一種用于電網(wǎng)系統(tǒng)的多組合實時監(jiān)測裝置的設(shè)計

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(wǎng)河北保定供電局，河北保定071000）

0 引言

隨著我國電網(wǎng)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(shè)備種類繁多，保護裝置配合的復(fù)雜性和電網(wǎng)拓?fù)涞淖兓淮_定性，使得電網(wǎng)故障檢測及預(yù)判成為一個復(fù)雜的綜合問題。現(xiàn)有的監(jiān)測方式只能單對單地進行電力設(shè)備的監(jiān)測，無法對所有電力系統(tǒng)設(shè)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(shè)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(zhǔn)確地對電力設(shè)備進行整體的實時監(jiān)測成為了業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的重點。

1 多組合實時監(jiān)測裝置的設(shè)計

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本設(shè)計提供一種用于電網(wǎng)系統(tǒng)的多組合實時監(jiān)測裝置，它結(jié)構(gòu)簡單，安裝便捷，不僅能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中的電力設(shè)備進行實時監(jiān)測，還能夠?qū)收显O(shè)備進行定位。

本設(shè)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(xiàn)場維修人員能夠了解設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備局部放電檢測的準(zhǔn)確性，將采集處設(shè)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(shè)備是否局部放電，其結(jié)構(gòu)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(shè)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(jié)構(gòu)，用于接收超高頻信號。吸附件為永磁體2-1，設(shè)置在圓形面板1的兩側(cè)。吸附件能夠?qū)⒕址艡z測器U2吸附在設(shè)備的側(cè)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(nèi)，進行隔離處理，避免影響檢測的準(zhǔn)確性。

圖2 局放檢測器結(jié)構(gòu)示意圖 圖3 局放檢測器結(jié)構(gòu)半剖圖

該監(jiān)測裝置設(shè)有控制部分，以便工作人員對電力系統(tǒng)中的輔助設(shè)備進行控制，達到保障電力系統(tǒng)正常運行的目的。控制部分包括門禁控制電路和風(fēng)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(jīng)門禁器MJ后與電源連接；風(fēng)機控制電路包括第一三極管Q1、繼電器J和風(fēng)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(jīng)繼電器J后與電源連接，風(fēng)機電機M的啟閉由繼電器的常開控制觸點控制J-1。

2 多組合實時監(jiān)測裝置的功能

本裝置監(jiān)測部分能夠?qū)ε潆姽駜?nèi)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(xiàn)了對電力系統(tǒng)的整體性監(jiān)測。而且，監(jiān)測部分還能夠?qū)⒈O(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(shè)備狀態(tài)信息，另一方面將各電力設(shè)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(shè)備狀態(tài)情況。另外，在中心系統(tǒng)中還設(shè)有GPS定位模塊，能反映故障設(shè)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(shè)備進行及時處理，以保障用電設(shè)備的正常工作。

3 結(jié)語

該實時監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中的設(shè)備實現(xiàn)整體的實時監(jiān)測，有效解決了以往監(jiān)測設(shè)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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