端連接，光纖信號解調(diào)器單元2輸出端與溫控工作站單元3輸入端連接；溫控工作站單元3輸出端與以太網(wǎng)與局域網(wǎng)單元4輸入端連接。MEMS光纖溫度傳感器模塊單元1輸出端TX1/RX1與光纖信號解調(diào)器單元2輸入端相連。光纖信號解調(diào)器單元2輸出端TX/RX/C0N1與溫控工作站單元3輸入端相連。溫控工作站單元3輸出端TX45/RX45/0UTl-n與以太網(wǎng)與局域網(wǎng)單元4的輸入端連接。光纖信號解調(diào)器單元2同時可配有一組多個裝有RS485串行口的光纖傳感器。MEMS光纖溫度傳感器模塊單元1，采用熒光式光纖溫度探頭對電容器內(nèi)部進(jìn)行分布式實時監(jiān)測①每臺電容器中，安裝一只熒光式光纖溫度探頭，可在1秒鐘內(nèi)準(zhǔn)確感測溫度的細(xì)微變化，分辨率小于o.rc ；②在每臺電容器柜與母線的連接處及重點易過熱部位可選擇性地布設(shè)熒光式光纖溫度測溫計，確保全系統(tǒng)的安全供電。電力系統(tǒng)電容器安裝的檢測探頭和傳輸線全部為光纖材質(zhì)，因此，在線監(jiān)測系統(tǒng)與電力系統(tǒng)電容器間沒有電氣連接，對電網(wǎng)沒有任何影響。本實用新型的工作原理是根據(jù)電力系統(tǒng)電容器在線參數(shù)監(jiān)測的技術(shù)要求，在光纖信號解調(diào)器單元與溫控工作站單元中設(shè)定溫度參數(shù)。加電工作后，單片機(jī)和數(shù)字信號處理芯片DSP進(jìn)行初始化操作，初始化完成后，系統(tǒng)中的LED給出閃爍的狀態(tài)信號，多路光纖傳感器通過RS485串行通信口輸出的參量信號經(jīng)光纖信號解調(diào)器單元與溫控工作站單元， 進(jìn)行數(shù)字信號處理后，經(jīng)以太網(wǎng)與局域網(wǎng)，將運行數(shù)據(jù)送到變電站控制室或調(diào)度室內(nèi)。當(dāng)電力系統(tǒng)開關(guān)柜發(fā)生異常情況，自動進(jìn)行聲、光報警以及向值班人員發(fā)送報警短信，實現(xiàn)無人值守。 本實用新型將光電傳感技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)相結(jié)合，通過光通信的方式把電力系統(tǒng)電容器溫度參數(shù)進(jìn)行實時傳送，實現(xiàn)電力系統(tǒng)電容器的在線參數(shù)實時檢測，并且可以實現(xiàn)無人值守和自動報警，安全可靠。對降低電網(wǎng)運行成本，實現(xiàn)變電站自動化和科學(xué)化管理，更好保障電力生產(chǎn)的可靠安全性具有重要意義。
權(quán)利要求1.一種基于光纖傳感器技術(shù)的電力系統(tǒng)電容器在線參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于該監(jiān)測系統(tǒng)包括MEMS光纖溫度傳感器模塊單元(1)、光纖信號解調(diào)器單元(2)、溫控工作站單元 (3)和太網(wǎng)與局域網(wǎng)單元(4) ；MEMS光纖溫度傳感器模塊單元(1)輸出端與光纖信號解調(diào)器單元(2)輸入端連接，光纖信號解調(diào)器單元(2)輸出端與溫控工作站單元(3)輸入端連接；溫控工作站單元(3)輸出端與以太網(wǎng)與局域網(wǎng)單元(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖傳感器技術(shù)的電力系統(tǒng)電容器在線參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)， 其特征在于所述MEMS光纖溫度傳感器模塊單元(1)，采用熒光式光纖溫度探頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖傳感器技術(shù)的電力系統(tǒng)電容器在線參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)， 其特征在于所述光纖信號解調(diào)器單元(2)設(shè)有一組裝有RS485串行口的光纖傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種基于光纖傳感器技術(shù)的電力系統(tǒng)電容器在線參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)包括MEMS光纖溫度傳感器模塊單元、光纖信號解調(diào)器單元、溫控工作站單元和太網(wǎng)與局域網(wǎng)單元；MEMS光纖溫度傳感器模塊單元輸出端與光纖信號解調(diào)器單元輸入端連接，光纖信號解調(diào)器單元輸出端與溫控工作站單元輸入端連接；溫控工作站單元輸出端與以太網(wǎng)與局域網(wǎng)單元輸入端連接。本實用新型應(yīng)用光纖溫度傳感器對運行狀態(tài)電力系統(tǒng)電容器內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行分布式實時的信號采集，通過光通信的方式把電力系統(tǒng)電容器的溫度參數(shù)進(jìn)行實時傳送，經(jīng)數(shù)字信號處理后實現(xiàn)電力系統(tǒng)電容器的在線實時監(jiān)測，提高了電力系統(tǒng)電容器的安全運行監(jiān)測水平。
文檔編號G01R31/00GK202066926SQ20112014589
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者許慧中 申請人:南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院