專利名稱：一種無線傳感避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種避雷器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其是涉及一種無線傳感避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往有過避雷器泄漏電流在線監(jiān)控實(shí)驗(yàn)性產(chǎn)品，主要采用RS-485，CAN組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。其安全保證主要是光電隔離，然而這類避雷器泄漏電流在線監(jiān)控方案的安全性是有疑問的。由于避雷器在動(dòng)作時(shí)要承受巨大的雷擊能量，避雷器泄漏電流監(jiān)視器同樣也要承受這個(gè)能量，如果采用這類在線監(jiān)視技術(shù)不可避免的需要布設(shè)供電和通訊線纜，電源線只能采用銅纜，這會(huì)帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)，如果裝置出現(xiàn)問題很可能將雷擊能量引入控制室，導(dǎo)致故障擴(kuò)散到變電站主控設(shè)備而使得整個(gè)變電站崩潰。由于安全風(fēng)險(xiǎn)巨大，采用此類在線監(jiān)測(cè)方案的產(chǎn)品幾乎沒有得到變電站采用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種安全性高的無線傳感避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種無線傳感避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、服務(wù)器和監(jiān)測(cè)終端，所述的數(shù)據(jù)處理模塊、服務(wù)器和監(jiān)測(cè)終端通過數(shù)據(jù)總線依次連接，其特征在于，還包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述的數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊之間通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接。數(shù)據(jù)采集模塊采集避雷器母線的電流和電壓數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊處理接收到的電流和電壓數(shù)據(jù)，將處理結(jié)果發(fā)送至服務(wù)器儲(chǔ)存，各監(jiān)控終端讀取儲(chǔ)存在服務(wù)器上的信息，對(duì)避雷器的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括無線泄漏電流傳感器和無線電壓相位傳感器，無線泄漏電流傳感器和無線電壓相位傳感器均與避雷器連接，分別用于檢測(cè)避雷器的電流和電壓。所述的無線泄漏電流傳感器設(shè)有三個(gè)，分別連接避雷器的三相母線。所述的無線電壓相位傳感器設(shè)有三個(gè)，分別連接避雷器的三相母線。所述的數(shù)據(jù)處理模塊包括傳輸基站和工控機(jī)，所述的傳輸基站與工控機(jī)連接，傳輸基站從數(shù)據(jù)采集模塊接收數(shù)據(jù)，由工控機(jī)處理該數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果發(fā)送至服務(wù)器。所述的數(shù)據(jù)總線包括RS-485總線或CAN總線。所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為2. 4GHz的無線通訊網(wǎng)絡(luò)，采用TDMA突發(fā)跳時(shí)擴(kuò)頻和跳頻擴(kuò)頻模式結(jié)合的通訊方式。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用了無線傳感技術(shù)，每個(gè)傳感器與路由和主機(jī)都是通過無線聯(lián)系，任何一個(gè)傳感器的故障不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的崩潰，也不會(huì)將雷電流引入控制室，所以不會(huì)給變電站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)帶來任何額外的風(fēng)險(xiǎn)，具有高度的系統(tǒng)可靠性，而且避雷器狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布置接線簡(jiǎn)單方便，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控避雷器各項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)量，為運(yùn)行及檢修人員省去了大量的狀態(tài)量現(xiàn)場(chǎng)采集工作，提高了工作效率，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例如圖1所示，一種無線傳感避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊2、數(shù)據(jù)處理模塊3、服務(wù)器4和監(jiān)測(cè)終端5。數(shù)據(jù)處理模塊3、服務(wù)器4和監(jiān)測(cè)終端5通過RS-485或CAN總線依次連接，數(shù)據(jù)采集模塊2與數(shù)據(jù)處理模塊3之間通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)6連接，該無線傳感器網(wǎng)絡(luò)6為2. 4GHz的無線通訊網(wǎng)絡(luò)，采用TDMA突發(fā)跳時(shí)擴(kuò)頻和跳頻擴(kuò)頻模式結(jié)合的通訊方式。數(shù)據(jù)采集模塊2包括無線泄漏電流傳感器21和無線電壓相位傳感器22，每個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊2均設(shè)有三個(gè)無線泄漏電流傳感器22和三個(gè)無線電壓相位傳感器23，連接避雷器I的三相母線，無線泄漏電流傳感器22檢測(cè)三相電流，無線電壓相位傳感器23檢測(cè)三相電壓并為數(shù)據(jù)處理裝置3提供基準(zhǔn)電壓信號(hào)。數(shù)據(jù)處理模塊3包括傳輸基站31和工控機(jī)32。本發(fā)明的工作過程為無線泄漏電流傳感器21和無線電壓相位傳感器22采集避雷器I母線的電流和電壓數(shù)據(jù)，并由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)送該數(shù)據(jù)，設(shè)在傳輸基站31上的接收器接收電流和電壓數(shù)據(jù)，通過與其連接的工控機(jī)32對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后將處理結(jié)果通過RS-485或CAN總線傳送至服務(wù)器4，服務(wù)器4保存工控機(jī)32的處理結(jié)果，各監(jiān)控終端5讀取儲(chǔ)存在服務(wù)器4上的信息，對(duì)避雷器I的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。本發(fā)明的工作原理為采用基本法分析檢測(cè)避雷器泄漏電流及診斷運(yùn)行狀況。通常流經(jīng)金屬氧化物避雷器的電流包含容性成分I。和阻性成分Ικ，I。主要為基波成分，Ik則除含有基波成分外，還含有豐富的諧波成分，這是由避雷器的非線性特性造成的。避雷器是否正常的主要特征就是判斷其Ik是否在正常的范圍以內(nèi)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要任務(wù)就是從全電流中提取出Ικ。在正常狀態(tài)下，其阻性電流Ik遠(yuǎn)小于容性電流Ic，因此全電流主要表現(xiàn)為Ic。雖然I。在相位上超前于Ικ90°，但對(duì)于兩者的基波來說，在不引入外部參考信息的情況下很難將Ik分離出來。由于Ik和該相電壓同相位，因此只要引入該項(xiàng)引入電壓信號(hào)即可精確求取Ir分量。基于上述理論，無線電壓相位傳感器23測(cè)量各相電壓的過零時(shí)間和各相電壓的各次諧波分量，在電壓過零的同時(shí)無線泄漏電流傳感器22向工控機(jī)32發(fā)送電流值，二者共同參與計(jì)算阻性電流Ικ，無線泄漏電流傳感器22測(cè)量總泄漏電流的基波和各諧波分量，與無線電壓相位傳感器23協(xié)調(diào)計(jì)算出阻性電流分量。此外，系統(tǒng)還提供一種3次諧波輔助判斷技術(shù)。系統(tǒng)提取電壓、電流中的3次諧波，當(dāng)電壓信號(hào)中3次諧波增加，電流3次諧波也隨著增加屬于正常情況；當(dāng)電壓信號(hào)中3次諧波正常，避雷器泄漏電流3次諧波增加則表明避雷器閥片可能出現(xiàn)劣化的征兆，系統(tǒng)將同時(shí)比對(duì)當(dāng)前時(shí)刻的阻性電流，以及當(dāng)前的環(huán)境濕度，給出出避雷器內(nèi)部閥片的真實(shí)狀態(tài)。
本發(fā)明在實(shí)驗(yàn)室對(duì)一組220kV氧化鋅避雷器進(jìn)行了驗(yàn)證，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，檢測(cè)結(jié)果符合實(shí)際情況，該系統(tǒng)檢測(cè)精度高，可靠性強(qiáng)，試驗(yàn)取得了較好效果。 表I 220kV氧化鋅避雷器電流數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種無線傳感避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、服務(wù)器和監(jiān)測(cè)終端，所述的數(shù)據(jù)處理模塊、服務(wù)器和監(jiān)測(cè)終端通過數(shù)據(jù)總線依次連接，其特征在于，還包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述的數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊之間通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線傳感避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括無線泄漏電流傳感器和無線電壓相位傳感器，無線泄漏電流傳感器和無線電壓相位傳感器均與避雷器連接，分別用于檢測(cè)避雷器的電流和電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線傳感避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線泄漏電流傳感器設(shè)有三個(gè)，分別連接避雷器的三相母線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線傳感避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線電壓相位傳感器設(shè)有三個(gè)，分別連接避雷器的三相母線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線傳感避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理模塊包括傳輸基站和工控機(jī)，所述的傳輸基站與工控機(jī)連接，傳輸基站從數(shù)據(jù)采集模塊接收數(shù)據(jù)，由工控機(jī)處理該數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果發(fā)送至服務(wù)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種無線傳感避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)總線包括RS-485總線或CAN總線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線傳感避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為2. 4GHz的無線通訊網(wǎng)絡(luò)，采用TDMA突發(fā)跳時(shí)擴(kuò)頻和跳頻擴(kuò)頻模式結(jié)合的通訊方式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無線傳感避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、服務(wù)器和監(jiān)測(cè)終端，所述的數(shù)據(jù)處理模塊、服務(wù)器和監(jiān)測(cè)終端通過數(shù)據(jù)總線依次連接，所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述的數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊之間通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有系統(tǒng)可靠性高，安全性好，監(jiān)測(cè)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R19/00GK103048577SQ201110312758
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2011年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月16日
發(fā)明者張卓云 申請(qǐng)人:上海欣影電力科技發(fā)展有限公司