[實用新型]智能套管在線監測裝置

有效

• 申請號: 201821768551.2
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN209148803U
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 曹成;王紅亮;龐佳;閆睿智;王富民;王麗華
• 申請（專利權）人: 四方特變電工智能電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R27/26
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

本實用新型涉及智能套管在線監測裝置，主要完成對變壓器套管介質損耗及電容量的實時在線監測，根據監測結果對變壓器套管運行狀態進行判斷。包括順序連接的信號采集單元、信號放大單元、信號濾波單元、AD采樣單元、FPGA單元，以及與FPGA單元連接的、B碼對時單元、頻率檢測單元、無線通信單元、有線通信單元；本實用新型采用FPGA作為硬件核心處理器，通過對電壓、電流信號相位信息的采集，經過計算得到套管的介質損耗及電容量，然后通過無線通信方式或者有線通信方式傳輸到后臺服務器。

技術領域

本實用新型涉及一種智能套管在線監測裝置。可對套管末屏泄露電流、介質損耗、電容量進行實時在線監測。監測數據可以通過有線或者無線通信方式傳輸到后臺服務器，通過專家診斷算法，對套管當前運行狀態進行分析，保證套管安全穩定運行。

背景技術

隨著國民經濟的迅猛發展，整個社會對電力的需求越來越大，對電力供應的可靠性要求越來越嚴格。在電力變壓器結構中，高壓套管是變壓器引線處絕緣的重要組件，其質量和性能對變壓器及其配套設備的可靠運行具有非常重要的意義。研究數據表明高壓套管故障占到變壓器故障的40％，其中52％的高壓套管故障為嚴重故障，會引起火災、大面積停電等嚴重事故。主變套管是變電站所有容性設備中最容易發生事故的容性設備，目前主要的故障預防手段是預防性試驗和定期更換，需要電力部門投入大量的人力和物力，會延長電網檢修停電時間，對電網的經濟效益產生影響。

本設計通過對市場的調研，設計研發一款智能套管在線監測裝置。通過對套管介質損耗、電容值在線實時監測，實現套管運行狀態數據的科學分析和健康狀態診斷，達到潛伏性故障提早發現、提早預警的目的，從而提高變電設備運行的可靠性。智能套管在線監測裝置可以實現與變電站監控后臺和調度系統的接口，對變電設備運行狀態的運程監控，實現對有故障隱患的設備有選擇性的提早檢修，減少多次停電帶來的損失，節約人力和維修支出，降低運維成本，為電力運營贏得更多寶貴的時間，為變電站實現無人值守提供技術支持。

實用新型內容

本實用新型針對變電站內套管內部絕緣特點，設計研發一套可以實時監測套管運行狀態的裝置。裝置采用FPGA作為控制核心，通過對套管末屏泄露電流和套管兩端電壓信號的獲取，經過信號處理電路進行放大、濾波、A/D模數轉換后，FPGA計算得到介質損耗因數和電容量數值。采集的數據可以通過有線方式或者無線方式傳輸至后臺服務器。后臺服務器安裝專家軟件，可對監測數據進行智能分析，給出套管當前運行狀態信息，保證套管安全穩定運行。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：智能套管在線監測裝置，包括順序連接的信號采集單元、信號放大單元、信號濾波單元、AD采樣單元、FPGA單元，以及與FPGA單元連接的、B碼對時單元、頻率檢測單元、無線通信單元、有線通信單元；所述頻率檢測單元與信號濾波單元連接。

所述信號采集單元包括電壓信號采集單元和電流信號采集單元；采用屏蔽通信電纜將計量箱內電壓互感器二次電壓連接到電壓信號采集單元，電壓信號采集單元輸出信號至信號放大單元；采用屏蔽通信電纜將套管的末屏信號穿過電磁式穿心電流傳感器，電磁式穿心電流傳感器輸出信號接到電流采樣單元，電流采集單元輸出信號至信號放大單元。

所述信號放大單元采用運算放大器芯片；電壓信號采集單元輸出信號正端、輸出信號負端分別通過電阻R2、電阻R4接到運算放大器芯片的第一信號輸入端-INA、第一信號輸入端+INA，參考電源通過電阻R3接到第一信號輸入端-INA，運算放大器芯片的輸出端A通過電阻R1接到第一信號輸入端-INA；電流采集單元輸出信號正端、輸出信號負端分別通過電阻R6、電阻R8接到運算放大器芯片的第二信號輸入端-INB、第二信號輸入端+INB，參考電源通過電阻R7接到第二信號輸入端-INB，運算放大器芯片的輸出端B通過電阻R5接到第二信號輸入端-INB；運算放大器芯片的正電源輸入端V+、負電源輸入端V-分別連有正電源和負電源。

所述信號濾波單元為有源濾波器。

所述AD采樣單元采用AD轉換芯片。