換流站接地極設備監測系統的製作方法

2023-06-02 18:18:41 2

專利名稱：換流站接地極設備監測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及直流輸電工程中換流站接地極設備的成套監測技術。
背景技術：
直流輸電工程運行方式複雜，其中換流站的接地極設備對直流輸電工程的安全運行起著決定作用。接地極場地遠離換流站，並且無人值守，目前也有相關的監測手段，每次對接地極場地設備狀態的確認均需要人工完成，然而現在依靠人工確認已經無法滿足換流站的及時、準確、可靠的運行要求了，並且由於共用接地極場地設備簡單，安裝位置偏遠，以致於現場無法提供可靠的外接電源。目前用於變電站的視頻監控系統如圖1所示，其工作電源採用變電站內可靠的站用電源系統，其配置攝像機和開關量探頭將相關的信息上送至網絡交換機，再由網絡交換機發送至站端監控工作站，其中信息的傳送均通過光纖或網線介質。由此可見，該監控系統依賴於變電站內完善的站用電源系統、監測信息的傳送依賴於獨立縛設的近距離通信介質；當該監控系統應用於監測接地極設備時，無法解決電源供應以及縛設遠距離通信介質所帶來的成本昂貴問題、監測設備安裝維護困難。

實用新型內容本實用新型提供一種換流站接地極設備監測系統，採用成套監測技術來解決監測設備的電源供應、遠距離通信以及防潮驅潮問題。為達到上述目的，本實用新型採取以下的技術方案換流站接地極設備監測系統，包括接地極設備、監測設備箱和換流站監控系統，接近接地極設備處設有攝像頭，在接地極設備上電連接有開關量探頭，所述監測設備箱由監測主機、移動通訊單元、蓄電池、發電設備以及用於電能管理的充放電控制器成套箱式組裝而成；蓄電池、發電設備分別與充放電控制器電連接，攝像頭、開關量探頭、監測主機分別與蓄電池電連接；攝像頭、開關量探頭分別與監測主機有線通信連接，監測主機與移動通訊單元有線通信連接，移動通訊單元與換流站監控系統通過無線通信連接。上述接地極設備監測系統的監測方法如下由攝像頭採集接地極設備的開斷視頻信號、開關量探頭採集接地極設備的開斷位置信號，該視頻信號和開斷位置信號通過光纖傳輸至監測主機，監測主機通過移動通訊單元利用無線通信公網將兩信號發送至換流站監控系統，換流站監控系統通過獲取的開斷視頻信號、開斷位置信號，再通過將開斷視頻信號與開斷位置信號進行邏輯比較，如狀態位置一致，那麼向換流站監控系統發送設備狀態位置信號，如不一致，則發出報警信號，該邏輯滿足電力行業對設備監測判斷要求。上述技術方案採用成套技術，有效地將監測設備一一集成於控制箱內，由發電設備提供電能，充放電控制器管理電能，蓄電池充放電後輸出電能以提供工作電源，很好地解決了電源供應問題，同時通過無線通信公網的無線監測方法還有效解決了遠距離通信問題，降低了使用成本，通過攝像頭、開關量探頭的視頻、位置信號傳輸以及換流站監控系統對視頻、位置信號的比較判斷邏輯，實現了對接地極設備的視頻監視、設備開斷位置的信號監視功能。由於在缺少電源的戶外環境下控制箱的防潮、驅潮問題長期困擾電力部門，因此上述技術方案還可以作如下改進將監測設備箱分為上、中、下三個區，下區設有蓄電池，中區設有充放電控制器，上區設有監測主機和移動通訊單元，在上區和中區設有與蓄電池電連接的餘電加熱器。相鄰兩個區之間設有餘熱氣體交換口，監測設備箱頂部設有溼氣排出口，上區和溼氣排出口之間通過餘熱氣體交換口連通，通過餘熱氣體交換口進行熱交換，熱量利用率更高、生產成本更低。作為三個區之間的另一種熱交換方式，也可以在三個區之間設有蓄電池餘熱管道，蓄電池餘熱管道的一端與下區連通，另一端伸出箱體外，蓄電池餘熱管道分別與上區和中區連通。餘電加熱器由充放電控制器進行控制供電，在電力盈餘時對餘電加熱器供電，對上區和中區設備除溼；利用蓄電池餘熱用作控制箱內設備加熱驅潮的補充，充分利用蓄電池的餘熱作為分布式加熱驅潮裝置，既節約能源，又節約空間，同時也使得上述箱式成套組裝方式既便於設備安全運行，又節約電能。上述發電設備包括太陽能電池板和風力發電機，太陽能電池板安裝於監測設備箱四周，風力發電機安裝在監測設備箱上。採用風光互補發電設備能夠有效解決設備長時間供電問題，不需要通過新縛設的電力電纜來獲取外接電源，節省了成本。本實用新型採用成套監測技術，能夠滿足電力行業規範的要求，接地極設備箱式設計方便安裝及維護，系統運行後能及時、準確、可靠監測設備，並且節省大量設備投資。同時利用蓄電池餘熱的整體構成方案，既解決了缺少電源的戶外環境下控制箱的防潮、驅潮問題，又為安裝維護提供方便，節約能源、節省安裝空間。另外，換流站監控系統可以配置數量眾多的換流站端工作站，通過對視頻、位置信號的比較判斷邏輯，可以準確反映地極設備狀態，並且可以滿足運行、管理多部門同時查看。

圖1是變電站視頻監控系統；圖2是本實用新型共用接地極隔離刀監測系統圖；圖3是圖2中監測設備箱的發電設備結構示意圖；圖4是實施例1監測設備箱除溼結構示意圖；圖5是實施例2監測設備箱除溼結構示意圖。附圖標記1_監測設備箱；11_下區；12_中區；13_上區；2_太陽能電池板；3-風力發電機；4-餘電加熱器；5-餘熱氣體交換口 ；6_溼氣排出口 ；7_蓄電池餘熱管道。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型內容作進一步說明。實施例1如圖2所示，本實施例在接地極設備附近安裝紅外智能攝像頭，並將開關量探頭與接地極設備電連接，監測設備箱由監測主機、移動通訊單元、蓄電池、採用風力發電機和太陽能電池板發電的發電設備以及用於電能管理的充放電控制器成套箱式組裝而成，如圖3所示，監測設備箱I的箱體外殼四周兼作太陽能電池板2的光伏支架及移動通訊單元的天線，箱體的頂端安裝垂直軸小風機的風力發電機3，風機尺寸和箱體的尺寸協調。如圖2所示，蓄電池、發電設備分別與充放電控制器電連接，攝像頭、開關量探頭、監測主機分別與蓄電池電連接；紅外智能攝像頭、開關量探頭分別與監測主機通過光纖連接，監測主機與移動通訊單元通過10/100M屏蔽雙絞線連接,移動通訊單元通過無線通信公網接入Internet與換流站監控系統的伺服器連接，再由伺服器通過10/100M屏蔽雙絞線分別與若干個換流站站端工作站連接。充放電控制器對蓄電池、發電設備、負載設備、餘電加熱器進行電能管理，負載設備包括紅外智能攝像頭、開關量探頭、採用信號壓縮編碼的監測主機。本實施例配置的負載設備總功耗約為10W,配置的太陽能電池板選取500W,風力發電機選取600W,蓄電池選取DC24V，500Ah,經過計算在無風無太陽能極端天氣情況下，能夠正常20天24小時連續運行，滿足GB/T 25095-2010《架空輸電線路運行狀態監測系統》的要求。如圖4所示，監測設備箱I內分為上、中、下三個區，下區11為蓄電池區，設有蓄電池；中區12為電源控制管理區，設有充放電控制器；上區13為電氣設備區，設有監測主機和移動通訊單元。在上區13和中區12之間、中區12和下區11之間設有與蓄電池電連接的餘電加熱器4，相鄰的兩個區之間設有餘熱氣體交換口 5，監測設備箱I的頂部設有溼氣排出口 61，上區13與溼氣排出口 61之間通過餘電加熱器4連通，電源控制管理區、電氣設備區採用餘電加熱器4和蓄電池餘熱除溼餘電加熱器4由充放電控制器進行控制供電，在電力盈餘時對餘電加熱器供電來對上區13和中區12設備除溼，溼氣經餘熱氣體交換口 5流入溼氣排出口 61排出箱體外；蓄電池餘熱經餘熱氣體交換口 5進入上區13和中區12進行加熱，溼氣經餘熱氣體交換口 5流入溼氣排出口 61排出箱體外，蓄電池餘熱作為箱體內設備加熱驅潮的補充，充分利用了蓄電池的餘熱作為分布式加熱驅潮裝置，節約了電能。如圖2所示，本實用新型的監測方法如下由紅外智能攝像頭採集接地極設備的開斷視頻信號、開關量探頭採集接地極設備的開斷位置信號，該視頻信號和開斷位置信號通過光纖傳輸至監測主機，監測主機通過移動通訊單元通過無線通信公網接入Internet將兩信號發送至換流站監控系統的伺服器，由伺服器發送至每個換流站站端工作站，換流站站端工作站通過獲取的共用接地極隔離刀的視頻、位置信號，再通過將開斷視頻信號與開斷位置信號進行邏輯比較，如狀態位置一致，那麼向換流站站端工作站發送接地極設備狀態位置信號，如不一致，則發出報警信號。實施例2如圖5所示，本實施例與實施例1的不同之處在於監測設備箱I的三個區之間設有蓄電池餘熱管道7，蓄電池餘熱管道7的一端與下區11連通，另一端伸出箱體外，蓄電池餘熱管道7分別與上區13和中區12連通，餘電加熱器4和蓄電池餘熱對上區13和中區12設備除溼，溼氣經蓄電池餘熱管道7排出箱體外。顯然，本實用新型的上述具體實施方式
僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而並非是對本實用新型實施方式的限定，對於本領域技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以容易地做出其它形式上的變化或者替代，而這些改變或者替代也將包含在本實用新型確定的保護範圍之內。
權利要求1.換流站接地極設備監測系統，包括接地極設備，其特徵是還包括監測設備箱和換流站監控系統，接近接地極設備處設有攝像頭，在接地極設備上電連接有開關量探頭，所述監測設備箱由監測主機、移動通訊單元、蓄電池、發電設備以及用於電能管理的充放電控制器成套箱式組裝而成；蓄電池、發電設備分別與充放電控制器電連接，攝像頭、開關量探頭、監測主機分別與蓄電池電連接；攝像頭、開關量探頭分別與監測主機有線通信連接，監測主機與移動通訊單元有線通信連接，移動通訊單元與換流站監控系統通過無線通信連接。
2.如權利要求1所述的換流站接地極設備監測系統，其特徵是所述監測設備箱分為上、中、下三個區，下區設有蓄電池，中區設有充放電控制器，上區設有監測主機和移動通訊單元，在上區和中區設有與蓄電池電連接的餘電加熱器，相鄰兩個區之間設有餘熱氣體交換口，監測設備箱頂部設有溼氣排出口，上區和溼氣排出口之間通過餘熱氣體交換口連通。
3.如權利要求1所述的換流站接地極設備監測系統，其特徵是所述監測設備箱分為上、中、下三個區，下區設有蓄電池，中區設有充放電控制器，上區設有監測主機和移動通訊單元，在上區和中區設有與蓄電池電連接的餘電加熱器；在三個區之間設有蓄電池餘熱管道，蓄電池餘熱管道的一端與下區連通，另一端伸出箱體外，蓄電池餘熱管道分別與上區和中區連通。
4.如權利要求1所述的換流站接地極設備監測系統，其特徵是所述發電設備包括太陽能電池板和風力發電機，所述太陽能電池板安裝於監測設備箱四周，所述風力發電機安裝在監測設備箱上。
專利摘要本實用新型涉及直流輸電工程中換流站接地極設備的成套監測技術，提供一種換流站接地極設備監測系統，採用成套監測技術來解決監測設備的電源供應、遠距離通信以及防潮驅潮問題。其包括接地極設備、監測設備箱和換流站監控系統，接近接地極設備處設有攝像頭，在接地極設備上電連接有開關量探頭，所述監測設備箱由監測主機、移動通訊單元、蓄電池、發電設備以及用於電能管理的充放電控制器成套箱式組裝而成。監測方法是換流站監控系統通過攝像頭採集的開斷視頻信號以及開關量探頭採集的開斷位置信號進行邏輯比較來監測接地極設備的狀態。本實用新型方便安裝及維護，系統運行後能及時、準確、可靠監測設備，並且節省大量設備投資。
文檔編號H04N7/18GK202840686SQ20122045961
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月10日 優先權日2012年9月10日
發明者劉紅太, 龔天森, 張雪波, 張旭光, 譚茂強, 施世鴻, 徐中亞, 孫幫新, 陳凱華, 夏長根, 楊帆 申請人:中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司