一种电力少油设备绝缘缺陷在线监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电力少油设备绝缘缺陷在线监测系统及方法，系统包括：在线监测装置，用于采集与电力少油设备绝缘缺陷相关的温度、压力、微水、氢气含量数据，并采用物联网的方式发送到数据中心；在线监测装置包括信号传感采集单元、供电单元、通讯单元、CPU单元和电路单元；数据中心包括上位机、数据存储服务器、云端数据输入端口；上位机包含故障诊断装置；故障诊断装置，用于根据在线监测装置发送回的数据对所监测设备的绝缘情况进行诊断和故障预警；用户终端模块，用于随时随地查看数据，包括数据展示、报告发送、图片上传、预警信息确认功能。本系统性价比高、安装方便、稳定可靠，可实现电力少油设备绝缘缺陷的带电在线监测。

【技术实现步骤摘要】
一种电力少油设备绝缘缺陷在线监测系统及方法
本专利技术涉及电力系统设备监测
，更具体地说，涉及一种电力少油设备绝缘缺陷在线监测系统及方法。
技术介绍
变压器套管、油浸式电流互感器、电压互感器、油式电抗器、油式电容器、油式断路器等电力少油设备在我国电力系统中应用广泛，在长期运行中电力少油设备内部可能会出现局部放电、油过热、油中电弧、火花放电等故障，早期故障缺陷如果不能被及时发现会继续劣化，继而可能导致设备绝缘击穿，性能下降，甚至发生破裂、爆炸、起火等重大安全事故。因此，对电力少油设备的绝缘状况进行监测，在设备存在隐患缺陷时，快速准确的对其进行诊断和评估，对电网的安全运行意义重大。目前，电力系统运行人员对此类设备的检测一般采用人工定期巡检和试验检测，检测方法主要有绝缘油色谱分析、局部放电检测、红外测温、脉冲电流法等，这些方法效率低、周期长、难以实现带电在线监测。目前，针对电力少油设备的有效在线监测手段几乎没有，传统检测手段主要是油色谱法和末屏接地电流法。油色谱检测法存在的问题是：由于电力少油设备内部油量少，油色谱检测法实际应用需要一边取油一边充油，可能会带来设备密封和负压问题，而且油色谱分析仪价格昂贵、体积大、检测周期长，需要油气分离；末屏接地电流法存在的问题是，抗干扰能力差、准确性和灵敏度低。电力少油设备因其油量少、数量多、应用广泛的特点，传统变压器多油设备的油色谱分析仪无法应用于电力少油设备的在线监测，可以说电力少油设备绝缘缺陷的在线监测为一片空白，因此，急需一种体积小、性价比高，安装方便、稳定可靠的电力少油设备在线监测系统。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电力少油设备绝缘缺陷在线监测系统及方法，其能够实现变压器套管、油浸式电流互感器、电压互感器、油式电抗器、油式电容器、油式断路器等电力少油设备的早期故障监测和预警，具有安装方便、性价比高、监测效果可靠、可带电在线监测等特点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电力少油设备绝缘缺陷在线监测系统，其中，包括：在线监测装置，用于采集与电力少油设备绝缘缺陷相关的温度、压力、微水、氢气含量数据，并通过物联网方式发送到数据中心；所述在线监测装置包括信号传感采集单元、供电单元、通讯单元、CPU单元和电路单元；所述数据中心包括上位机、数据存储服务器、云端数据输入端口；所述上位机包含故障诊断装置；故障诊断装置，用于根据在线监测装置发送回的数据对所监测设备的绝缘情况进行诊断和故障预警；用户终端模块，用于随时随地查看监测到的数据，包括数据展示、报告发送、图片上传、预警信息确认功能。本专利技术所述的在线监测系统，其中，所述故障诊断装置包括：数据处理单元，用于将所获得数据按照固定格式打包，通过物联网方式发送到云端数据中心，所述数据中心根据每一组监测设备ID对应的测量数据，提取计算出温度、温度变化率、压力、压力变化率、相对湿度、氢气含量、氢气变化率、设备投运年限、油量体积特征参量；数据诊断单元，用于根据所述数据中心提取的特征参量综合判断监测电力少油设备的绝缘状态，其主要判断依据为：当温度较大，且持续一段时间，压力较大，氢气含量不高时，判断为热故障；当温度短时较高，压力快速上升，氢气含量快速上升时，判断为电弧故障；当相对湿度较大，氢气含量较高时，判断为油受潮了；报警提示单元，用于将电力少油设备绝缘缺陷以概率形式表示，当诊断结果越过报警限值时，启动声光报警，并发送信息到所述用户终端模块。本专利技术所述的在线监测系统，其中，所述在线监测装置为三通法兰结构，其与所述电力少油设备的取油阀门一体化设计；所述在线监测装置的其中一个接口与所述电力少油设备的取油口连接，另一个接口与传感器连接，第三个接口为引出口、且设置有阀门开关。本专利技术所述的在线监测系统，其中，所述信号传感采集单元包括：温度传感器、压力传感器、湿度传感器、氢气传感器；所述温度传感器采用DS18B20温度传感器，所述湿度传感器采用聚合物薄膜电容型传感器，所述氢气传感器采用钯镍合金薄膜型氢气传感器。本专利技术所述的在线监测系统，其中，所述供电单元采用干电池供电，或者采用锂电池供电或感应取电方式。本专利技术所述的在线监测系统，其中，所述通讯单元采用短距离无线通讯方式，数据接入变电站在线监测平台CAC和PMS系统；或者，所述通讯单元采用物联网方式，数据接入云平台。本专利技术所述的在线监测系统，其中，所述物联网方式具体为：采用窄带物联网NB-IoT方式，其与LTE蜂窝网络标准兼容；或者，采用蓝牙、ZigBee、802.15.4、Weightless-N、Wi-Fi、LTECat0/1。本专利技术所述的在线监测系统，其中，所述电路单元包括：传感器信号转换电路，数据采集控制电路、电源电路和无线天线；所述无线天线为隐藏式天线，天线环形布置在装置内部，并与电路板连接，用于增强无线通讯信号质量。本专利技术所述的在线监测系统，其中，所述数据中心用于处理和展示监测数据，包括温度、压力、微水、氢气的历史变化曲线、变化率、当前值、设备ID数据信息的展示和查询，对所监测设备内绝缘情况进行分析与评估，发送缺陷预警。本专利技术还提供了一种电力少油设备绝缘缺陷在线监测方法，其中，包括以下步骤：采集与电力少油设备绝缘缺陷相关的温度、压力、微水、氢气含量数据，并通过物联网方式发送到数据中心；根据每一组监测设备ID对应的测量数据，提取计算出温度、温度变化率、压力、压力变化率、相对湿度、氢气含量、氢气变化率、设备投运年限、油量体积特征参量；根据所提取的特征参量综合判断监测电力少油设备的绝缘状态，其主要判据为：当温度较大，且持续一段时间，压力较大，氢气含量不高时，判断为热故障；当温度短时较高，压力快速上升，氢气含量快速上升时，判断为电弧故障；当相对湿度较大，氢气含量较高时，判断为油受潮了；根据判断结果对所监测设备的绝缘情况进行诊断和故障预警，并发送信息到用户终端模块。本专利技术的有益效果在于：能够实现变压器套管、油浸式电流互感器、电压互感器、油式电抗器、油式电容器、油式断路器等电力少油设备的早期故障监测和预警，具有安装方便、性价比高、监测效果可靠、可带电在线监测等特点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：图1是本专利技术较佳实施例的电力少油设备绝缘缺陷在线监测系统原理框图；图2是本专利技术较佳实施例的电力少油设备绝缘缺陷在线监测方法流程图。具体实施方式为了使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，一种电力少油设备绝缘缺陷在线监测系统，包含：在线监测装置，用于采集与电力少油设备绝缘缺陷相关的温度、压力、微水、氢气含量数据，并通过物联网方式发送到数据中心；在线监测装置包括信号传感采集单元、供电单元、通讯单元、CPU单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力少油设备绝缘缺陷在线监测系统，其特征在于，包括：在线监测装置，用于采集与电力少油设备绝缘缺陷相关的温度、压力、微水、氢气含量数据，并通过物联网方式发送到数据中心；所述在线监测装置包括信号传感采集单元、供电单元、通讯单元、CPU单元和电路单元；所述数据中心包括上位机、数据存储服务器、云端数据输入端口；所述上位机包含故障诊断装置；所述故障诊断装置，用于根据在线监测装置发送回的数据对所监测设备的绝缘情况进行诊断和故障预警；用户终端模块，用于随时随地查看监测到的数据，包括数据展示、报告发送、图片上传、预警信息确认功能。

【技术特征摘要】
1.一种电力少油设备绝缘缺陷在线监测系统，其特征在于，包括：在线监测装置，用于采集与电力少油设备绝缘缺陷相关的温度、压力、微水、氢气含量数据，并通过物联网方式发送到数据中心；所述在线监测装置包括信号传感采集单元、供电单元、通讯单元、CPU单元和电路单元；所述数据中心包括上位机、数据存储服务器、云端数据输入端口；所述上位机包含故障诊断装置；所述故障诊断装置，用于根据在线监测装置发送回的数据对所监测设备的绝缘情况进行诊断和故障预警；用户终端模块，用于随时随地查看监测到的数据，包括数据展示、报告发送、图片上传、预警信息确认功能。2.根据权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于，所述故障诊断装置包括：数据处理单元，用于将所获得数据按照固定格式打包，通过物联网方式发送到云端数据中心，所述数据中心根据每一组监测设备ID对应的测量数据，提取计算出温度、温度变化率、压力、压力变化率、相对湿度、氢气含量、氢气变化率、设备投运年限、油量体积特征参量；数据诊断单元，用于根据所述数据中心提取的特征参量综合判断监测电力少油设备的绝缘状态，其主要判断依据为：当温度较大，且持续一段时间，压力较大，氢气含量不高时，判断为热故障；当温度短时较高，压力快速上升，氢气含量快速上升时，判断为电弧故障；当相对湿度较大，氢气含量较高时，判断为油受潮了；报警提示单元，用于将电力少油设备绝缘缺陷以概率形式表示，当诊断结果越过报警限值时，启动声光报警，并发送信息到所述用户终端模块。3.根据权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于，所述在线监测装置为三通法兰结构，其与所述电力少油设备的取油阀门一体化设计；所述在线监测装置的其中一个接口与所述电力少油设备的取油口连接，另一个接口与传感器连接，第三个接口为引出口、且设置有阀门开关。4.根据权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于，所述信号传感采集单元包括：温度传感器、压力传感器、湿度传感器、氢气传感器；所述温度传感器采用DS18B20温度传感器，所述湿度传感器采用聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜富豪，叶宝安，
申请(专利权)人：武汉思融科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42