CN103674291A - 全绝缘母线的温度监测*** - Google Patents

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曾奕
徐建平
陈定强
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Abstract

本发明提供一种全绝缘母线的温度监测***，所述温度监测***包括M个母线监测单元、监测数据集中单元、监测数据处理服务器；母线监测单元用于测量全绝缘母线接点的温度；母线监测单元包括N个数字温度传感器、温度测量单元、电池模块；数字温度传感器用于感应全绝缘母线接点的温度；温度测量单元用于定时测量读取、超限测量读取全绝缘母线接点的温度，并将测量得到的温度数据进行无线通讯；监测数据集中单元用于从温度测量单元接收测量到的温度数据，并将其转发出去；监测数据处理服务器用于接收测量得到的温度数据、并将其进行管理、查询、存储。全绝缘母线的温度监测***实现了全绝缘母线运行状态的实时监测和早期预警，并且提高了供电可靠性。

Description

全绝缘母线的温度监测***
技术领域
本发明属于变电站输供配电布线***技术领域，涉及一种温度监测***，特别是涉及一种全绝缘母线的温度监测***。 
背景技术
随着我国经济的高速发展，供用电容量大幅攀升，变压器低压侧额定电流也在不断加大。目前，110kV及220kV变压器单台容量达120MVA，低压侧母线电压为6.3kV～35kV，工作电流高达2000A～11000A。同时，我国单台容量125MW及以下的火力发电机组正处于逐渐关停中。200MW、300MW及600MW机组成为主流发电设备，其相应出口电压分别为15.75kV、18kV及20kV，出口电流分别为8625A、11320A及19000A。常规矩形母线在技术和结构上，已经无法满足在上述大电流下母线发热和短路电动力的要求。同时，集肤效应系数及附加损耗的增大，带来传统矩形母线载流能力的大幅下降，严重影响并制约变电站的安全运行。新型干式绝缘管型母线因其容量大、体积小和节能等优点正取代常规的矩形母线，在电力***中得到越来越广泛的应用。 
尽管这种新型干式绝缘管型母线具有诸多优点，但是接头工艺的好坏和大电流工作状态下电动力的影响可能导致接头处接触电阻的增加，使得接头温升过大，影响母线的安全运行。新型的全绝缘母线因其容量大、体积小和节能等优点正取代常规的矩形母线，在电力***中得到越来越广泛的应用。变电站内的全绝缘母线通常由单根母线串接而成，接头工艺的好坏会影响接头的电阻，进而影响母线的工作温升；母线在电动力的作用下可能发生机械共振，严重时导致母线的断裂。因此，温升和振动是影响母线安全运行的主要因素。 
在长期运行过程中母线连接处会因电磨损、机械操作和短路电动力引起的机械振动等原因，使接触条件恶化，接触电阻增加，引起接触点的温度升高，加剧接触表面的氧化，氧化的结果又导致接触电阻上升，形成恶性循环，最后，由于高温的影响有可能使相邻的绝缘部件性能劣化，甚至击穿，危害母线的安全运行。近年来，在电厂和变电站已发生多起母线过温事故，造成电气火灾和大面积的停电事故，因而需要对母线连接处进行温度在线监测。 
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种全绝缘母线的温度监测***， 用于解决现有技术中母线因温升对其安全运行造成影响的问题。 
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种全绝缘母线的温度监测***。所述温度监测***包括：M个母线监测单元、监测数据集中单元、监测数据处理服务器； 
所述M个母线监测单元，与需测量的全绝缘母线连接，用于测量全绝缘母线接点的温度，其中，M是大于1小于等于9的正整数，M由需测量的全绝缘母线数来决定；所述母线监测单元包括：N个数字温度传感器、温度测量单元、以及电池模块； 
所述N个数字温度传感器，连接到所述全绝缘母线的内部，用于感应全绝缘母线接点的温度，N是大于1小于等于32的正整数，N由全绝缘母线的长度来决定； 
所述温度测量单元，与N个数字温度传感器分别连接，用于定时测量读取、超限测量读取全绝缘母线接点的温度，并将测量得到的温度数据进行无线通讯； 
所述监测数据集中单元，与所述母线监测单元无线地连接，用于从所述温度测量单元接收测量到的温度数据，并将其转发出去至所述监测数据处理服务器； 
所述监测数据处理服务器，与所述监测数据集中单元连接，用于接收测量得到的温度数据、并将其进行管理、查询、存储。 
优选地，所述N个数字温度传感器采用单总线技术等间距串联到全绝缘母线内部。 
优选地，所述M个母线监测单元还包括电池模块，分别连接所述N个数字温度传感器和温度测量单元，用于为所述N个数字温度传感器和温度测量单元集中供电。 
优选地，所述温度测量单元每天定时对全绝缘母线接点的温度进行读取，如果当所测量的温度值超过预先设定的门限值时，所述温度测量单元立即启动测量，并将测量得到的温度数据通信至所述监测数据集中单元。 
优选地，监测数据处理服务器与所述监测数据集中单元通过RS485通信接口连接。 
优选地，所述监测数据集中单元还用于监测环境温湿度。 
优选地，测量到的环境温湿度用于作为全绝缘母线温升的参考。 
如上所述，本发明所述的全绝缘母线的温度监测***，具有以下有益效果： 
1、实现了全绝缘母线运行状态的实时监测和早期预警； 
2、提高了全绝缘母线的智能化水平和运行的安全性； 
3、提高了信号检测的抗干扰性能； 
4、增加了检测的可靠性。 
5、提高了供电可靠性。 
附图说明
图1显示为本发明的全绝缘母线的温度监测***示意图。 
元件标号说明 
1   M个母线监测单元 
2   监测数据集中单元 
3   监测数据处理服务器 
11  N个数字温度传感器 
12  温度测量单元 
13  电池模块 
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。 
请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。 
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。 
本发明基于信号传感、测量和无线通讯技术对母线街头温度实施监测。 
本实施例提供一种全绝缘母线的温度监测***，如图1所示，所述温度监测***包括：M个母线监测单元1、监测数据集中单元2、监测数据处理服务器3。其中，M是大于1小于等于9的正整数，M由需测量的全绝缘母线数来决定，即有几根需测量的母线就有几个母线监测单元。所母线监测单元1与需测量的全绝缘母线连接，用于测量全绝缘母线的接点温度。其中，所述母线监测单元1包括N个数字温度传感器11、温度测量单元12（TMU）、以及电池模块13。其中，所述N个数字温度传感器11，采用单总线技术等间距串联到所述全绝缘母线的内部，第一个数字温度传感器固定于全绝缘母线的接头处，用于感应全绝缘母线接点的温度，N是大于1小于等于32的正整数，N由全绝缘母线的长度来决定；将N个数字温度传感器按照等间距串联一起，以便对全绝缘母线的温度进行测量，判断母线接头是否产 生故障，确定故障位置。所述温度测量单元12，与N个数字温度传感器11分别连接，用于定时测量读取、超限测量读取全绝缘母线接点的温度，并将测量得到的温度数据进行无线通讯。所述温度测量单元12安装于全绝缘母线管道内部。正常情况下，所述温度测量单元12会每天定时对全绝缘母线的温度进行读取，如果当所测量的温度值超过预先设定的门限值时，所述温度测量单元12立即启动测量，并将测量得到的温度数据通信至所述监测数据集中单元2。所述电池模块13，分别连接所述N个数字温度传感器11和温度测量单元12，用于为所述N个数字温度传感器11和温度测量单元12集中供电。当所述全绝缘母线的温度监测***停电检修时，更换电池模块13，以便保证所述温度监测单元可以工作2年以上。 
监测数据集中单元2（TCU），与所述母线监测单元1无线地连接，用于从所述温度测量单元接收测量到的温度数据和和测量环境温湿度，并将其转发至所述监测数据处理服务器。所述监测数据集中单元2测量环境温湿度用于作为全绝缘母线温升的参考。所述监测数据集中单元2可使用工频220V交流电源供电，也可使用直流220V电源。 
监测数据处理服务器与所述监测数据集中单元2通过RS485通信接口连接，用于接收测量得到的温度数据，并将其进行存储与回放，并对历史温度趋势进行分析、分析基于支持向量机（SVM）的故障接头识别和数据等。其中，所述支持向量机是一种新的模式识别方法，它源自于统计学习理论。与神经网络相比，在小样本情况下支持向量机更容易获得最优结果。而且，支持向量机方法具有更坚实的数学理论基础，可以有效地解决有限样本条件下的高维数据模型构建问题，并具有泛化能力强、收敛到全局最优、维数不敏感等优点。支持向量机常使用径向基函数作为核函数，径向基函数宽度的确定影响分类的效果。 
数据分析处理专家***采用支持向量机作为主要的模式识别算法，在对多传感器通道采样数据的预处理之后，对其实施模式识别，获得接头温度所对应的运行状态；同时，结合历史温度趋势记录，给出母线的运行状态评估结论。 
因此，本发明所述的全绝缘母线的温度监测***的运行过程如下：母线监测单元1中的第一数字温度传感器11夹接到全绝缘母线的接头处，其余的数字温度传感器11等间距的夹接到全绝缘母线的内部来感应全绝缘母线接点的温度，所有数字温度传感器感应全绝缘母线接点的温度，对全绝缘母线接点进行温度监测，接着，所述温度测量单元2实现温度的定时测量、超限测量和数据通讯，即所述温度测量单元2每隔每天定时读取全绝缘母线接点的温度值，如果读取到的温度值超过设定的门限时，立即启动测量，并将测量得到的温度数据传送至监测数据集中单元2中，所述温度监测单元2接收到测量好的温度数据后，它会对环境温湿度进行测量，作为参考。最后，监测数据处理服务器3接收到这些数据后，对这些数据 进行管理、存储、分析、监测全绝缘母线的运行状态、判断全绝缘母线的故障位置，发出早期预警。 
本发明提供的全绝缘母线的温度监测***采用分布式智能传感器和无线数据传输的技术，将智能传感器安装于全绝缘母线的接头处，并就地进行数字化对全绝缘母线接头温度实施监测，实现母线运行状态的监测与早期预警，提高母线的智能化水平和运行的安全性。通过对母线实施状态监测，实现母线的智能化，符合当前智能电网对于电气设备智能组件化的需求；可使电力***大大减少用于设备检修的费用，减少停电时间，使供电可靠性得到很大提高，大大提高信号检测的抗干扰性能。本发明通过对全绝缘母线进行温度测量以判断母线接头是否产生故障，并确定故障接头的问题位置，以便指导维修。 
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。 
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。 

Claims (7)

1.一种全绝缘母线的温度监测***，其特征在于，所述温度监测***包括：M个母线监测单元、监测数据集中单元、监测数据处理服务器；
所述M个母线监测单元，与需测量的全绝缘母线连接，用于测量全绝缘母线接点的温度，其中，M是大于1小于等于9的正整数，M由需测量的全绝缘母线数来决定；所述母线监测单元包括：N个数字温度传感器、温度测量单元、以及电池模块；
所述N个数字温度传感器，连接到所述全绝缘母线的内部，用于感应全绝缘母线接点的温度，N是大于1小于等于32的正整数，N由全绝缘母线的长度来决定；
所述温度测量单元，与N个数字温度传感器分别连接，用于定时测量读取、超限测量读取全绝缘母线接点的温度，并将测量得到的温度数据进行无线通讯；
所述监测数据集中单元，与所述母线监测单元无线地连接，用于从所述温度测量单元接收测量到的温度数据，并将其转发出去至所述监测数据处理服务器；
所述监测数据处理服务器，与所述监测数据集中单元连接，用于接收测量得到的温度数据、并将其进行管理、查询、存储。
2.根据权利要求1所述的全绝缘母线的温度监测***，其特征在于：所述N个数字温度传感器采用单总线技术等间距串联到全绝缘母线内部。
3.根据权利要求1所述的全绝缘母线的温度监测***，其特征在于：所述M个母线监测单元还包括电池模块，分别连接所述N个数字温度传感器和温度测量单元，用于为所述N个数字温度传感器和温度测量单元集中供电。
4.根据权利要求1所述的全绝缘母线的温度监测***，其特征在于：所述温度测量单元每天定时对全绝缘母线接点的温度进行读取，如果当所测量的温度值超过预先设定的门限值时，所述温度测量单元立即启动测量，并将测量得到的温度数据通信至所述监测数据集中单元。
5.根据权利要求1所述的全绝缘母线的温度监测***，其特征在于：监测数据处理服务器与所述监测数据集中单元通过RS485通信接口连接。
6.根据权利要求1所述的全绝缘母线的温度监测***，其特征在于：所述监测数据集中单元还用于监测环境温湿度。
7.根据权利要求6所述的全绝缘母线的温度监测***，其特征在于：测量到的环境温湿度用于作为全绝缘母线温升的参考。
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