智能變電站六氟化硫斷路器特性監控方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種智能變電站六氟化硫斷路器特性監控方法及系統，通過對六氟化硫斷路器的溫度、濕度、壓力特性進行監控，超出安全數值時斷路器動作，將采集到的信息匯總至集控中心，通過集控中心遠程通訊運維人員來實現變電站無人值守運行，該系統括監控裝置、監控基站和集控中心，所述監控裝置包括數據采集單元、顯示單元、DSP芯片、報警單元和閉鎖單元，所述監控基站包括主控PC機，所述DSP芯片通過RS485通訊接口與所述主控PC機連接，所述監控基站通過無線移動公網或有線光纖與所述集控中心連接，實現斷路器報警、閉鎖動作點通訊遠傳，并且支持接入后臺操作系統跟上位機相連，做到實時監控、實時顯示。
【專利說明】智能變電站六氟化硫斷路器特性監控方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及變電站設備在線監測【技術領域】，具體涉及一種智能變電站六氟化硫斷路器特性監控方法及系統。
【背景技術】
[0002]作為一種非可燃的合成氣體，化學性能極其穩定，它在常壓下的絕緣能力為空氣的2.5倍以上，滅弧能力為空氣的100倍，具有一般電介質不可比擬的絕緣和滅弧特性。因此，隨著科技及經濟的發展，以具有優良的電氣絕緣能力和滅弧性能的六氟化硫($6)氣體為絕緣滅弧介質的六氟化硫開關及全密封組合電器(613)已在電力系統廣泛使用，正在逐步取代以前的多油式、少油式、真空式斷路器，它具有體積小、重量輕、容量大、維修周期長等優點。
[0003]然而，六氟化硫電氣設備也存在一些缺點，如經過電弧開斷的六氟化硫氣體是有劇毒的，外界水分及空氣的滲入會導致毒物增多從而嚴重地影響設備的電氣性能、腐蝕設備、危害工作人員的健康，六氟化硫氣體的泄漏及六氟化硫氣體在寒冷狀態下的液化也會導致設備絕緣能力的下降甚至嚴重事故等。因此，六氟化硫電氣設備的水分含量及密封性能(密度繼電器壓力測試)便成為六氟化硫電氣設備的兩個重要指標，其是否處于額定范圍之內，決定著氣體的絕緣和滅弧性能的有效與否。
[0004]目前的氣體微水、密度離線檢測，費時、費事、費氣，需要采購多套的離線式檢測設備，成本高。例如，在進行微水檢測時需停電，長時間排放氣體，由于取樣管線含有濕氣，測量的前10分鐘還需吹干取樣管線。一個完整準確的測試約需45-55分鐘左右。做完一次微水試驗，開關壓力明顯下降，因此在完成測試后需補充氣體。再如，一般斷路器在出廠時配有監視氣體密度的裝置，即密度繼電器。密度繼電器為機械式裝置，測量精度低，需每日巡檢，對其校驗非常麻煩(有的密度繼電器需拆卸校驗),還浪費氣體，同時受環境溫度的影響，給運行人員增加了不少的工作量。此外，為完成檢測工作需配備巡檢人員、巡檢車輛、檢測設備和高價值的氣體，造成大量人力、物力、財力資源的浪費。
[0005]針對六氟化硫斷路器特性在線監測的不足，提供一套集氣體微水、密度、溫度及其變化趨勢在線實時監控于一體的氣體特性在線監控系統，采用先進的電化學在線監測技術，通過配置的氣體高分子薄膜電容式濕度傳感器、密度傳感器、溫度傳感器等，內置精確的氣體壓力和溫度之間的數學模型，包括變送器和主控？機，采用嵌入式微機技術，實現斷路器中氣體微水、密度、溫度及其變化趨勢的在線實時監控，實現斷路器報警、閉鎖動作點通訊遠傳，并且支持接入后臺操作系統跟上位機相連，做到實時監控、實時顯示。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的問題是提供一種智能變電站六氟化硫斷路器特性監控方法及系統，實現斷路器中氣體微水、密度、溫度及其變化趨勢的在線實時監控，實現斷路器報警、閉鎖動作點通訊遠傳，并且支持接入后臺操作系統跟上位機相連，做到實時監控、實時顯示。
[0007]—種智能變電站六氟化硫斷路器特性監控方法，通過配置六氟化硫氣體高分子薄膜電容式濕度傳感器、密度傳感器、溫度傳感器，長期在線監控斷路器中六氟化硫氣體的密度、微水、溫度及其變化趨勢，通過變送器將數據傳輸至03？芯片內，給出相應指標的變化曲線，有關指標達到報警狀態時，報警或自動啟動報警裝置，當有關指標超標達到危險狀況時，報警且斷路器自動啟動閉鎖單元禁止斷路器動作，并將數據信息和報警信息發送至監控基站，所述監控基站將區域內的03？芯片傳輸過來的信息匯總后將數據實時上傳至集控中心，實現對變電站六氟化硫斷路器的遠程檢測控制。
[0008]所述集控中心在受到報警信息之后對現場工作人員進行提醒，并遠程發送報警信息至運維人員，運維人員對故障作出及時反映。
[0009]一種用于上述監控方法的智能變電站六氟化硫斷路器特性監控系統，包括監控裝置、監控基站和集控中心，所述監控裝置包括數據采集單元、顯示單元、08？芯片、報警單元和閉鎖單元，所述03？芯片與所述數據采集單元、顯示單元、報警單元和閉鎖單元連接，所述監控基站包括主控機，所述03？芯片通過舊485通訊接口與所述主控機連接，所述監控基站通過無線移動公網或有線光纖與所述集控中心連接。
[0010]所述數據采集單元包括濕度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和變送器。
[0011]所述03？芯片采用 113320？281203？。
[0012]所述報警單元包括聲音報警器和燈光報警器。
[0013]所述集控中心包括工控機，所述工控機設置通信單元、數據庫和信息監控單元，所述數據庫支持數據管理、數據查詢和數據顯示，所述信息監控單元設置報警信息和指令控制。
[0014]所述通信單元通過2131%網絡中的一種與運維人員攜帶的遠程通訊裝置連接。
[0015]本發明的有益效果是:本發明的保護方法，通過配置氣體高分子薄膜電容式濕度傳感器、密度傳感器、溫度傳感器，長期在線監控斷路器中氣體的密度、微水、溫度及其變化趨勢，通過變送器將數據傳輸至03？芯片內，給出相應指標的變化曲線，有關指標達到報警狀態時，報警或自動啟動報警裝置，當有關指標超標達到危險狀況時，報警且斷路器自動啟動閉鎖單元禁止斷路器動作，并將數據信息和報警信息發送至監控基站，所述監控基站將區域內的03？芯片傳輸過來的信息匯總后將數據實時上傳至集控中心，實現對變電站六氟化硫斷路器的遠程檢測控制，通過03？芯片與監控基站將多出六氟化硫斷路器的監測信息反饋至集控中心，對六氟化硫氣體的密度、微水、溫度進行監測，并在危險范圍時進行報警和斷路器閉鎖處理，可以使得周圍工作人員進行快速反應，在事故來臨之前可以迅速解決問題，保證了生產工作的順利進行，并且在監控基站和集控中心顯示六氟化硫斷路器的特性變化曲線，方便工作人員隨時對斷路器特性的變化作出了解，可以對事故的發生作出預知。
[0016]所述集控中心在受到報警信息之后對現場工作人員進行提醒，并遠程發送報警信息至運維人員，運維人員可以對故障作出及時反映。集控中心在六氟化硫斷路器發生動作時也會收到報警提示，且集控中心會將報警信息遠程發送給運維人員，防止斷路器故障時周圍工作人員未注意到而沒有及時做出反應，提高了應對事故時的快速性，減少了事故的損失。
[0017]本發明系統包括監控裝置、監控基站和集控中心，所述監控裝置包括數據采集單元、顯示單元、03？芯片、報警單元和閉鎖單元，所述03？芯片與所述數據采集單元、顯示單元、報警單元和閉鎖單元連接，所述監控基站包括主控機，所述03？芯片通過舊485通訊接口與所述主控？機連接，所述監控基站通過無線移動公網或有線光纖與所述集控中心連接。監控裝置用來采集六氟化硫斷路器的信息，并存儲在03？芯片內，03？芯片較于一般單片機芯片具有精度高、速度快等優點，通過報警單元和閉鎖單元在現場通知工作人員并進行快速反應，減輕事故的損失，防止其他設備損壞，芯片通過舊485通訊接口與監控基站的主控？機連接，其通信理論距離是1.2匕，一臺主控？機理論上可以與128臺監控裝置的03？芯片進行通信，主控？機采用主控方式，03？芯片采用中斷方式。每個芯片都有一個“本機”地址，以便計算機對其尋址，故障發生之后監控基站和集控中心都可以很好確定哪一個斷路器出現問題，方便工作人員快速反應進行維修。
[0018]所述數據采集單元包括濕度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和變送器，配置氣體高分子薄膜電容式濕度傳感器、密度傳感器、溫度傳感器等，實現長期在線監控斷路器中氣體的密度、微水、溫度及其變化趨勢。
[0019]所述03？芯片采用預3320？281203？，簡稱03？2812，通過與傳感器連接，對斷路器特性進行采集，并對報警單元和閉鎖單元進行控制，在斷路器中六氟化硫氣體的密度、微水、溫度進行變化且超出安全范圍時進行報警，并啟動閉鎖，防止對其他設備造成損壞。
[0020]所述報警單元包括聲音報警器和燈光報警器，通過雙重報警對周圍進行提醒，利于運維人員迅速發現警報，并快速反應，減少損失。
[0021]所述集控中心包括工控機，所述工控機設置通信單元、數據庫和信息監控單元，所述數據庫支持數據管理、查詢和顯示，所述信息監控單元設置報警信息和指令控制。工控機作為整個系統的高層管理設備，通過％軟件編制程序，結合3亂861-^61- 2000數據庫管理軟件，完成對六氟化硫斷路器中氣體的監測以及信息顯示和曲線圖片展示，并對系統進行管理，如啟動閉鎖單元，實現如報表打印、數據管理、查詢、顯示和停止，并對斷路器故障進行報警。
[0022]所述通信單元通過2131%網絡中的一種與運維人員攜帶的遠程通訊裝置連接，運維人員攜帶遠程通訊裝置，集控中心通過通信單元遠程發送事故信息至遠程通訊裝置，在事故現場未注意到報警時可以進行遠程通知，應對斷路器故障時可以更快更準確進行處理。
[0023]本發明能夠在線實時監測氣體微水、密度和溫度，可隨時處理發生的問題，避免氣體浪費，提高供電系統可靠性，減少電網停電檢修、定時檢修的時間，避免停電給供電單位及生產單位造成的損失，完全可以達到國家電網公司真正意義上的狀態檢修、應修盡修的要求。該套系統還具有預警與閉鎖控制結點，可以做到有計劃地停電，針對性地檢修，可控性地作業，消除了經驗性管理的弊端，達到減員增效的目標，提高科學化、自動化管理水平。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]下面結合附圖對本發明作進一步描述:
圖1是本發明智能變電站六氟化硫斷路器特性監控方法及系統的系統結構圖；
圖2是本發明監控裝置的系統結構圖；
圖3是本發明集控中心與監控基站的系統結構圖。
【具體實施方式】
[0025]實施例一
如圖1、圖2和圖3所示:本發明提供了一種智能變電站六氟化硫斷路器特性監控方法，通過配置氣體高分子薄膜電容式濕度傳感器、密度傳感器、溫度傳感器，長期在線監控斷路器中氣體的密度、微水、溫度及其變化趨勢，通過變送器將數據傳輸至03？芯片內，給出相應指標的變化曲線，有關指標達到報警狀態時，報警或自動啟動報警裝置，當有關指標超標達到危險狀況時，報警且斷路器自動啟動閉鎖單元禁止斷路器動作，并將數據信息和報警信息發送至監控基站，所述監控基站將區域內的03？芯片傳輸過來的信息匯總后將數據實時上傳至集控中心，實現對變電站六氟化硫斷路器的遠程檢測控制，通過03？芯片與監控基站將多出六氟化硫斷路器的監測信息反饋至集控中心，對六氟化硫氣體的密度、微水、溫度進行監測，并在危險范圍時進行報警和斷路器閉鎖處理，可以使得周圍工作人員進行快速反應，在事故來臨之前可以迅速解決問題，保證了生產工作的順利進行，并且在監控基站和集控中心顯示六氟化硫斷路器的特性變化曲線，方便工作人員隨時對斷路器特性的變化作出了解，可以對事故的發生作出預知。
[0026]所述集控中心在受到報警信息之后對現場工作人員進行提醒，并遠程發送報警信息至運維人員，運維人員可以對故障作出及時反映。集控中心在六氟化硫斷路器發生動作時也會收到報警提示，且集控中心會將報警信息遠程發送給運維人員，防止斷路器故障時周圍工作人員未注意到而沒有及時做出反應，提高了應對事故時的快速性，減少了事故的損失。
[0027]實施例二
如圖1、圖2和圖3所示:本發明還提供了一種智能變電站六氟化硫斷路器特性監控系統，包括監控裝置、監控基站和集控中心，所述監控裝置包括數據采集單元、顯示單元、03？芯片、報警單元和閉鎖單元，所述03？芯片與所述數據采集單元、顯示單元、報警單元和閉鎖單元連接，所述監控基站包括主控機，所述03？芯片通過舊485通訊接口與所述主控機連接，所述監控基站通過無線移動公網或有線光纖與所述集控中心連接。監控裝置用來采集六氟化硫斷路器的信息，并存儲在03？芯片內，03？芯片較于一般單片機芯片具有精度高、速度快等優點，通過報警單元和閉鎖單元在現場通知工作人員并進行快速反應，減輕事故的損失，防止其他設備損壞，芯片通過舊485通訊接口與監控基站的主控機連接，其通信理論距離是1.2 ―，一臺主控機理論上可以與128臺監控裝置的03？芯片進行通信，主控？機采用主控方式，03？芯片采用中斷方式。每個芯片都有一個“本機”地址，以便計算機對其尋址，故障發生之后監控基站和集控中心都可以很好確定哪一個斷路器出現問題，方便工作人員快速反應進行維修。
[0028]所述數據采集單元包括濕度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和變送器，配置氣體高分子薄膜電容式濕度傳感器、密度傳感器、溫度傳感器等，實現長期在線監控斷路器中氣體的密度、微水、溫度及其變化趨勢。
[0029]所述03？芯片采用預3320？281203？，簡稱03？2812，通過與傳感器連接，對斷路器特性進行采集，并對報警單元和閉鎖單元進行控制，在斷路器中六氟化硫氣體的密度、微水、溫度進行變化且超出安全范圍時進行報警，并啟動閉鎖，防止對其他設備造成損壞。
[0030]所述報警單元包括聲音報警器和燈光報警器，通過雙重報警對周圍進行提醒，利于運維人員迅速發現警報，并快速反應，減少損失。
[0031]實施例三
如圖1、圖2和圖3所示:本發明還提供了一種智能變電站六氟化硫斷路器特性監控系統，包括監控裝置、監控基站和集控中心，所述監控裝置包括數據采集單元、顯示單元、03？芯片、報警單元和閉鎖單元，所述03？芯片與所述數據采集單元、顯示單元、報警單元和閉鎖單元連接，所述監控基站包括主控機，所述03？芯片通過卩3485通訊接口與所述主控機連接，所述監控基站通過無線移動公網或有線光纖與所述集控中心連接。監控裝置用來采集六氟化硫斷路器的信息，并存儲在03？芯片內，03？芯片較于一般單片機芯片具有精度高、速度快等優點，通過報警單元和閉鎖單元在現場通知工作人員并進行快速反應，減輕事故的損失，防止其他設備損壞，芯片通過舊485通訊接口與監控基站的主控機連接，其通信理論距離是1.2 ―，一臺主控機理論上可以與128臺監控裝置的03？芯片進行通信，主控？機采用主控方式，03？芯片采用中斷方式。每個芯片都有一個“本機”地址，以便計算機對其尋址，故障發生之后監控基站和集控中心都可以很好確定哪一個斷路器出現問題，方便工作人員快速反應進行維修。
[0032]所述集控中心包括工控機，所述工控機設置通信單元、數據庫和信息監控單元，所述數據庫支持數據管理、查詢和顯示，所述信息監控單元設置報警信息和指令控制。工控機作為整個系統的高層管理設備，通過％軟件編制程序，結合3亂861-^61- 2000數據庫管理軟件，完成對六氟化硫斷路器中氣體的監測以及信息顯示和曲線圖片展示，并對系統進行管理，如啟動閉鎖單元，實現如報表打印、數據管理、查詢、顯示和停止，并對斷路器故障進行報警。
[0033]所述通信單元通過2131%網絡中的一種與運維人員攜帶的遠程通訊裝置連接，運維人員攜帶遠程通訊裝置，集控中心通過通信單元遠程發送事故信息至遠程通訊裝置，在事故現場未注意到報警時可以進行遠程通知，應對斷路器故障時可以更快更準確進行處理。
【權利要求】
1.一種智能變電站六氟化硫斷路器特性監控方法，通過配置濕度傳感器、密度傳感器、溫度傳感器，長期在線監控斷路器中六氟化硫氣體的密度、微水、溫度及其變化趨勢，其特征在于:通過變送器將數據傳輸至DSP芯片內，給出相應指標的變化曲線，有關指標達到報警狀態時，報警或自動啟動報警裝置，當有關指標超標達到危險狀況時，報警且斷路器自動啟動閉鎖單元禁止斷路器動作，并將數據信息和報警信息發送至監控基站，所述監控基站將區域內的DSP芯片傳輸過來的信息匯總后將數據實時上傳至集控中心，實現對變電站六氟化硫斷路器的遠程檢測控制。
2.如權利要求1所述的智能變電站六氟化硫斷路器特性監控方法，其特征在于:所述集控中心在受到報警信息之后對現場工作人員進行提醒，并遠程發送報警信息至運維人員，運維人員對故障作出及時反映。
3.一種用于上述監控方法的智能變電站六氟化硫斷路器特性監控系統，包括監控裝置、監控基站和集控中心，其特征在于:所述監控裝置包括數據采集單元、顯示單元、DSP芯片、報警單元和閉鎖單元，所述DSP芯片與所述數據采集單元、顯示單元、報警單元和閉鎖單元連接，所述監控基站包括主控PC機，所述DSP芯片通過RS485通訊接口與所述主控PC機連接，所述監控基站通過無線移動公網或有線光纖與所述集控中心連接。
4.如權利要求3所述的智能變電站六氟化硫斷路器特性監控系統，其特征在于:所述數據采集單元包括濕度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和變送器。
5.如權利要求3所述的智能變電站六氟化硫斷路器特性監控系統，其特征在于:所述DSP 芯片采用 TMS320F2812DSP。
6.如權利要求3所述的智能變電站六氟化硫斷路器特性監控系統，其特征在于:所述報警單元包括聲音報警器和燈光報警器。
7.如權利要求3所述的智能變電站六氟化硫斷路器特性監控系統，其特征在于:所述集控中心包括工控機，所述工控機設置通信單元、數據庫和信息監控單元，所述數據庫支持數據管理、數據查詢和數據顯示，所述信息監控單元設置報警信息和指令控制。
8.如權利要求7所述的智能變電站六氟化硫斷路器特性監控系統，其特征在于:所述通信單元通過2G、3G、4G網絡中的一種與運維人員攜帶的遠程通訊裝置連接。
【文檔編號】H02J13/00GK104319900SQ201410647512
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】于善華 申請人:國網河南省電力公司南陽供電公司