變電站電力設(shè)備絕緣綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種變電站電力設(shè)備絕緣綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它主要由基于PXI總線的前置機(jī)系統(tǒng)、綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器系統(tǒng)三部分組成，其特征在于所述的前置機(jī)系統(tǒng)主要包括PXI機(jī)箱，安裝在PXI機(jī)箱插槽上的多個(gè)PXI接口模塊，以及通過(guò)所述PXI接口模塊連接到PXI機(jī)箱上的多個(gè)硬件采集模塊；所述硬件采集模塊分別通過(guò)各自的PXI接口模塊集成到前置機(jī)系統(tǒng)中的PXI總線上，并通過(guò)該P(yáng)XI總線分別與所述綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器系統(tǒng)相連，基于PXI總線開(kāi)發(fā)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是一個(gè)變電站各電力設(shè)備多參量監(jiān)測(cè)的大集成，它具有結(jié)構(gòu)合理，使用方便可靠，保證了變電站大型電力設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性，提高了供電質(zhì)量等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】變電站電力設(shè)備絕緣綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種涉及的是一種變電站電力設(shè)備絕緣綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于變電站電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]電力設(shè)備檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了基于單片機(jī)的檢測(cè)裝置到基于D S P技術(shù)的檢測(cè)裝置再到基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的檢測(cè)系統(tǒng)階段，目前正朝著基于新型總線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)展；一些新的檢測(cè)技術(shù)如光纖技術(shù)信號(hào)采集與處理技術(shù)，P XI測(cè)控總線技術(shù)等已迅速在電力設(shè)備的檢測(cè)中得到應(yīng)用；
變電站分立的電力設(shè)備通常有:電力變壓器、電力電纜、斷路器、電流互感器、電壓互感器、避雷器、電抗器及隔離刀閘等；目前，氣體絕緣組合電器(GIS)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，其絕緣監(jiān)測(cè)多為監(jiān)測(cè)盤(pán)式絕緣子支撐絕緣狀態(tài)；另外，電廠的發(fā)電機(jī)作為一個(gè)重要的發(fā)電設(shè)備，其絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)亦異常重要。
[0003]表I為現(xiàn)有變電站典型電力設(shè)備的常用絕緣監(jiān)測(cè)特征參量，在變電站電力設(shè)備絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)中的每一臺(tái)電力設(shè)備及其部件需安裝多種監(jiān)測(cè)裝置來(lái)采集設(shè)備多個(gè)絕緣參量的狀態(tài)信號(hào)，GIS、變壓器等大型電力設(shè)備主要通過(guò)在線監(jiān)測(cè)局部放電來(lái)判斷其絕緣狀態(tài)，此外，變壓器還可以通過(guò)油氣分析進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)；電力電纜經(jīng)常用作變電站動(dòng)力引入(或引出)線，通常在線監(jiān)測(cè)它的局部放電、介質(zhì)損耗、絕緣電阻等絕緣參量。對(duì)于斷路器、電壓互感器、電流互感器等變電站內(nèi)數(shù)量較多的電力設(shè)備，主要通過(guò)在線監(jiān)測(cè)其交流電壓下的泄漏電流及介質(zhì)損耗來(lái)發(fā)現(xiàn)其絕緣缺陷。因此，目前國(guó)內(nèi)外推出的變電站在線監(jiān)測(cè)基本上屬于單一設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種在現(xiàn)有變電站電力設(shè)備分立在線監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上所作的改進(jìn)，從而保證了變電站大型電力設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性，提高供電質(zhì)量的變電站電力設(shè)備絕緣綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，一種變電站電力設(shè)備絕緣綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它主要由基于PXI總線的前置機(jī)系統(tǒng)、綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器系統(tǒng)三部分組成，所述的前置機(jī)系統(tǒng)主要包括PXI機(jī)箱，安裝在PXI機(jī)箱插槽上的多個(gè)PXI接口模塊，以及通過(guò)所述PXI接口模塊連接到PXI機(jī)箱上的多個(gè)硬件采集模塊；所述硬件采集模塊分別通過(guò)各自的PXI接口模塊集成到前置機(jī)系統(tǒng)中的PXI總線上，并通過(guò)該P(yáng)XI總線分別與所述綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器系統(tǒng)相連。
[0006]所述的前置機(jī)系統(tǒng)就近安置在變電站現(xiàn)場(chǎng)；所述的綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)主要由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、GPS衛(wèi)星時(shí)鐘、交換機(jī)以及其它輔助設(shè)備組成，且該綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器系統(tǒng)連接并被置于變電站的集控室內(nèi)；所述綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)接入有交換機(jī)并通過(guò)以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)通訊與多個(gè)前置機(jī)系統(tǒng)連接。[0007]所述前置機(jī)系統(tǒng)中的硬件采集模塊至少包括對(duì)變電站中的變壓器、GIS和電力電纜的局部放電等絕緣參量進(jìn)行信號(hào)采集的局部放電信號(hào)采集裝置，該局部放電信號(hào)采集裝置包括分別設(shè)置在變壓器、GIS和電力電纜上的信號(hào)傳感器，所述信號(hào)傳感器通過(guò)電纜連接的信號(hào)調(diào)理單元，所述信號(hào)調(diào)理單元連接于由高速數(shù)據(jù)采集卡PXI — 5112和高速示波器TDS2014構(gòu)成的PXI接口模塊相連。
[0008]所述前置機(jī)系統(tǒng)中的硬件采集模塊還包括對(duì)變電站中的高壓斷路器、避雷器、電力電容器以及電力電纜泄漏電流值進(jìn)行信號(hào)采集的泄漏電流信號(hào)采集裝置，該泄漏電流信號(hào)采集裝置包括分別設(shè)置在高壓斷路器、避雷器、電力電容器以及電力電纜上的信號(hào)傳感器，所述信號(hào)傳感器通過(guò)與帶有A/D轉(zhuǎn)換的嵌入式前置智能節(jié)點(diǎn)連接，再由該嵌入式前置智能節(jié)點(diǎn)通過(guò)RS — 485總線連接于PXI機(jī)箱中由PXI—8440多串口卡構(gòu)成的PXI接口模塊。
[0009]本發(fā)明主要是基于P XI總線開(kāi)發(fā)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是一個(gè)變電站各電力設(shè)備多參量監(jiān)測(cè)的大集成，它具有結(jié)構(gòu)合理，使用方便可靠，保證了變電站大型電力設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性，提高了供電質(zhì)量等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明所述的綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)路構(gòu)成示意框圖。
[0011]圖2是本發(fā)明所述的綜合在線監(jiān)測(cè)示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說(shuō)明:圖1所示，本發(fā)明所述的一種變電站電力設(shè)備絕緣綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它主要由基于PXI總線的前置機(jī)系統(tǒng)1、綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)2以及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器系統(tǒng)3三部分組成，所述的前置機(jī)系統(tǒng)I主要包括PXI機(jī)箱，安裝在PXI機(jī)箱插槽上的多個(gè)PXI接口模塊，以及通過(guò)所述PXI接口模塊連接到PXI機(jī)箱上的多個(gè)硬件采集模塊；所述硬件采集模塊分別通過(guò)各自的PXI接口模塊集成到前置機(jī)系統(tǒng)中的PXI總線上，并通過(guò)該P(yáng)XI總線分別與所述綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)2以及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器系統(tǒng)3相連。
[0013]本發(fā)明所述的前置機(jī)系統(tǒng)I就近安置在變電站現(xiàn)場(chǎng)；所述的綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)2主要由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、GPS衛(wèi)星時(shí)鐘、交換機(jī)以及其它輔助設(shè)備組成，且該綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)2與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器系統(tǒng)3連接并被置于變電站的集控室內(nèi)；所述綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)2接入有交換機(jī)并通過(guò)以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)通訊與多個(gè)前置機(jī)系統(tǒng)I連接。
[0014]圖2所示，所述前置機(jī)系統(tǒng)I中的硬件采集模塊至少包括對(duì)變電站中的變壓器5、GIS6和電力電纜7的局部放電等絕緣參量進(jìn)行信號(hào)采集的局部放電信號(hào)采集裝置，該局部放電信號(hào)采集裝置包括分別設(shè)置在變壓器5、GIS6和電力電纜7上的信號(hào)傳感器8，所述信號(hào)傳感器8通過(guò)電纜連接的信號(hào)調(diào)理單元9，所述信號(hào)調(diào)理單元9連接于由高速數(shù)據(jù)采集卡PXI — 5112和高速示波器TDS2014構(gòu)成的PXI接口模塊10相連。
[0015]所述前置機(jī)系統(tǒng)I中的硬件采集模塊還至少包括對(duì)變電站中的高壓斷路器11、避雷器12、電力電容器13以及電力電纜7泄漏電流值進(jìn)行信號(hào)采集的泄漏電流信號(hào)采集裝置，該泄漏電流信號(hào)采集裝置包括分別設(shè)置在高壓斷路器11、避雷器12、電力電容器13以及電力電纜7上的信號(hào)傳感器8，所述信號(hào)傳感器8通過(guò)與帶有A/D轉(zhuǎn)換的嵌入式前置智能節(jié)點(diǎn)14連接，再由該嵌入式前置智能節(jié)點(diǎn)14通過(guò)RS—485總線連接于PXI機(jī)箱中由PXI—8440多串口卡構(gòu)成的PXI接口模塊10。
[0016]實(shí)施例:
本發(fā)明所述變電站電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)可以采用分級(jí)集成的方式，根據(jù)變電站中的實(shí)際情況，可將需要在線監(jiān)測(cè)的電力設(shè)備按區(qū)域劃分為多個(gè)單元(一般將一條出線上的所有電力設(shè)備分為一個(gè)單元)，每個(gè)單元的電力設(shè)備可以通過(guò)一個(gè)P XI前置機(jī)系統(tǒng)，將進(jìn)行絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)的各個(gè)硬件系統(tǒng)集成起來(lái)。P XI的內(nèi)嵌控制器由于帶有以太網(wǎng)網(wǎng)卡接口，可以借助于交換機(jī)將所有P XI系統(tǒng)組成以太局域網(wǎng)，構(gòu)成變電站內(nèi)針對(duì)多個(gè)電力設(shè)備的多種絕緣參量的綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，完成在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)環(huán)境集成中的網(wǎng)絡(luò)集成。整個(gè)變電站電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)主要由基于P XI總線的前置機(jī)系統(tǒng)、綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)、、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器系統(tǒng)3部分組成，見(jiàn)圖1所示。
[0017]P XI前置機(jī)系統(tǒng)主要由P XI機(jī)箱、安裝在P XI機(jī)箱插槽上的各種P XI接口模塊以及通過(guò)P XI模塊連接到P XI機(jī)箱上的硬件采集模塊組成。每個(gè)P XI系統(tǒng)通過(guò)采集、計(jì)算得到電力設(shè)備絕緣參量的特征值后將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，然后發(fā)送消息通知監(jiān)控站系統(tǒng)獲取最新的絕緣狀態(tài)數(shù)據(jù)以此保證監(jiān)控站系統(tǒng)中絕緣數(shù)據(jù)的有效性和及時(shí)性。通過(guò)在P XI機(jī)箱插槽上安裝相應(yīng)的P XI接口模塊，可很容易的將各硬件系統(tǒng)集成到P XI總線上。由于絕緣狀態(tài)的模擬信號(hào)在長(zhǎng)距離傳輸中容易受到干擾和衰減，故PXI系統(tǒng)放在現(xiàn)場(chǎng)以便就近監(jiān)測(cè)對(duì)象。
[0018]綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成和任務(wù)規(guī)劃綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、GPS衛(wèi)星時(shí)鐘、交換機(jī)等其它輔助設(shè)備組成，主要對(duì)所有實(shí)施監(jiān)測(cè)的電力設(shè)備絕緣狀態(tài)參量的特征值進(jìn)行實(shí)時(shí)展示和歷史查詢(xún)，并繪制相應(yīng)的圖形數(shù)據(jù)。綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)(監(jiān)控站系統(tǒng))在獲知P XI系統(tǒng)絕緣狀態(tài)數(shù)據(jù)更新的消息后，通過(guò)查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取P XI系統(tǒng)更新的絕緣狀態(tài)數(shù)據(jù)并和報(bào)警閾值進(jìn)行比較來(lái)判斷設(shè)備絕緣狀態(tài)；
如果某項(xiàng)參量數(shù)據(jù)高于報(bào)警閾值，監(jiān)控站系統(tǒng)將報(bào)警信號(hào)提醒工作人員注意，監(jiān)控站系統(tǒng)也可查詢(xún)?nèi)我鈺r(shí)間段內(nèi)某個(gè)電力設(shè)備的某項(xiàng)絕緣參量的歷史數(shù)據(jù)，并繪制趨勢(shì)圖形來(lái)展示該絕緣參數(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。此外監(jiān)控站系統(tǒng)還可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信改變P XI系統(tǒng)信號(hào)采集的控制方式以及在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行GPS系統(tǒng)對(duì)時(shí)操作。
[0019]前置機(jī)系統(tǒng)包括P XI總線前置單元和各設(shè)備的智能監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)部分，在變電站現(xiàn)場(chǎng)就近安放。綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)(主控機(jī))處于變電站的集控室內(nèi)，主要管理和查詢(xún)前置機(jī)監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)并具有報(bào)警和打印等功能；若該主控機(jī)需要管理多臺(tái)前置機(jī)時(shí)需接入交換機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)通訊；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不應(yīng)該脫離監(jiān)測(cè)的設(shè)備且應(yīng)在時(shí)間上與綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘同步，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與系統(tǒng)操作關(guān)聯(lián)考慮進(jìn)行分析，故需要接入GPS衛(wèi)星時(shí)鐘，還需在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)常規(guī)的電源隔離變壓器和U PS不間斷供電電源。
【權(quán)利要求】
1.一種變電站電力設(shè)備絕緣綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它主要由基于PXI總線的前置機(jī)系統(tǒng)、綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器系統(tǒng)三部分組成，其特征在于所述的前置機(jī)系統(tǒng)主要包括PXI機(jī)箱，安裝在PXI機(jī)箱插槽上的多個(gè)PXI接口模塊，以及通過(guò)所述PXI接口模塊連接到PXI機(jī)箱上的多個(gè)硬件采集模塊；所述硬件采集模塊分別通過(guò)各自的PXI接口模塊集成到前置機(jī)系統(tǒng)中的PXI總線上，并通過(guò)該P(yáng)XI總線分別與所述綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站電力設(shè)備絕緣綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的前置機(jī)系統(tǒng)就近安置在變電站現(xiàn)場(chǎng)；所述的綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)主要由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、GPS衛(wèi)星時(shí)鐘、交換機(jī)以及其它輔助設(shè)備組成，且該綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器系統(tǒng)連接并被置于變電站的集控室內(nèi)；所述綜合監(jiān)測(cè)主控機(jī)系統(tǒng)接入有交換機(jī)并通過(guò)以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)通訊與多個(gè)前置機(jī)系統(tǒng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變電站電力設(shè)備絕緣綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述前置機(jī)系統(tǒng)中的硬件采集模塊至少包括對(duì)變電站中的變壓器、GIS和電力電纜的局部放電等絕緣參量進(jìn)行信號(hào)采集的局部放電信號(hào)采集裝置，該局部放電信號(hào)采集裝置包括分別設(shè)置在變壓器、GIS和電力電纜上的信號(hào)傳感器，所述信號(hào)傳感器通過(guò)電纜連接的信號(hào)調(diào)理單元，所述信號(hào)調(diào)理單元連接于由高速數(shù)據(jù)采集卡PXI — 5112和高速示波器TDS2014構(gòu)成的PXI接口模塊相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變電站電力設(shè)備絕緣綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述前置機(jī)系統(tǒng)中的硬件采集模塊還包括對(duì)變電站中的高壓斷路器、避雷器、電力電容器以及電力電纜泄漏電流值進(jìn)行信號(hào)采集的泄漏電流信號(hào)采集裝置，該泄漏電流信號(hào)采集裝置包括分別設(shè)置在高壓斷路器、避雷器、電力電容器以及電力電纜上的信號(hào)傳感器，所述信號(hào)傳感器通過(guò)與帶有A/D轉(zhuǎn)換的嵌入式前置智能節(jié)點(diǎn)連接，再由該嵌入式前置智能節(jié)點(diǎn)通過(guò)RS—485總線連接于PXI機(jī)箱中由PXI—8440多串口卡構(gòu)成的PXI接口模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變電站電力設(shè)備絕緣綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述前置機(jī)系統(tǒng)中的硬件采集模塊至少包括對(duì)變電站中的高壓斷路器、避雷器、電力電容器以及電力電纜泄漏電流值進(jìn)行信號(hào)采集的泄漏電流信號(hào)采集裝置，該泄漏電流信號(hào)采集裝置包括分別設(shè)置在高壓斷路器、避雷器、電力電容器以及電力電纜上的信號(hào)傳感器，信號(hào)傳感器通過(guò)與帶有A/D轉(zhuǎn)換的嵌入式前置智能節(jié)點(diǎn)連接，再由該嵌入式前置智能節(jié)點(diǎn)通過(guò)RS-485總線連接于PXI機(jī)箱中由PXI—8440多串口卡構(gòu)成的PXI接口模塊。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK103472375SQ201310380625
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】馮華, 王堅(jiān)敏, 馮曉科, 厲俊, 錢(qián)偉杰, 范明, 魏澤民, 陳超, 沈中元, 金海 , 唐昕, 趙振敏, 馮健, 王強(qiáng), 陳剛國(guó), 金國(guó)忠 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司嘉興供電公司