變電站綜合在線自動化監測系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種變電站綜合在線自動化監測系統，所述的系統層，含有工業板卡，操作器，變送器，執行器，局部放電在線監測，油中氣體在線監測，鐵芯接地電流監測，ＰＴ／ＣＴ及主變介損及電容器在線監測，ＧＩＳ在線監測；工業板卡通過通訊線與操作器、變送器連接；操作器與執行器連接；局部放電在線監測與相對應的變送器連接；油中氣體在線監測與相對應的變送器連接；油中氣體在線監測與相對應的變送器連接；鐵芯接地電流監測與相對應的變送器連接；ＰＴ／ＣＴ及主變介損及電容器在線監測與相對應的變送器連接；ＧＩＳ在線監測與相對應的變送器連接。本實用新型專利技術的優點：實時反映運行電力設備狀態，對其狀態做出分析、診斷和預測，及時進行檢修；延長設備使用壽命。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

變電站綜合在線自動化監測系統
本技術涉及變電站監測系統，具體地說，是一種變電站綜合在線自 動化監測系統。
技術介紹
變電站高壓輸電設備的安全運行是影響電力系統安全、穩定和經濟運行 的重要因素，高壓設備發生絕緣故障，不僅會造成設備本身損壞，而且會造 成多方面的損失。絕緣故障及老化積累發展到一定程度，會造成絕緣嚴重破 壞甚至擊穿，導致事故發生，對電力系統本身運行和人民生產、生活都將造 成重大損失。對變電站主要設備的進行綜合在線監測，并利用狀態維修系統 進行分析，可有效全面反映運行中電力設備的狀態及發展趨勢，及時發現電 力設備內容絕緣故障和缺陷，從而提高電力設備安全運行水平和故障預知能 力，有效預防事故，防止非計劃停電和不必要的檢修帶來的重大損失，并可 以優化檢修策略，提高維護檢修的技術水平，帶來客觀經濟效益。目前對這些設備的監測主要依靠預防性實驗，但存在周期量長，工作量 大和必須停電進行等缺點。對其進行在線監測，可以及早發現處于萌芽狀態 的絕緣故障。從而有效預防事故，提高電力系統的安全運行水平和事故預知 能力，提高供用點的安全性和可靠性。目前各地的電網與電力公司也開展了相當種類的在線監測，比較多應用的是針對住變壓器的在線監測油中氣體分析、容性設備的tanS與等值充電 C、避雷器的全電流在線監測、外絕緣污穢的泄露電流在線監測等。隨著技術 手段的提升，提別是抗干擾技術的提升與現代測試技術的應用，主要電力設 備如變壓器、GIS等的局部放電的在線監測、電網過電壓的在線監測、變壓器 的微水分析、線路的紅外與紫外監測、GIS的氣體密度、機械特性的在線監測 等也逐漸的在應用。經驗證明，傳統的預知和某一參量的在線監測并不能杜絕事故，目前， 研制基于狀態維修的變電站綜合在線監測系統，將預防性實驗數據與關鍵的 在線監測技術相結合，對于避免運行事故是非常必要的。實用專利內容本技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種變電站綜合在線 自動化監測系統。本技術的目的是通過以下技術方案來實現的一種變電站綜合在線自動化監測系統，含有協調層，管理層，控制層以及系統層；協調層中的工業PC通過網線和HUB與管理層中的工業PC相連； 管理層中的工業PC通過網線與控制層中的大型PLC相連以及HP3852A相連； 控制層中的大型PLC以及HP3852A通過網線與系統層中的工業板卡相連；所述的PC是指計算機；所述的HUB是指網絡集線器；所述的PLC是指邏輯編程控制器；所述的HP3852A是指數據采集系統；所述的PT/CT是指電壓互感器/電流互感器； 所述的GIS是指氣體絕緣開關柜；所述的系統層，含有工業板卡，操作器，變送器，執行器，局部放電在 線監測，油中氣體在線監測，鐵芯接地電流監測，PT/CT及主變介損及電容 器在線監測，GIS在線監測；工業板卡通過通訊線與操作器、變送器連接；操 作器與執行器連接；局部放電在線監測與相對應的變送器連接；油中氣體在 線監測與相對應的變送器連接；油中氣體在線監測與相對應的變送器連接； 鐵芯接地電流監測與相對應的變送器連接；PT/CT及主變介損及電容器在線 監測與相對應的變送器連接；GIS在線監測與相對應的變送器連接；所述的局部放電在線監測，含有超聲波傳感器和鉗式射頻電流傳感器； 超聲波傳感器和鉗式射頻電流傳感器用專門的電纜與相對應的變送器連接； 該設備同時采用聲測和電測相結合的方法，各通道監測圖可分別采用二維、 三維、PRPD及其他方法顯示聲測主要采用超聲波傳感器判斷局部放電和對 局部放電進行物理定位，集合電脈沖信號告知變壓器的局部參數；電測主要 用鉗式射頻電流傳感器，利用羅哥夫斯基線圈從變壓器的接地線上測得信號;所述的油中氣體在線監測，油中氣體分析傳感器與油中氣體通訊控制器 用專門的電纜連接，通訊控制器安裝在機柜中，通過RS485總線向計算機直 接傳輸得的數據信號；油中溶解氣體經過可選擇性的滲透進入電化學氣體監 測器(傳感器)，在監測器中，H2、 CO、 C2H2這些氣體與空氣中的氧化發生 化學反應產生一個與反應速率成比例的電信號，從而測出氣體濃度；所述的鐵芯接地電流監測，含有電流傳記感器；電流傳記感器用專門的 電纜與相對應的變送器連接；由于鐵芯接地電流是工頻下的電流信號，選擇具有教高磁導率的硅鋼片做電流傳記感器磁芯，其具有較低的損耗和矯頑力， 可使傳感器二次側輸出電流信號波形不發生畸變，也可使信號中的相位誤差較小；另外，采用澆注環氧的方法將傳感器完全密閉在屏蔽殼內，起到封將 和防潮、防震的效果；內層選用高磁導率的硅鋼片材料，外層用不銹鋼封裝 屏蔽，這樣使便有效的解決了在變電站強工頻電磁場條件下系統的抗干擾問 題；所述的PT/CT及主變介損及電容器在線監測，含有電流傳感器和電壓互 感器；電流傳感器和電壓互感器用專門的電纜與相對應的變送器連接；采用 高精度穿心小電流傳感器采集信號，采用高精度電壓互感器從PT 二次測獲取 電壓信號；高靈敏度小電流傳感器獲得被測裝置的電流信號，同時，電壓互 感器和電流傳感器起到了隔離高壓被測設備和低壓測量系統的作用；所述的GIS在線監測，含有GIS局放傳感器；GIS局放傳感器用專門的 電纜與相對應的變送器連接；GIS局放傳感器采用超高頻傳感器，外形針對所 要安裝的GIS專門設計，外部安裝，可安裝在玻璃窗外、樹脂澆鑄件處等地 方；傳感器耦合到的局放信號輸入信號調理單元，經過選通放大后，由高速 數據采集卡采集，工控機負責數據的處理計算及存儲。本系統的工作過程局部放電在線監測中的設備超聲波傳感器和鉗式射 頻電流傳感器、油中氣體在線監測中的設備油中氣體分析傳感器、鐵芯接地 電流監測中的設備電流傳記感器、PT/CT及主變介損及電容器在線監測中的 設備電流傳感器和電壓互感器、GIS在線監測中的設備GIS局放傳感器將采 集到的信息送到相對應的變送器，經過變送器轉換后的數據信息至工業板卡， 過程控制層的大型PLC以及HP3852A采集系統層的數據信息并進行管理，送到過程管理層的工業PC中，與協調層中的工業PC共享這些數據信息。協調 層中的工業PC對收到的數據信息進行分析管理，對設備運行結合預防性實驗的數據庫進行有效分析，跟蹤異常工況前后的信息變化情況，并生成各類譜 圖、報表、發展趨勢圖。本技術的一種變電站綜合在線自動化監測系統的積極效果是 監測系統實時反映運行電力設備的狀態，并對其狀態做出分析、診斷和 預測，并可擴充多臺設備及更多參數的監測。系統投運后可以及時發現主變、電抗器、GIS及PT、 CT等設備的絕緣故障、機械故障及突發故障帶來的非破 壞性絕緣損害帶來的隱患，及時進行檢修；亦可以在積累大量的運行數據與 經驗之后，調整檢修周期，盡可能的延長設備使用壽命，從而節省檢修費用， 減少突發停電造成的經濟損失，積累變電站在線監測的有效數據，為變電站 檢修工作的開展打下堅實的基礎。附圖說明圖l本技術的結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖對本技術做進一步的說明。請參見附圖l， 一種變電站綜合在線自動化監測系統，主要含有協調層， 管理層，控制層以及系統層；協調層中的工業PC通過網線和HUB與管理層 中的工業PC相連；管理層中的工業PC通過網線與控制層中的大型PLC本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種變電站綜合在線自動化監測系統，含有協調層，管理層，控制層以及系統層，其特征在于，協調層中的工業ＰＣ通過網線和ＨＵＢ與管理層中的工業ＰＣ相連；管理層中的工業ＰＣ通過網線與控制層中的大型ＰＬＣ相連以及ＨＰ３８５２Ａ相連；控制層中的大型ＰＬＣ以及ＨＰ３８５２Ａ通過網線與系統層中的工業板卡相連；所述的系統層，含有工業板卡，操作器，變送器，執行器，局部放電在線監測，油中氣體在線監測，鐵芯接地電流監測，ＰＴ／ＣＴ及主變介損及電容器在線監測，ＧＩＳ在線監測；工業板卡通過通訊線與操作器、變送器連接；操作器與執行器連接；局部放電在線監測與相對應的變送器連接；油中氣體在線監測與相對應的變送器連接；油中氣體在線監測與相對應的變送器連接；鐵芯接地電流監測與相對應的變送器連接；ＰＴ／ＣＴ及主變介損及電容器在線監測與相對應的變送器連接；ＧＩＳ在線監測與相對應的變送器連接；　所述的ＰＣ是指計算機；　所述的ＨＵＢ是指網絡集線器；　所述的ＰＬＣ是指邏輯編程控制器；　所述的ＨＰ３８５２Ａ是指數據采集系統；　所述的ＰＴ／ＣＴ是指電壓互感器／電流互感器 ；　所述的ＧＩＳ是指氣體絕緣開關柜。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：崔大勇，江智偉，張志成，邱錫為，苗柱，邵東，張根才，張天楚，
申請(專利權)人：上海致達智利達系統控制有限責任公司，
類型：實用新型
國別省市：31[中國|上海]