一種電容型設備介質損耗在線監測系統的製作方法

2023-10-10 16:44:09

一種電容型設備介質損耗在線監測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種電容型設備介質損耗在線監測系統，該系統包括：數據採集單元和在線監測單元，其中，數據採集單元包括零磁通傳感器和電壓信號採集卡，洩露電流用零磁通傳感器採集，並將小電流信號轉化為小電壓信號，接入就地安裝的電壓信號採集卡；電壓信號採集卡將電壓模擬量轉化為數字量，並上傳至在線監測單元。上述本實用新型通過採用數據採集光纖傳輸，使用IEC61850-9-2的傳輸協議，保證了數據的實時性和穩定性，確保了大量數據傳輸；另外，信號採集單元使用高精度同步採集卡，將傳感器的二次輸出電壓放大後轉化為數字量，有效增加傳感器系統的輸出電壓信號，提高信噪比，降低外界幹擾信號對測量結果的影響，使測試系統具有較高穩定性。
【專利說明】一種電容型設備介質損耗在線監測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力系統【技術領域】，更具體的說，是涉及一種電容型設備介質損耗在線監測系統。
【背景技術】
[0002]當前，電容型設備在運行過程中，其介質不可避免的受到熱、電、化學和機械等各種因素影響，設備絕緣發生劣化，嚴重時導致絕緣性能的喪失，引起變電站事故，因此，實現電容型設備的絕緣在線監測很有意義，而目前一些介損的在線監測方案存在採樣易受幹擾且同步性弱、採樣傳輸協議及通信協議不統一，以及監控畫面單調等問題。
[0003]目前，介損在線監測方案採用分布式架構，每臺被測設備都有專用的本地測量單元，每個單獨的信號採集單元可就地同時採集被測裝置信號，經降噪放大處理後，通過軟體算法處理數據得到數位化測量結果，數位化測量結果通過現場總線傳輸至主控室的上位機，上位機顯示監測設備的監測數據並進行一定分析處理與存儲，請參閱附圖1，為分布式架構的介損在線監測系統結構示意圖，其中，數據的傳輸一般採用485總線模式，由於485總線的傳輸實際為電纜傳輸，而變電站存在複雜的電磁幹擾，因此485總線的傳輸會導致信號採集部分發生數據傳輸與處理部分故障，造成數據丟失，以及抗幹擾和抗溫溼度變化能力差。
[0004]因此，提供一種電容型設備介質損耗在線監測系統，降低信號採集部分發生數據傳輸與處理部分故障，避免數據丟失，以及增強抗幹擾和抗溫溼度變化能力，是本領域技術人員亟待解決的問題。
實用新型內容
[0005]有鑑於此，本實用新型提供一種電容型設備介質損耗在線監測系統，以克服現有技術中由於數據的傳輸採用485總線模式，導致信號採集部分發生數據傳輸與處理部分故障，造成數據丟失，以及抗幹擾和抗溫溼度變化能力差的問題。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0007]—種電容型設備介質損耗在線監測系統,基於IEC61850-9-2的傳輸協議,該系統包括:數據採集單元和在線監測單元，其中，所述數據採集單元包括零磁通傳感器和電壓信號採集卡，
[0008]洩露電流用所述零磁通傳感器採集，並將小電流信號轉化為小電壓信號，接入就地安裝的所述電壓信號採集卡；
[0009]所述電壓信號採集卡將電壓模擬量轉化為數字量，並上傳至所述在線監測單元。
[0010]其中，所述電壓信號採集卡的採樣率為10K，16位AD解析度。
[0011]優選的，還包括:電路降噪以及電路過壓保護模塊。
[0012]其中，所述數字量通過IEC61850-9_21e的標準採用通信協議將多路數字量打包發送至所述在線監測單元。[0013]經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本實用新型公開提供了一種電容型設備介質損耗在線監測系統，基於IEC61850-9-2的傳輸協議，數據採集單元和在線監測單元，其中，數據採集單元包括零磁通傳感器和電壓信號採集卡，洩露電流用零磁通傳感器採集，並將小電流信號轉化為小電壓信號，接入就地安裝的電壓信號採集卡；電壓信號採集卡將電壓模擬量轉化為數字量，並上傳至在線監測單元。上述本實用新型通過採用數據採集光纖傳輸，使用IEC61850-9-2的傳輸協議，保證了數據的實時性和穩定性，確保了大量數據傳輸；另外，信號採集單元使用高精度同步採集卡，將傳感器的二次輸出電壓放大後轉化為數字量，有效的增加了傳感器系統的輸出電壓信號，提高被測信號的信噪比，降低了外界幹擾信號對測量結果的影響，使得測試系統具有較高的穩定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為分布式架構的介損在線監測系統結構示意圖；
[0016]圖2為本實用新型實施例公開的一種電容型設備介質損耗在線監測系統的結構示意圖；
[0017]圖3為本實用新型實施例公開的介質損耗在線監測系統圖；
[0018]圖4為本實用新型實施例公開的介質損耗在線監測軟體框架圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0020]本實用新型公開提供了一種電容型設備介質損耗在線監測系統，基於IEC61850-9-2的傳輸協議，該系統包括:數據採集單元和在線監測單元，其中，數據採集單元包括零磁通傳感器和電壓信號採集卡，洩露電流用零磁通傳感器採集，並將小電流信號轉化為小電壓信號，接入就地安裝的電壓信號採集卡；電壓信號採集卡將電壓模擬量轉化為數字量，並上傳至在線監測單元。上述本實用新型通過採用數據採集光纖傳輸，使用IEC61850-9-2的傳輸協議，保證了數據的實時性和穩定性，確保了大量數據傳輸；另外，信號採集單元使用高精度同步採集卡，將傳感器的二次輸出電壓放大後轉化為數字量，有效的增加了傳感器系統的輸出電壓信號，提高被測信號的信噪比，降低了外界幹擾信號對測量結果的影響，使得測試系統具有較高的穩定性。
[0021]請參閱附圖2，為本實用新型實施例公開的一種電容型設備介質損耗在線監測系統結構示意圖。在上述本實用新型公開的實施例的基礎上，本實用新型還公開了一種電容型設備介質損耗在線監測系統，基於IEC61850-9-2的傳輸協議，該系統包括:數據採集單元201和在線監測單元202，其中，所述數據採集單元201包括零磁通傳感器2011和電壓信號採集卡2012，洩露電流用所述零磁通傳感器2011採集，並將小電流信號轉化為小電壓信號，接入就地安裝的所述電壓信號採集卡2012 ;所述電壓信號採集卡2012將電壓模擬量轉化為數字量，並上傳至所述在線監測單元202。
[0022]上述數據採集單元主要的功能是將現場採集單元採集到的模擬量數據進行匯總並採用一定算法同步多路採集量；在線監測單元則是分析數據採集單元匯總後的數據並計算出現場裝置介質損耗的性能參數，並完成與後臺遠動的通信功能。
[0023]上述信號採集方式採用被試設備洩漏電流信號的採樣方式，洩漏電流用零磁通傳感器採集，將小電流信號轉化為小電壓信號，接入就地安裝的電壓信號採集卡，電壓信號採集卡將電壓模擬量轉化為數字量上送至監測IED的數據採集單元。電壓信號採集卡採樣率為10K，16位AD解析度，可實時準確的採集被試設備的洩漏電流。
[0024]具體的，請參閱附圖3，為本實用新型實施例公開的介質損耗在線監測系統圖。數據採集單元將多路數字量通過插值方法實現採樣同步，並通過IEC61850-9-21e的標準採樣通信協議將多路數字量打包發送至在線監測單元，在線監測單元對各路信號進行諧波分析法，計算介質損耗值，通過IED61850報文製造mms上送至後臺監控機。
[0025]在上述提供的結構上，本實用新型在系統中增加了電路降噪以及電路過壓保護模塊，使得系統能可靠穩定的運行。另外，對於數據傳輸模塊，摒棄了目前普遍採用的485通信結構，而採用的數據採集光纖傳輸，使用IEC61850-9-2的傳輸協議，不僅保證了數據的實時性，穩定性，確保了大量數據傳輸，同時標準的協議通信方式也有利於擴建時，監測迴路的增加。
[0026]信號採集部分使用高精度同步採集卡，將傳感器的二次輸出電壓放大後轉化為數字量(FT3格式)，這樣有效的增加了傳感器系統的輸出電壓信號，提高被測信號的信噪比，降低了外界幹擾信號對測量結果的影響，使得測試系統具有較高的穩定性。，由於市場上的介損在線監測系統基本都是通過485通信與IED裝置互聯，在我們的設計系統裡，採用IEC61850-9-21e協議來傳輸傳感器的採樣值，有效的避免了 485通信帶來的數據傳輸故障，避免了數據丟失。
[0027]請參閱附圖4，為本實用新型實施例公開的介質損耗在線監測軟體框架圖。介損在線監測的軟體部分主要分圖形系統、檢測系統以及信息查詢系統。在線監控系統主要完成數據的分析功能。數據採集與傳輸採用了光纖數字傳輸模式，分析模塊採用了相對比較法，通過傅立葉變換將所採集到的基準洩漏電流與試品洩漏電流的基波計算出來，計算出介質損耗因素。
[0028]圖形系統，以一次接線圖為主體的圖形界面，重點突出被監測的絕緣設備。
[0029]信息查詢系統，介損在線監測IED裝置可通過遠動將採樣信息上傳至遠方調度中心。
[0030]綜上所述:本實用新型公開了一種電容型設備介質損耗在線監測系統，基於IEC61850-9-2的傳輸協議，該系統包括:數據採集單元和在線監測單元，其中，數據採集單元包括零磁通傳感器和電壓信號採集卡，洩露電流用零磁通傳感器採集，並將小電流信號轉化為小電壓信號，接入就地安裝的電壓信號採集卡；電壓信號採集卡將電壓模擬量轉化為數字量，並上傳至在線監測單元。上述本實用新型通過採用數據採集光纖傳輸，使用IEC61850-9-2的傳輸協議，保證了數據的實時性和穩定性，確保了大量數據傳輸；另外，信號採集單元使用高精度同步採集卡，將傳感器的二次輸出電壓放大後轉化為數字量，有效的增加了傳感器系統的輸出電壓信號，提高被測信號的信噪比，降低了外界幹擾信號對測量結果的影響，使得測試系統具有較高的穩定性。
[0031]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種電容型設備介質損耗在線監測系統,其特徵在於,基於IEC61850-9-2的傳輸協議，該系統包括:數據採集單元和在線監測單元，其中，所述數據採集單元包括零磁通傳感器和電壓信號採集卡， 洩露電流用所述零磁通傳感器採集，並將小電流信號轉化為小電壓信號，接入就地安裝的所述電壓信號採集卡； 所述電壓信號採集卡將電壓模擬量轉化為數字量，並上傳至所述在線監測單元。
2.根據權利要求1所述的電容型設備介質損耗在線監測系統，其特徵在於，還包括:電路降噪以及電路過壓保護模塊。
【文檔編號】H04L29/06GK203673656SQ201320560741
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年9月10日 優先權日:2013年9月10日
【發明者】戴瑞海, 楊振, 劉曦, 梅照賽, 葉朝輝, 奚洪磊, 周震宇, 陳曉雷, 梅宏, 王瑞 申請人:國家電網公司, 國網浙江省電力公司, 國網浙江省電力公司溫州供電公司