本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)在線監(jiān)測的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是110kV GIS在線監(jiān)測系統(tǒng)及在線監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

智能電網(wǎng)是未來電力系統(tǒng)的發(fā)展方向，智能變電站作為其核心部分，對變電站各類設(shè)備實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測，對減小設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)成本、提高設(shè)備運(yùn)行可靠性、延長設(shè)備使用壽命具有重大意義。因此，狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)智能變電站的核心技術(shù)。狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)采取連續(xù)性與離線監(jiān)測相結(jié)合的方法，應(yīng)用現(xiàn)代電子合計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代分析技術(shù)預(yù)測設(shè)備可能發(fā)生的故障，以期達(dá)到預(yù)支維修和有效維修的目的，對電流設(shè)備運(yùn)行起保障作用。

GIS全封閉式組合電器是由母線、接地開關(guān)、隔離開關(guān)、斷路器、互感器、貝類器、出線終端和連接件組成，這些設(shè)備都被封閉在充有SF6氣體的金屬接地外殼中。由于GIS的封閉性，早期故障難以發(fā)現(xiàn)，因此在線監(jiān)測能夠及時掌握設(shè)備運(yùn)行情況，對GIS的安全運(yùn)行意義重大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種110kV GIS在線監(jiān)測系統(tǒng)及在線監(jiān)測方法，主要針對GIS局部放電、GIS氣體微水狀態(tài)、斷路器機(jī)械特性的集中監(jiān)測，并建立起故障診斷模型，進(jìn)而判斷變壓器老化程度，估計(jì)其使用壽命。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：110kV GIS在線監(jiān)測系統(tǒng)，主要由智能傳感器、110kV在線監(jiān)測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理終端三部分組成，智能傳感器包括SF6微水密度傳感器、局放傳感器、機(jī)械特性位移傳感器和機(jī)械特性電流互感器；110kV在線監(jiān)測系統(tǒng)包括數(shù)字化采集模塊、在線監(jiān)測數(shù)據(jù)建模計(jì)算模塊、flash存儲模塊和對外端口；110kV在線監(jiān)測系統(tǒng)將智能傳感器獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化建模、計(jì)算以及存儲并保證數(shù)據(jù)管理終端對其進(jìn)行訪問。

進(jìn)一步具體地說，上述技術(shù)方案中所述SF6微水密度傳感器用于平衡主汽室與采樣點(diǎn)的濕度；所述局放傳感器通過超高頻傳感器耦合電纜接頭內(nèi)部局部放電所產(chǎn)生的超高頻電磁波來檢測定位；所述機(jī)械特性位移傳感器通過與動觸頭連桿相連的位移傳感器的電壓變化間接的得到行程值并可計(jì)算出相應(yīng)的速度值；所述機(jī)械特性電流互感器用于獲取分合閘時線圈電流和電機(jī)電流。

一種110kV GIS在線監(jiān)測系統(tǒng)的在線監(jiān)測方法，具體監(jiān)測步驟如下：

步驟1：智能傳感器中的SF6微水密度傳感器、局放傳感器、機(jī)械特性位移傳感器和機(jī)械特性電流互感器分別實(shí)現(xiàn)各自的數(shù)據(jù)采集；

步驟2：步驟1中采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?10KV在線監(jiān)測系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)建模、計(jì)算以及存儲；110KV在線監(jiān)測系統(tǒng)中的數(shù)字化采集模塊對智能傳感器獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化建模，110KV在線監(jiān)測系統(tǒng)中的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)建模計(jì)算模塊對數(shù)字化采集模塊建模后的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，110KV在線監(jiān)測系統(tǒng)中的flash存儲模塊對在線監(jiān)測數(shù)據(jù)建模計(jì)算模塊計(jì)算后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；

步驟3：步驟2中的數(shù)據(jù)通過110KV在線監(jiān)測系統(tǒng)中的對外端口傳送到數(shù)據(jù)管理終端實(shí)現(xiàn)不同信息間的演示和分析，數(shù)據(jù)管理終端對在線監(jiān)測數(shù)據(jù)建模計(jì)算模塊計(jì)算的數(shù)據(jù)或flash存儲模塊存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。

本發(fā)明的有益效果是：該在線監(jiān)測系統(tǒng)中的各個技術(shù)元件的植入與接入均保證GIS設(shè)備本體的安全可靠，不影響原有的電場分布、內(nèi)部絕緣和機(jī)械操作，所有部件集成于一個設(shè)備裝置中，實(shí)現(xiàn)模塊化、一體化安裝，保證設(shè)備的抗干擾和穩(wěn)定性，適用110KV高壓電柜；該在線監(jiān)測方法可以通過RS485、I2C、A/D等采樣或通訊形式與GIS在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，通過數(shù)據(jù)建模、計(jì)算分析得出GIS氣體微水狀態(tài)、局部放電狀態(tài)、機(jī)械觸頭行程曲線、分合閘線圈電流波形、儲能電機(jī)電流波形、輔助觸點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并可以通過標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議與各種數(shù)據(jù)管理終端通訊，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前、歷史數(shù)據(jù)的比對、分析。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

見圖1，110kV GIS在線監(jiān)測系統(tǒng)，主要針對GIS局部放電、GIS氣體微水狀態(tài)、斷路器機(jī)械特性的集中監(jiān)測，并建立起故障診斷模型，進(jìn)而判斷變壓器老化程度，估計(jì)其使用壽命，信息的高度融合和運(yùn)用110KV在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行多信息的綜合分析判斷。主要由智能傳感器、110kV在線監(jiān)測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理終端三部分組成，智能傳感器的種類由所需監(jiān)測的種類、數(shù)量、范圍所決定，智能傳感器包括SF6微水密度傳感器、局放傳感器、機(jī)械特性位移傳感器和機(jī)械特性電流互感器；110kV在線監(jiān)測系統(tǒng)包括數(shù)字化采集模塊、在線監(jiān)測數(shù)據(jù)建模計(jì)算模塊、flash存儲模塊和對外端口。

GIS局部放電監(jiān)測采用超高頻法，靈敏度高，檢測范圍廣，超高頻局部放電傳感器安裝在GIS的盆式絕緣子處，由于超高頻信號無法穿透金屬封閉外殼，因此在由金屬材料制成的盆式絕緣子的外圈預(yù)留一定區(qū)域的非金屬空間，以方便局放傳感器的安裝與檢測。局放傳感器通過超高頻傳感器耦合電纜接頭內(nèi)部局部放電所產(chǎn)生的超高頻電磁波來檢測定位。GIS內(nèi)部發(fā)送局部放電時，由于放電處電荷迅速轉(zhuǎn)移，形成持續(xù)時間短的電流脈沖(ns級)，并產(chǎn)生頻率分量及其豐富的電磁信號(高達(dá)GHz)，通過傳感局部放電所產(chǎn)生的電信號進(jìn)行局部放電檢測，可以及早發(fā)現(xiàn)早期的局部放電。

GIS氣體微水狀態(tài)監(jiān)測采用對SF6氣體隔離室監(jiān)測點(diǎn)的密度、微水和溫度的實(shí)時監(jiān)測，通過RS485通信模式與110KV在線監(jiān)測系統(tǒng)交互，將實(shí)時數(shù)據(jù)整理、保存，方便后臺監(jiān)控軟件或其他終端設(shè)備調(diào)用、監(jiān)測和分析。SF6微水密度傳感器由溫度傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器組成可以確?？焖贉y量和長期穩(wěn)定工作，經(jīng)過微循環(huán)系統(tǒng)，使得主汽室與采樣點(diǎn)的濕度能夠達(dá)到平衡，保證測量的準(zhǔn)確性；最后通過RS485輸出信號。

斷路器機(jī)械特性的集中監(jiān)測通過在斷路器及GIS操動機(jī)構(gòu)的主要部位安裝不同的信號傳感器，實(shí)時在線測量和記錄觸頭行程曲線、分合閘線圈電流波形、儲能電機(jī)電流波形、輔助觸點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)等參數(shù)，通過110KV在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)算出分合閘時間、速度等參數(shù)，綜合判斷機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)及歷史變化趨勢，最后通過RS485傳輸給后臺監(jiān)控軟件或其他終端設(shè)備調(diào)用、分析。機(jī)械特性位移傳感器是通過與動觸頭連桿相連的位移傳感器的電壓變化，間接的得到行程值，并可計(jì)算出現(xiàn)相應(yīng)的速度值。結(jié)合電流互感器，獲取分合閘時相關(guān)線圈電流和電機(jī)電流。

一種110kV GIS在線監(jiān)測系統(tǒng)的在線監(jiān)測方法，具體監(jiān)測步驟如下：

步驟1：智能傳感器中的SF6微水密度傳感器、局放傳感器、機(jī)械特性位移傳感器和機(jī)械特性電流互感器分別實(shí)現(xiàn)各自的數(shù)據(jù)采集；

步驟2：步驟1中采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?10KV在線監(jiān)測系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)建模、計(jì)算以及存儲；110KV在線監(jiān)測系統(tǒng)中的數(shù)字化采集模塊對智能傳感器獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化建模，110KV在線監(jiān)測系統(tǒng)中的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)建模計(jì)算模塊對數(shù)字化采集模塊建模后的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，110KV在線監(jiān)測系統(tǒng)中的flash存儲模塊對在線監(jiān)測數(shù)據(jù)建模計(jì)算模塊計(jì)算后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；

步驟3：步驟2中的數(shù)據(jù)通過110KV在線監(jiān)測系統(tǒng)中的對外端口傳送到數(shù)據(jù)管理終端實(shí)現(xiàn)不同信息間的演示和分析，數(shù)據(jù)管理終端對在線監(jiān)測數(shù)據(jù)建模計(jì)算模塊計(jì)算的數(shù)據(jù)或flash存儲模塊存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。

110KV在線監(jiān)測系統(tǒng)通過不同的通訊、數(shù)據(jù)采集方式把上述傳感器獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理，然后運(yùn)用不同的建模公式分別計(jì)算出GIS內(nèi)部微水密度、局部放電量、斷路器分合閘時的觸頭行程、速度、開距、分合閘線圈電流及次數(shù)等，并將數(shù)據(jù)存儲到FLASH中，設(shè)計(jì)存儲FLASH可以保存12個月到18個月數(shù)據(jù)；同時保證數(shù)據(jù)管理終端的訪問。數(shù)據(jù)管理終端以PC端為主要載體，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、集成化顯示，并可以進(jìn)行大數(shù)據(jù)比對分析，高級授權(quán)也可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要如權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。