CN203759160U - 一种变电站综合智能监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变电站综合智能监测系统，其特征在于，包括：变电站设备场景检测装置，其采集变电站设备的图像信号；变电站视觉控制装置，其与所述变电站设备场景检测装置数据连接；变电站设备温度检测装置，其采集变电站设备的温度信号；变电站设备局部放电信号检测装置，其检测变电站设备的局部放电信号；监控单元，其与所述变电站视觉控制装置、变电站设备温度检测装置和变电站设备局部放电信号检测装置分别数据连接，对变电站设备的图像信号、温度信号和局部放电信号进行实时监控。本实用新型能够实现变电站的自动巡检，大幅降低变电站维护管理的成本，保证变电站维护管理质量，从而保证变电站设备安全健康运行。

Description

一种变电站综合智能监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种变电站监测系统，尤其涉及一种变电站智能监测系统。

背景技术

随着电网建设的发展，供电规模快速扩张，变电站（集控站）迅速增加，管理幅度和难度加大。

首先，为能有效监视设备运行状况，及时发现设备隐患，运行人员除正常巡视外，还应依天气变化、设备异常信号、故障等信息进行不定期的巡视，并记录存档设备运行状况、运行参数，为设备检修提供可靠依据，责任重大、任务繁重，而运行人员却有减无增。集控站模式管理下无人值班变电站若采用传统的人工巡检方法，其质量受巡检人员数量、人员工作经验、技能技术水平、工作环境、巡检工作量、巡检人员生理状况、心理素质以及责任心等因素影响，而且在缺乏有效的监督管理机制和手段的情况下，巡检效率低，质量差，甚至出现走马观花、漏巡、少巡甚至不巡的情况，设备隐患、设备缺陷不能及时发现，尤其在出现事故或遇到大风、大雪、雷雨等恶劣天气的情况，巡视人员因子站距离集控主站较远，不能及时到位巡视，将会造成集控站的值班员不能准确了解现场设备状况，无法及时发现隐患，正确判断设备故障，管理层和检修单位无法根据现场真实状态作出快速反应，危及系统的安全运行、甚至威胁运行人员的人身安全。如何提高巡视质量，保证设备安全健康运行，是急需解决的问题。因此变电设备维护和管理模式亟待创新。

其次，目前变电站设备的在线监测主要针对具体单一设备进行，要想对全站的一次电气设备实施监测，就需要在每一个设备上都安装监测装置，所需的费用极高，监测系统的使用效率很低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种变电站综合智能监测系统，其能够实现变电站的自动巡检，大幅降低变电站维护管理的难度和成本，保证变电站维护管理质量，从而保证变电站设备安全健康运行。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种变电站综合智能监测系统，其特征在于，包括：

变电站设备场景检测装置，其采集变电站设备的图像信号；

变电站视觉控制装置，其与所述变电站设备场景检测装置数据连接；

变电站设备温度检测装置，其采集变电站设备的温度信号；

变电站设备局部放电信号检测装置，其检测变电站设备的局部放电信号；

监控单元，其与所述变电站视觉控制装置、变电站设备温度检测装置和变电站设备局部放电信号检测装置分别数据连接，对变电站设备的图像信号、温度信号和局部放电信号进行实时监控。

本实用新型所述的变电站综合智能监测系统的变电站视觉控制装置控制变电站设备场景检测装置采集变电站设备的图像信号（如环境、外观各细节及仪表盘等）并对接收到的图像信号进行智能巡视和控制巡视，同时与监控单元保持通信；变电站设备温度检测装置采集变电站设备的温度信号，同时与监控单元保持通信；变电站设备局部放电信号检测装置检测变电站设备的局部放电信号，同时与监控单元保持通信；监控单元实现对上述装置实时采集的图像、温度、局放信号进行集中处理与智能诊断、显示诊断结果、发布报警信息、数据存储管理、历史数据查询、对上述各装置运程控制与参数设置以及用户权限管理等功能。其中，变电站视觉控制装置正常时采用轮巡策略进行智能巡视，监视变电站的所有图像信息的变化，完成变电站远程图像的实时显示、监控、存储等功能；当出现异常时对异常设备进行如左右、上下、远景/近景、近焦/远焦等方式的控制巡视，抓拍、存储、检索并远程控制录像；当系统判断变电站或设备发生异常和事故时，自动捕捉现场发生事故过程的相关记录。在监测到设备发生故障时，通过对摄像头进行调距，近距离观察故障现象，准确判断故障现象，正确处理事故，不仅避免了事故扩大和缩短了故障处理时间，而且保证了人身安全。本实用新型所述的变电站综合智能监测系统综合利用设备图像监测、设备温度监测以及局部放电监测等手段，对变电站现场设备的运行环境和外观、设备温度、局部放电信号等关键运行状态进行远程的、实时的、全天候的全景监控和展示，实现变电站的自动巡视和检测。

进一步地，在本发明所述的变电站综合智能监测系统中，所述变电站设备场景检测装置包括：两个背对背设置的180度全景摄像机，所述180度全景摄像机均与变电站视觉控制装置连接，将检测到的图像信号传输至变电站视觉控制装置。

两个背对背设置的180度全景摄像机可完成对变电站设备的环境图像信号的全景连续采集。

进一步地，在本发明所述的变电站综合智能监测系统中，所述变电站设备场景检测装置包括：若干个云台摄像机，其均与变电站视觉控制装置连接，将采集到的图像信号传输至变电站视觉控制装置。

云台摄像机可对设备的外观各细节的图像信号从不同角度以不同焦距进行连续采集。

进一步地，在本发明所述的变电站综合智能监测系统中，所述变电站设备场景检测装置包括：若干个图像传感器，以分别采集变电站设备各仪表的图像，所述各图像传感器均分别与变电站视觉控制装置连接，将采集到的图像信号传输至变电站视觉控制装置。

图像传感器可用于监测设备仪表盘的显示和变化。

进一步地，在本发明所述的变电站综合智能监测系统中，所述变电站设备温度检测装置包括：云台式红外测温仪，其与所述监控单元数据连接，将采集到的温度信号传输至监控单元。

进一步地，在本发明所述的变电站综合智能监测系统中，所述变电站设备温度检测装置包括：若干个无线温度检测探头，其与至少一个无线通讯管理器无线连接，所述无线通讯管理器与所述监控单元连接，以将接收自各无线温度检测探头的温度信号传输给监控单元。

进一步地，在本发明所述的变电站综合智能监测系统中，所述变电站设备局部放电信号检测装置包括：

局部放电信号传感器阵列，其检测变电站设备的局部放电信号；

数据采集模块，其与局部放电信号传感器阵列连接，以对局部放电信号进行采集；

数据处理模块，其与所述数据采集模块连接，以对局部放电信号进行时延估计并提取特征量；

数据分析模块，其与所述数据处理模块连接，以对局部放电信号进行定位和模式识别，所述数据分析模块与监控单元数据连接，以将局部放电信号的定位结果和模式识别结果传输给监控单元。

变电站设备局部放电信号检测装置将变电站所有高压设备等效为一个集合体，诊断并定位出变电站设备级层面的放电。

更进一步地，在上述变电站综合智能监测系统中，所述局部放电信号传感器阵列包括若干个超高频全向天线。

变电站设备局部放电信号检测装置利用若干个超高频全向局部放电接收天线组成局部放电信号传感器阵列，根据各个超高频全向局部放电接收天线接收到局部放电信号的相对时刻和空间几何关系计算出局部放电源的位置，以较小的成本达到监视整个变电站的局部放电的目的。

本实用新型所述的变电站综合智能监测系统对变电站的运行环境、变电站内各种设备的运行状态及影响变电站安全的因素实现在线监测，实现远程实时、全天候全景化监控。研究表明，通过设备外观检查、温度和局放信号的检测能够诊断超过80%的电力设备缺陷和故障。

因此，本实用新型所述的变电站综合智能监测系统能够实现变电站的自动巡检，具有下述优点：

（1）将运行维护人员的现场巡视变为远程智能化监测，不受天气、人员经验、素质和工作环境的影响，提高缺陷发现的及时率和准确率、减少人员安全风险；

（2）将分散的巡视和巡检变为集中的自动监测，自动跟踪显示设备的环境、外观、运行及关键状态等信息，对变电站设备异常和故障缺陷实现事前预警，从而优化资源配置、降低变电站运维和管理成本、提高变电站安全运行水平和供电可靠性。

附图说明

图1为本实用新型所述的变电站综合智能监测系统在一种实施方式下的总体架构示意图。

图2为本实用新型所述的变电站综合智能监测系统在一种实施方式下的变电站设备场景检测装置和变电站视觉控制装置的结构示意图。

图3为本实用新型所述的变电站综合智能监测系统在一种实施方式下的变电站设备温度检测装置的结构示意图。

图4为本实用新型所述的变电站综合智能监测系统在一种实施方式下的变电站设备局部放电信号检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型所述的变电站综合智能监测系统作出进一步的解释和说明。

图1示意了本实用新型所述的变电站综合智能监测系统在一种实施方式下的总体架构。

如图1所示，本实施例包括：变电站设备场景检测装置3，其采集变电站设备的图像信号；变电站视觉控制装置2，其与变电站设备场景检测装置3数据连接；变电站设备温度检测装置4，其采集变电站设备的温度信号；变电站设备局部放电信号检测装置5，其检测变电站设备的局部放电信号；监控单元1，其与变电站视觉控制装置2、变电站设备温度检测装置3和变电站设备局部放电信号检测装置4分别数据连接，对变电站设备的图像信号、温度信号和局部放电信号进行实时监控。

图2示意了本实用新型所述的变电站综合智能监测系统在一种实施方式下的变电站设备场景检测装置3和变电站视觉控制装置2的结构。

如图2所示，本实施例的变电站设备场景检测装置3包括：两个背对背设置的180度全景摄像机6，所述180度全景摄像机6均通过第一POE网络交换器10与变电站视觉控制装置2连接，将检测到的图像信号传输至变电站视觉控制装置2；三个云台摄像机7，其均通过第二POE网络交换器11与变电站视觉控制装置2连接，将采集到的图像信号传输至变电站视觉控制装置2，同时，第二POE网络交换器11通过一体化云台摄像机控制系统13与变电站视觉控制装置2连接；三个图像传感器8，分别采集变电站设备三个仪表9的图像，各图像传感器8均通过第三POE网络交换器12分别与变电站视觉控制装置2连接，将采集到的图像信号传输至变电站视觉控制装置2。变电站视觉控制装置2通过TCP/IP协议与监控单元1通讯。

图3示意了本实用新型所述的变电站综合智能监测系统在一种实施方式下的变电站设备温度检测装置4的结构。

如图3所示，本实施例的变电站设备温度检测装置4包括：两个云台式红外测温仪15，其与路由器14数据连接以传输温度信号；三个第一无线温度检测探头18，其与第一无线通讯管理器16无线连接，三个第二无线温度检测探头19，其与第二无线通讯管理器17无线连接，第一无线通讯管理器16与第二无线通讯管理器17通过485总线和485-以太网转换器20连接到路由器14以传输温度信号；路由器14通过TCP/IP协议与监控单元1数据连接，将采集到的温度信号传输至监控单元1。

图4示意了本实用新型所述的变电站综合智能监测系统在一种实施方式下的变电站设备局部放电信号检测装置5的结构。

如图4所示，本实施例的变电站设备局部放电信号检测装置5包括：包含三个超高频全向天线的局部放电信号传感器阵列21，其检测变电站设备的局部放电信号；数据采集模块22，其与局部放电信号传感器阵列21连接，对局部放电信号进行采集；数据处理模块23，其与所述数据采集模块22连接，对局部放电信号进行时延估计并提取特征量；数据分析模块24，其与所述数据处理模块23连接，对局部放电信号进行定位和模式识别，数据分析模块24与监控单元1数据连接，将局部放电信号的定位结果和模式识别结果传输给监控单元1。变电站设备局部放电信号检测装置5通过各个超高频全向局部放电接收天线接收到局部放电信号的相对时刻和空间几何关系计算出局部放电源的位置，从而实现监视整个变电站的局部放电状况的功能。

本实施例的变电站视觉控制装置2控制变电站设备场景检测装置3采集变电站设备的全景摄像机6、云台摄像机7、图像传感器8分别对环境、外观各细节及仪表盘9进行图像信号的采集，并对接收到的图像信号进行智能巡视和控制巡视，同时与监控单元1保持通信；变电站设备温度检测装置4采集变电站设备的温度信号，同时与监控单元1保持通信；变电站设备局部放电信号检测装置5检测变电站设备的局部放电信号，同时与监控单元1保持通信；监控单元1实现对上述装置实时采集的图像、温度、局放信号进行集中处理与智能诊断、显示诊断结果、发布报警信息、数据存储管理、历史数据查询、对上述各装置运程控制与参数设置以及用户权限管理等功能。其中，变电站视觉控制装置2正常时采用轮巡策略进行智能巡视，监视变电站的所有图像信息的变化，完成变电站远程图像的实时显示、监控、存储等功能；当出现异常时通过云台摄像机7对异常设备进行如左右、上下、远景/近景、近焦/远焦等方式的控制巡视，抓拍、存储、检索并通过一体化云台摄像机控制系统13进行远程控制录像；当系统判断变电站或设备发生异常和事故时，自动捕捉现场发生事故过程的相关记录。本实施例综合利用设备图像监测、设备温度监测以及局部放电监测等手段，对变电站现场设备的运行环境和外观、设备温度、局部放电信号等关键运行状态进行远程的、实时的、全天候的全景监控和展示，实现了变电站的自动巡视和检测。

要注意的是，以上列举的仅为本实用新型的具体实施例，显然本实用新型不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种变电站综合智能监测系统，其特征在于，包括：

变电站设备场景检测装置，其采集变电站设备的图像信号；

变电站视觉控制装置，其与所述变电站设备场景检测装置数据连接；

变电站设备温度检测装置，其采集变电站设备的温度信号；

变电站设备局部放电信号检测装置，其检测变电站设备的局部放电信号；

监控单元，其与所述变电站视觉控制装置、变电站设备温度检测装置和变电站设备局部放电信号检测装置分别数据连接，对变电站设备的图像信号、温度信号和局部放电信号进行实时监控。

2.如权利要求1所述的变电站综合智能监测系统，其特征在于，所述变电站设备场景检测装置包括：两个背对背设置的180度全景摄像机，所述180度全景摄像机均与变电站视觉控制装置连接，将检测到的图像信号传输至变电站视觉控制装置。

3.如权利要求1所述的变电站综合智能监测系统，其特征在于，所述变电站设备场景检测装置包括：若干个云台摄像机，其均与变电站视觉控制装置连接，将采集到的图像信号传输至变电站视觉控制装置。

4.如权利要求1所述的变电站综合智能监测系统，其特征在于，所述变电站设备场景检测装置包括：若干个图像传感器，以分别采集变电站设备各仪表的图像，所述各图像传感器均分别与变电站视觉控制装置连接，将采集到的图像信号传输至变电站视觉控制装置。

5.如权利要求1所述的变电站综合智能监测系统，其特征在于，所述变电站设备温度检测装置包括：云台式红外测温仪，其与所述监控单元数据连接，将采集到的温度信号传输至监控单元。

6.如权利要求1所述的变电站综合智能监测系统，其特征在于，所述变电站设备温度检测装置包括：若干个无线温度检测探头，其与至少一个无线通讯管理器无线连接，所述无线通讯管理器与所述监控单元连接，以将接收自各无线温度检测探头的温度信号传输给监控单元。

7.如权利要求1所述的变电站综合智能监测系统，其特征在于，所述变电站设备局部放电信号检测装置包括：

局部放电信号传感器阵列，其检测变电站设备的局部放电信号；

数据采集模块，其与局部放电信号传感器阵列连接，以对局部放电信号进行采集；

数据处理模块，其与所述数据采集模块连接，以对局部放电信号进行时延估计并提取特征量；

数据分析模块，其与所述数据处理模块连接，以对局部放电信号进行定位和模式识别，所述数据分析模块与监控单元数据连接，以将局部放电信号的定位结果和模式识别结果传输给监控单元。

8.如权利要求7所述的变电站综合智能监测系统，其特征在于，所述局部放电信号传感器阵列包括若干个超高频全向天线。