劉 濤 郭亞寧 吳朋沖 鄧宏懷
(1.鼎陽智電慧服科技股份有限公司,河北保定071051;2.國網河北保定供電局,河北保定071000)
隨著我國電網規(guī)模的不斷擴大,電力系統(tǒng)逐漸朝大容量、超高壓方向發(fā)展,從而需要整個電力系統(tǒng)擁有較高的穩(wěn)定性和可靠性。但是,由于電力系統(tǒng)中電力設備種類繁多,保護裝置配合的復雜性和電網拓撲的變化不確定性,使得電網故障檢測及預判成為一個復雜的綜合問題?,F有的監(jiān)測方式只能單對單地進行電力設備的監(jiān)測,無法對所有電力系統(tǒng)設備的運行情況進行全天候、全方位、立體化的監(jiān)測,不利于及時對電力設備故障進行維護,從而影響電力系統(tǒng)的整體運行效果。所以,如何能夠快速準確地對電力設備進行整體的實時監(jiān)測成為了業(yè)內人士關注的重點。
針對現有技術的不足,本設計提供一種用于電網系統(tǒng)的多組合實時監(jiān)測裝置,它結構簡單,安裝便捷,不僅能夠對電力系統(tǒng)中的電力設備進行實時監(jiān)測,還能夠對故障設備進行定位。
本設計包括檢測部分、第一CPU、控制部分、傳輸部分和中心系統(tǒng),系統(tǒng)電原理如圖1所示。檢測部分將檢測信號傳輸至第一CPU,并通過傳輸部分傳輸至中心系統(tǒng);中心系統(tǒng)與外置PC端或手機端傳輸連接,以便現場維修人員能夠了解設備狀態(tài)的具體信息。監(jiān)測部分包括電能監(jiān)測模塊U1、局放檢測器U2、聚光探頭U3、濕度傳感器V1、SF6氣體檢測器V2、煙霧傳感器V3和視頻監(jiān)控器S。第一CPU的P1.0端與電能監(jiān)測模塊U1連接,用于對電能電量進行檢測,P1.1端與局放檢測器U2連接,用于檢測設備的局部放電狀況,P1.2端與聚光探頭U3連接,用于檢測電弧光,P1.3端與濕度傳感器V1連接,P1.4端與SF6氣體檢測器V2連接,P1.5端與視頻監(jiān)控器S連接,用于監(jiān)測人員的進入狀況,對設備進行安防保護,P1.6端與煙霧傳感器V3連接。傳輸部分包括第一無線收發(fā)模塊SF1、第二無線收發(fā)模塊SF2和第三無線收發(fā)模塊SF3,第一無線收發(fā)模塊SF1與第一CPU的P2.0端連接,用于將監(jiān)測信息傳輸至中心系統(tǒng);中心系統(tǒng)包括第二CPU、顯示器XS和GPS定位模塊;第二CPU的P1.0端與第二無線收發(fā)模塊SF2連接,用于收發(fā)信號,P2.0端與顯示器XS連接,用于顯示設備狀態(tài)信息,P2.1端與GPS定位模塊連接,P2.2端與第三無線收發(fā)模塊SF3連接。
圖1 監(jiān)測裝置電原理圖
為了進一步提高對設備局部放電檢測的準確性,將采集處設計成了雙信號采集,通過同時檢測超聲波信號和超高頻信號,判斷設備是否局部放電,其結構如圖2、圖3所示。局放檢測器U2包括圓形面板1、吸附件2-1和超高頻接收天線3;圓形面板1上設有環(huán)狀超聲波采集器4,用于接收超聲波;超高頻接收天線3通過支桿3-1固定在圓形面板1上,并位于環(huán)狀超聲波采集器4的中央過孔中;其中,超高頻接收天線3的天線端為未閉合的圓環(huán)結構,用于接收超高頻信號。吸附件為永磁體2-1,設置在圓形面板1的兩側。吸附件能夠將局放檢測器U2吸附在設備的側壁上用于固定。而且,為了防止永磁體干擾信號,將其放置在外殼2內,進行隔離處理,避免影響檢測的準確性。
圖2 局放檢測器結構示意圖 圖3 局放檢測器結構半剖圖
該監(jiān)測裝置設有控制部分,以便工作人員對電力系統(tǒng)中的輔助設備進行控制,達到保障電力系統(tǒng)正常運行的目的??刂撇糠职ㄩT禁控制電路和風機控制電路:門禁控制電路包括第二三極管Q2和門禁器MJ,第二三極管Q2的基極與第一CPU的P2.2端連接,發(fā)射極接地,集電極經門禁器MJ后與電源連接;風機控制電路包括第一三極管Q1、繼電器J和風機電機M,第一三極管Q1的基極與第一CPU的P2.1端連接,發(fā)射極接地,集電極經繼電器J后與電源連接,風機電機M的啟閉由繼電器的常開控制觸點控制J-1。
本裝置監(jiān)測部分能夠對配電柜內的電力系統(tǒng)進行電量、局部放電、電弧光、濕度、SF6氣體和煙霧的檢測,有效實現了對電力系統(tǒng)的整體性監(jiān)測。而且,監(jiān)測部分還能夠將監(jiān)測信息通過傳輸部分實時傳輸至中心系統(tǒng),并通過中心系統(tǒng)一方面記錄設備狀態(tài)信息,另一方面將各電力設備的狀態(tài)信息展示在顯示器上,便于工作人員清晰明了地了解電力設備狀態(tài)情況。另外,在中心系統(tǒng)中還設有GPS定位模塊,能反映故障設備的位置信息,以便維修人員快速及時地進入維修地點,對故障設備進行及時處理,以保障用電設備的正常工作。
該實時監(jiān)測裝置結構簡單,使用方便,能夠對電力系統(tǒng)中的設備實現整體的實時監(jiān)測,有效解決了以往監(jiān)測設備只能單對單監(jiān)測的單一性問題,適合在任意電力系統(tǒng)中安裝。
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