電纜分支箱在線運行監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電纜分支箱的監(jiān)測技術(shù)，尤其是一種電纜分支箱在線運行監(jiān)測和預(yù)警報警系統(tǒng)，屬于智能電網(wǎng)配電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中，電纜分支箱、環(huán)網(wǎng)柜、配電柜等電氣柜體用量極大，一般是野外或遠距離分散安裝，檢查巡視不方便；發(fā)生故障和事故后，運行人員不能及時獲知，且需要逐級排查才能對確定發(fā)生故障的電氣柜體，使得排除故障時間大大延長。因此，亟需一種能夠?qū)﹄姎夤耋w進行自動監(jiān)測報警的裝置。
[0003]電氣設(shè)備在運行過程中，需要及時了解其運行情況，目前電纜分支箱不具備該功能，而其他的電氣柜體有采用柜體外置電流表、電壓表等，獲知參數(shù)有限，且不能進行實時數(shù)據(jù)分析、實時報警等。尤其對于電氣設(shè)備的運行溫度，一般不做檢測。
[0004]電纜分支箱受安裝環(huán)境的影響，經(jīng)常暴露在戶外，尤其在北方寒冷地區(qū)、南方潮濕地區(qū)，其內(nèi)部溫度、濕度變化較大，對電纜分支箱的正常運行有很大影響，但現(xiàn)有電纜分支箱并不具備箱體內(nèi)部的溫度、濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0005]在進行電氣柜體的檢查巡視時，一般電氣柜體都是帶電運行狀態(tài)，為保證運行人員安全、提高工作效率，需要不必打開柜體即可對電氣柜體內(nèi)設(shè)備的運行情況進行察看；或者通過遠程方式對電氣設(shè)備的運行實時觀測。因此亟需一種能夠遠程或直接進行電氣柜體內(nèi)設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測的在線運行監(jiān)測系統(tǒng)，可隨時在控制中心或通過便攜終端察看任意柜體內(nèi)部情況，出現(xiàn)問題準(zhǔn)確定位、及時處理，以保障供電可靠性、提高工作效率、保證運行人員安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，并解決目前電氣柜體缺乏有效監(jiān)測手段的問題。本實用新型提供一種電纜分支箱在線運行監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對電纜分支箱內(nèi)電氣設(shè)備的實時在線自動監(jiān)測及報警，柜體帶電運行時無需打開柜體即可了解電氣設(shè)備的運行情況，檢查巡視方便，保證運行人員安全，提高工作效率；采集電氣設(shè)備各種運行參數(shù)，并進行實時數(shù)據(jù)分析，對故障進行同步報警；自動調(diào)節(jié)柜體溫度和濕度，改善運行環(huán)境，提高設(shè)備使用壽命、降低故障率；柜體內(nèi)情況可以隨時在控制中心或通過便攜式終端查看，出現(xiàn)問題準(zhǔn)確定位，及時處理，大大保障了供電可靠性。
[0007]本實用新型為了解決上述問題采用的技術(shù)方案是:
[0008]所述系統(tǒng)包括測量分析模塊(1)、電壓采集模塊(2)、電流采集模塊(3)、溫度采集模塊(4)、通訊模塊(5)、電源模塊(6)、顯示模塊(7)、聲光報警模塊(8)、控制面板(9)。
[0009]電壓采集模塊(2)采集進線電纜(10)電壓，電流采集模塊(3)分別采集各分支出線電纜(11)的電流，溫度采集模塊(4)采集電纜接頭(12)的溫度，采集到的信號送給測量分析模塊(I)分析處理。電纜分支箱的進線電纜(10 )為一組，三相電壓不平衡度很小，且一般電纜接頭(12)的接觸電阻也很小，因此只需測量進線電纜(10)電壓即可；出線電纜(11)可能為多組，且電流不同，因此各分支出線電纜(11)的電流都要測量。電纜接頭(12)存在接觸電阻，會在電流流過時發(fā)熱，因此還需要測量各電纜接頭(12)的溫度。
[0010]測量分析模塊(I)將測得的實時運行數(shù)據(jù)和計算得到的運行數(shù)據(jù)送顯示模塊(7)實時顯示。測得的實時運行數(shù)據(jù)指的是電流、電壓、溫度數(shù)據(jù)，計算得到的運行數(shù)據(jù)則是由測得的實時運行數(shù)據(jù)計算得到的如電量、視在功率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率和諧波等，都是運行人員了解電氣設(shè)備和線路運行情況所需要的數(shù)據(jù)，送顯示模塊(7)后，運行人員可不必打開柜體即能隨時查看。
[0011]為了自動發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的異常情況和故障，測量分析模塊(I)對測得的實時運行數(shù)據(jù)和計算得到的運行數(shù)據(jù)，同時進行計算分析判斷，采用與正常的歷史數(shù)據(jù)對比、或與規(guī)定限值進行比較、或進行故障特征模式識別等方法，發(fā)現(xiàn)電參數(shù)或溫度異常后，進行預(yù)警，發(fā)現(xiàn)故障后，進行報警，提醒運行人員及時處理，降低電氣設(shè)備的故障率、提高供電可靠性和設(shè)備的使用壽命。
[0012]所述系統(tǒng)的電源模塊(6)包括CT取能線圈(601)、整流模塊(602)、穩(wěn)壓模塊(603)、蓄電池(604)，CT取能線圈(601)安裝在電纜分支箱的進線電纜(10)側(cè)。電纜分支箱一般為6KV、10KV以及以上電壓，與普通的低壓電氣柜區(qū)別很大，不能直接為本系統(tǒng)供電，需要有專門的電源模塊(6)，因此采用CT取能線圈(601)取電方式；蓄電池(604)在電纜線路斷電時也能保證系統(tǒng)工作，且在進線電纜(10)有電時，采取浮充電方式。
[0013]所述系統(tǒng)的控制面板(9)包括按鍵(901)和數(shù)據(jù)接口(902)，按鍵(901)與測量分析模塊(I)相連，數(shù)據(jù)接口(902)與測量分析模塊(I)相連，外接其它外部設(shè)備。運行人員可通過按鍵(901)對系統(tǒng)進行操作和控制，如進行參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)察看等；數(shù)據(jù)接口(902)可以是RS232、USB等接口，將各種實測數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)傳送到電腦或U盤等外部設(shè)備上。
[0014]為了進一步強化功能，所述系統(tǒng)還包括電暈閃絡(luò)檢測模塊(13)，包括局部放電傳感器(1301)和采樣分析單元(1302);局部放電傳感器(1302)安裝在電纜分支箱各電纜上，將檢測到的數(shù)據(jù)發(fā)送給采樣分析模塊(1302)，采樣分析模塊(1302)分析判斷發(fā)生電暈或閃絡(luò)時，將結(jié)果發(fā)送給測量分析模塊(1)，記錄電纜發(fā)生電暈閃絡(luò)的次數(shù)和電流大小，并進行報警。局部放電傳感器(1301)可采用羅氏線圈，利用電纜發(fā)生電暈閃絡(luò)時電流突然變化帶來的電磁場變化特征進行監(jiān)測，實現(xiàn)對電纜閃絡(luò)的非接觸式測量。發(fā)生電暈或閃絡(luò)，容易導(dǎo)致絕緣變差，成為嚴(yán)重的故障隱患，因此需要報警；電纜發(fā)生電暈閃絡(luò)的次數(shù)和電流大小，則用于評價絕緣性能，判斷故障隱患嚴(yán)重程度。
[0015]針對電纜分支箱工作環(huán)境比較惡劣的情況，如北方溫差較大、南方環(huán)境潮濕等，所述系統(tǒng)還包括溫濕度控制模塊(16)，包括環(huán)境溫度采集模塊(1601 )、環(huán)境濕度采集模塊
(1602)、風(fēng)扇(1603)、電熱模塊(1604);環(huán)境溫度采集模塊(1601)檢測系統(tǒng)工作環(huán)境溫度，若高于設(shè)定的最高環(huán)境溫度，啟動風(fēng)扇(1603)散熱，若低于設(shè)定的最低環(huán)境溫度，啟動電熱模塊(1604)加熱；環(huán)境濕度采集模塊(1602)檢測系統(tǒng)工作環(huán)境濕度，若高于設(shè)定的最高環(huán)境濕度，啟動風(fēng)扇(1603)和電熱模塊(1604)除濕。從而使得電纜分支箱內(nèi)，尤其監(jiān)測系統(tǒng)的工作環(huán)境得到良好改善，降低設(shè)備的故障率、提高設(shè)備和本系統(tǒng)的使用壽命。
[0016]此外，環(huán)境溫度和濕度在采取所述利用風(fēng)扇(1603)和電熱模塊(1604)進行調(diào)節(jié)控制的措施后，如果仍達不到設(shè)定的環(huán)境溫度和濕度控制效果，則進行報警，提醒運行人員巡查、處理。
[0017]為了提高工作效率，對異常和故障及時處理，所述系統(tǒng)還包括便攜式終端(14)，包括按鍵(1401 )、液晶顯示器(1402)、終端通訊模塊(1403)，便攜式終端(14)通過終端通訊模塊(1403)與測量分析模塊(I)交換數(shù)據(jù)。便攜式終端(14)可作為對顯示模塊(7)和控制面板(9)的補充或替代方式，或作為運行維護人員的報警接收裝置。便攜式終端(14)可以是定制的，也可利用智能手機，安裝定制的相應(yīng)軟件實現(xiàn)；且便攜式終端(14)由運行人員隨身攜帶，可以現(xiàn)場使用，也可以遠程使用。
[0018]此外，所述系統(tǒng)還包括控制中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(15)，測量分析模塊(I)經(jīng)通訊模塊
(5)與控制中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(15)交換數(shù)據(jù)?？刂浦行木W(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(15)可以遠程控制、遠程巡查、遠程報警、保存歷史數(shù)據(jù)等等。并可與便攜式終端(14)交換數(shù)據(jù)、發(fā)布工作指令等，大大提高了所述系統(tǒng)的智能化程度。
[0019]所述系統(tǒng)中，所述的分析判斷發(fā)現(xiàn)溫度異常，指測量分析模塊(I)判斷溫度采集模塊(4)測得的溫度大小超過設(shè)定的溫度報警閾值，或者分析溫度的歷史變化趨勢，并將電流采集模塊(3)測得的總電流作為負載修正因素消除負載電流變化影響后，判斷溫度在規(guī)定的時間內(nèi)處于持續(xù)上升或短時間內(nèi)上升速度很快的情況。這里不限于傳統(tǒng)的過限報警方式，因為電流的正常增加也會導(dǎo)致溫度的升高，可能影響判斷的準(zhǔn)確性，因此，需要在消除負載電流變化影響后，再分析判斷溫度變化的趨勢；這時，如果溫度還是持續(xù)升高或者短時間內(nèi)上升速度很快，均說明電纜接頭(12)的接觸電阻比正常值變大，很可能會導(dǎo)致熱故障的發(fā)生，發(fā)出預(yù)警后提醒運行人員及時檢修，避免故障后才發(fā)現(xiàn)，從而有效地保證了供電的可靠性、提尚設(shè)備的使用壽命。
[0020]所述系統(tǒng)中，所述的報警和預(yù)警，為測量分析模塊(I)將報警和預(yù)警相關(guān)數(shù)據(jù)和信息送往顯示模塊(7)顯示、同時經(jīng)通訊模塊(5)送往便攜式終端(14)或控制中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(15)進行遠程報警，同時驅(qū)動聲光報警模塊(8)進行就地報警。運行人員在現(xiàn)場時，可及時通過聲光報警模塊(8)知道發(fā)生異常，并通過顯示模塊(7)察看；運行人員不在現(xiàn)場時，通過便攜式終端(14)或控制中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(15)也可及時知道發(fā)生異?；蚬收霞捌湎嚓P(guān)信息，趕往現(xiàn)場處理。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0022]I)對電纜分支箱內(nèi)電氣設(shè)備的運行實時在線監(jiān)測，帶電運行時無需打開柜體即可了解電氣設(shè)備的運行情況，檢查巡視方便，保證運行人員安全，提高工作效率。
[0023]2)進行電氣設(shè)備運行數(shù)據(jù)實時分析，對電參數(shù)和溫度異常及故障實時預(yù)警和報警，有效地保證了供電的可靠性、提高設(shè)備的使用壽命。
[0024]3)自動調(diào)節(jié)柜體溫度和濕度，有效降低了設(shè)備的故障率、提高設(shè)備的使用壽命。
[0025]4)采用現(xiàn)場顯示模塊、便攜式終端和控制中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的多種方式結(jié)合，無論運行人員是否在現(xiàn)場，都能及時獲知電氣設(shè)備發(fā)生異常及相關(guān)信息，提高了工作效率、大大減輕運行人員工作強度。而且，柜體內(nèi)情況可以隨時在控制中心或通過便攜式終端查看，出現(xiàn)問題準(zhǔn)確定位，及時處理，大大保障了供電可靠性和供電質(zhì)量。
[0026]5)在電力系統(tǒng)中，除電纜分支箱外，環(huán)網(wǎng)柜、封閉柜等電氣柜也都具有