一种基于现场总线分组测量的电气设备状态监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于现场总线分组测量的电气设备状态监测系统，它包括有一上位机，所述上位机通过现场总线连接有若干个监测单元，所述监测单元包括有同步触发监测单元和同步采样监测单元；一同步触发监测单元与至少一同步采样监测单元组成一监测组，所述监测组的数量至少为一组。本实用新型专利技术所提供的监测系统，整个数据采集和计算的过程，不需要上位机干预，从而使上位机对所有类型监测单元的通讯过程统一为读取最终数据的过程，从而方便系统的扩展，即使不同厂家生产的不同的监测单元，只要执行本实用新型专利技术的技术规范，接入现场总线即可正常工作。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及在线监测系统，特别涉及一种电力行业的基于现场总线分组测量的电气设备状态在线监测系统。
技术介绍
在电力行业的高压电气设备状态在线监测领域，需要实时的对电容型设备的介损、电容量进行在线测量。介损测量需要比较系统电压与电容型设备末屏电流的相位，电容量测量需要采集系统电压的幅值和电容型设备末屏电流的幅值。由于两种监测单元，即系统电压监测单元和电容型设备末屏电流监测单元，分别安装于被监测设备附近，他们之间通过现场总线进行通讯，交换数据。介损、电容量的测量需要两个单元同时采集数据，用同时采集的数据相互运算，得出介损和电容量。以往的做法是将两个单元的数据甚至波形都传送到上位机，在上位机中进行运算。这样的系统就成为介损测量的专用系统，不能适应在线系统的扩展和互换，不利于工业化、规模化应用，其他类型监测单元(如断路器监测单元或其他厂家的监测单元、新类型的监测单元等)如果要接入该系统就很困难；如果传送波形，则现场总线的通讯效率相当低，而且为了减小同步误差，要求通讯速率高，这就限制了通讯距离，不利于在大型变电站中使用。专利技术创造内容本技术的目的是提供一种可扩展、可互换的变电站高压电气设备的基于现场总线分组测量的电气设备状态监测系统。为实现上述目的，本技术采取技术方案一种基于现场总线分组测量的电气设备状态监测系统，它包括有一上位机，所述上位机通过现场总线连接有若干个监测单元，所述监测单元包括有同步触发监测单元和同步采样监测单元；一同步触发监测单元与至少一同步采样监测单元组成一监测组，所述监测组的数量至少为一组；在各个所述监测组中，所述同步触发监测单元发出一同步触发命令并立即采集该监测单元所要测量的特征量，与上述同步触发监测单元同组的各同步采样监测单元仅接收本组同步触发监测单元的命令，在接收到同步触发命令后，立刻采集各同步采样监测单元所要测量的特征量；所述同步触发监测单元采集的特征量发送给与其同组的各同步采样监测单元，各同步采样监测单元通过现场总线接收到本组同步触发监测单元发出的特征量后，根据其自身采集到的特征量计算出最终需要的监测结果，并将所述监测结果通过现场总线发送给上位机。在实际操作中，所述同步触发监测单元为系统电压单元，其设置在变电站每段的母线上；所述同步采样监测单元为电容型设备或避雷器的监测单元，其分别设置在所需测量的设备附近。一个分组最少包括一个系统电压单元和一个电容型设备或避雷器监测单元。根据变电站主接线方式和被监测设备所在母线的分段情况，一个在监测系统可以有最多16个组。所有独立完成监测工作的监测单元均不分组。分组和不分组的监测单元均在同一现场总线上。所有监测单元安装在在被监测设备的附近。此外，所述监测单元还包括有主动采样监测单元和被动采样监测单元。所述主动采样监测单元是指采样自行控制和触发的监测单元，如变压器油温监测单元，其设置在变压器上；被动采样监测单元是指采样由被监测设备事件触发为断路器监测单元，其设置在断路器附近。上述的电气设备状态监测系统中，所述同步触发监测单元与同步采样监测单元之间通过现场总线连接，同步触发监测单元和同步采样监测单元通过数字通讯的方式进行分组，不存在物理结构的分组；而所述同步触发监测单元、同步采样监测单元、主动采样监测单元以及被动采样监测单元之间也是通过现场总线连接。本技术由于采取以上设计，其具有以下优点1、本技术所提供的监测系统中，整个数据采集和计算的过程，不需要上位机干预，从而使上位机对所有类型监测单元的通讯过程统一为读取最终数据的过程，从而方便系统的扩展，即使不同厂家生产的不同的监测单元，只要执行本技术的技术规范，接入现场总线即可正常工作。比如，变压器顶层油温监测单元以主动采样为主，断路器监测单元这种以被动采样为主，不需要同步触发的监测单元就可以方便的接入。2、本技术中，测量过程采用计算特征量的方法，特征量在较大的同步时间误差内都不会发生较大的变化，适用于电力系统介损测量比较平稳的波形，精度完全满足要求。3、本技术中，各监测单元可以设置在离设备很近的地方，而上位机可以设置在远离设备的地方，各监测单元之间不需要大量传输波形数据，通讯效率高，从而克服了波形传输为了达到高的同步要求而采用高通讯速率，使的通讯距离大大下降，不利于在大型变电站中应用的弊端，因此本技术所提供的在线监测系统，能够更好的适用于大型变电站中。4、所有监测组中的测量单元接入同一个现场总线，不存在物理结构上的分组，分组是采用数字通讯的方式进行，在通讯协议中定义组号、软件判断组号的方式进行分组。附图说明图1为本技术所提供的电气设备状态监测系统的结构方框图图2为本技术一实施例的结构方框图 具体实施方式如图1所示，为本技术提供的一种基于现场总线分组测量的电气设备状态监测系统，它包括有一上位机1，上位机1通过现场总线2连接有若干个监测单元3，监测单元3包括有同步触发监测单元31和同步采样监测单元32；一同步触发监测单元31与至少一同步采样监测单元32可以组成一监测组4，监测组4的数量根据实际需要来设定，其至少为一组；各监测组4可以监测各种电气设备，比如有的监测组监测电容型的设备，而有的监测组监测避雷器型的设备。具体来讲，所述各监测组的同步触发监测单元31和各同步采样监测单元32也是通过现场总线连接的，在测量的时候，首先由同步触发监测单元31通过现场总线发出一同步触发命令，并且同步触发监测单元31立即采集其本身所要测量的特征量，与同步触发监测单元31同组的各同步采样监测单元32在接收到同步触发监测单元31发出的同步触发命令后，立刻采集各同步采样监测单元所要测量的特征量；然后，同步触发监测单元31将采集的特征量通过现场总线发送给与其同组的各同步采样监测单元32，各同步采样监测单元32接收到同步触发监测单元31发出的特征量后，根据其自身采集到的特征量计算出最终需要的监测结果，并将监测结果通过现场总线发送给上位机1。如图2所示，以监测电容型的设备为例，变电站的每一段母线上的监测单元可以分为一个监测组4，而所有监测组中的监测单元接入同一个现场总线，分组实际是在通讯协议中定义组号、软件判断组号的方式进行分组的；在本实施例中，监测组4中的同步触发监测单元31为监测电压的系统电压单元33，其设置在变电站每段的母线上，监测组中的同步采样监测单元32为的介损监测单元34，其分别设置在所需测量的各电容型设备的附近。在测量的时候，首先由系统电压单元33通过现场总线发出一同步触发命令，并且系统电压单元33立即采集系统电压的幅值U以及相位α，与系统电压单元33同组的各介损监测单元34在接收到系统电压单元33发出的同步触发命令后，立刻采集其所监测的电容型的设备的末屏电流的幅值I以及相位β；然后，系统电压单元33将其采集到的电压的幅值U以及相位α通过现场总线发送给与其同组的各介损监测单元34，各介损监测单元34根据公式C＝I/(Uω)、tgδ＝tg(π/2-(β-α))计算出电容量C以及介损tgδ；并将计算出的电容量C和介损tgδ通过现场总线发送给上位机1。上位机1可以是工控机其他计算机系统。如果要监测避雷器型设备，其也可以按照上述实施例进行分组，并设定同步触发监测单元以及同步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于现场总线分组测量的电气设备状态监测系统，它包括有一上位机，其特征在于：　　　　所述上位机通过现场总线连接有若干个监测单元，所述监测单元包括有同步触发监测单元和同步采样监测单元；一同步触发监测单元与至少一同步采样监测单元组成一监测组，所述监测组的数量至少为一组；　　　　在各个所述监测组中，所述同步触发监测单元通过现场总线发出一同步触发命令并立即采集该监测单元所要测量的特征量，与上述同步触发监测单元同组的各同步采样监测单元在接收到同步触发命令后，立刻采集各同步采样监测单元所要测量的特征量；所述同步触发监测单元采集的特征量通过现场总线发送给与其同组的各同步采样监测单元，各同步采样监测单元接收到同步触发监测单元发出的特征量后，根据其自身采集到的特征量计算出最终需要的监测结果，并将所述监测结果通过现场总线发送给上位机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠晶，鞠登峰，
申请(专利权)人：北京伏安电气公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]