一种变电站运行环境监测系统及方法.pdf

本发明涉及变电站运行环境监测系统及方法，该系统其包括：微水传感器、漏电流传感器、SF6气体传感器、通信模块、监测模块。微水传感器采集变压器中变压器油的微水含量数据并通过通信模块输出至监测模块；漏电流传感器采集变电站中避雷器的漏电流数据并通过通信模块输出至监测模块；SF6气体传感器采集SF6气体含量数据并通过通信模块输出至监测模块；监测模块根据微水含量数据判断变压器的绝缘状况，当变压器的绝缘状况不好时进行报警，根据漏电流数据判断避雷器的绝缘劣化情况，当出现绝缘劣化时进行报警，根据SF6气体数据判断SF6气体是否有泄漏，当有SF6气体有泄漏时进行报警。该系统及方法可实现对变电站运行时重要的环境参数进行监测。

权利要求书
1.  一种变电站运行环境监测系统，其特征在于，包括：
微水传感器（100），用于采集变压器中变压器油的微水含量数据并输出；
漏电流传感器（200），用于采集变电站中避雷器的漏电流数据并输出；
SF6气体传感器（300），用于采集SF6气体含量数据并输出；
通信模块（400），与所述微水传感器（100）、所述漏电流传感器（200）、所述SF6气体传感器（300），用于接收所述微水传感器（100）、所述漏电流传感器（200）、所述SF6气体传感器（300）输出的数据后再输出；
监测模块（500），用于接收所述通信模块（400）输出的数据，根据所述微水含量数据判断所述变压器的绝缘状况，根据所述漏电流数据判断所述避雷器的绝缘劣化情况，根据所述SF6气体数据判断SF6气体是否有泄漏，当所述变压器的绝缘状况不好时、或者所述避雷器出现绝缘劣化时、或者有SF6气体有泄漏时进行报警。

2.  根据权利要求1所述的变电站运行环境监测系统，其特征在于，所述变电站运行环境监测系统还包括：
温度传感器（600），与所述通信模块（400）通信连接，用于采集所述变电站的温度数据并通过所述通信模块（400）输出至所述监测模块（500）；
湿度传感器（700），与所述通信模块（400）通信连接，用于采集所述变电站的湿度数据并通过所述通信模块（400）输出至所述监测模块（500）；
蓄电池工况传感器（800），与所述通信模块（400）通信连接，用于采集所述变电站的蓄电池运行状况数据并通过所述通信模块（400）输出至所述监测模块（500）。

3.  根据权利要求2所述的变电站运行环境监测系统，其特征在于，所述通信模块（400）为zigbee通信模块。

4.  根据权利要求3所述的变电站运行环境监测系统，其特征在于，所述zigbee通信模块包括：
若干zigbee节点（410），用于连接传感器，接收传感器输出的数据后再输出；
zigbee协调器（420），与所述zigbee节点（410）通信连接，用于接收所述zigbee节点（410）输出的数据后再输出；
zigbee路由器（430），与所述zigbee协调器（420）及所述监测模块（500）通信连接，用于接收所述zigbee协调器（420）输出的数据并输出至所述监测模块（500）。

5.  根据权利要求3所述的变电站运行环境监测系统，其特征在于，所述变电站运行环境监测系统还包括：
显示模块（900），与所述监测模块（500）通信连接，用于显示所述监测模块（500）的判断结果。

6.  根据权利要求3所述的变电站运行环境监测系统，其特征在于，所述变电站运行环境监测系统还包括：
存储模块（1000），与所述监测模块（500）通信连接，用于存储传感器输出至所述监测模块（500）的数据，以及所述监测模块（500）的判断结果。

7.  根据权利要求3所述的变电站运行环境监测系统，其特征在于，所述变电站运行环境监测系统还包括：
数据转发模块（1100），与所述监测模块（500）通信连接，用于将传感器输出至所述监测模块（500）的数据，以及所述监测模块（500）的判断结果转发出去。

8.  根据权利要求3所述的变电站运行环境监测系统，其特征在于，所述变电站运行环境监测系统还包括：
报表生成模块（1200），与所述监测模块（500）通信连接，用于根据传感器输出至所述监测模块（500）的数据生成数据报表。

9.  一种变电站运行环境监测方法，其特征在于，包括下述步骤：
微水传感器（100）采集变压器中变压器油的微水含量数据，并通过通信模块（400）输出至监测模块（500）；
漏电流传感器（200）采集变电站中避雷器的漏电流数据，并通过所述通信模块（400）输出至所述监测模块（500）；
SF6气体传感器（300）采集SF6气体数据，并通过所述通信模块（400）输出至所述监测模块（500）；
所述监测模块（500）根据所述微水含量数据判断所述变压器的绝缘状况，当进行报警，根据所述漏电流数据判断所述避雷器的绝缘劣化情况，当进行报警，根据所述SF6气体数据判断SF6气体是否有泄漏，当所述变压器的绝缘状况不好时、或者所述避雷器出现绝缘劣化时、或者有SF6气体有泄漏时进行报警。

10.  根据权利要求9所述的变电站运行环境监测方法，其特征在于，
温度传感器（600）采集所述变电站的温度数据并通过所述通信模块（400）输出至所述监测模块（500）；
湿度传感器（700）采集所述变电站的湿度数据并通过所述通信模块（400）输出至所述监测模块（500）；
蓄电池工况传感器（800）采集所述变电站的蓄电池运行状况数据并通过所述通信模块（400）输出至所述监测模块（500）；
所述监测模块（500）判断所述温度数据、所述湿度数据和所述蓄电池运行状况数据是否在预设范围内，若否则发出报警。

说明书一种变电站运行环境监测系统及方法
技术领域
本发明涉及电力系统监测领域，更具体地说，涉及一种变电站运行环境监测系统及方法。
背景技术
变电站作为电力系统中变配电功能的基本单位，用以变换电压、接收和分配电能，控制电力的流向。传统的变电站中，站内的综合自动化系统并没有涉及整个变电站在运行过程中各种重要的环境参数，监测变电站运行时的各种重要的环境参数有助于供电部门了解变电站的运行状态，目前没有设备能有效监测变电站重要的环境参数。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种变电站运行环境监测系统及方法，能够监测变电站运行时重要的环境参数。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种变电站运行环境监测系统，包括：
微水传感器，用于采集变压器中变压器油的微水含量数据并输出；
漏电流传感器，用于采集变电站中避雷器的漏电流数据并输出；
SF6气体传感器，用于采集SF6气体含量数据并输出；
通信模块，与所述微水传感器、所述漏电流传感器、所述SF6气体传感器，用于接收所述微水传感器、所述漏电流传感器、所述SF6气体传感器输出的数据后再输出；
监测模块，用于接收所述通信模块输出的数据，根据所述微水含量数据判断所述变压器的绝缘状况，根据所述漏电流数据判断所述避雷器的绝缘劣化情况，根据所述SF6气体数据判断SF6气体是否有泄漏，当所述变压器的绝缘状况不好时、或者所述避雷器出现绝缘劣化时、或者有SF6气体有泄漏时进行报警。
优选地，所述变电站运行环境监测系统还包括：
温度传感器，与所述通信模块通信连接，用于采集所述变电站的温度数据并通过所述通信模块输出至所述监测模块；
湿度传感器，与所述通信模块通信连接，用于采集所述变电站的湿度数据并通过所述通信模块输出至所述监测模块；
蓄电池工况传感器，与所述通信模块通信连接，用于采集所述变电站的蓄电池运行状况数据并通过所述通信模块输出至所述监测模块。
优选地，所述通信模块为zigbee通信模块。
优选地，所述zigbee通信模块包括：
若干zigbee节点，用于连接传感器，接收传感器输出的数据后再输出；
zigbee协调器，与所述zigbee节点通信连接，用于接收所述zigbee节点输出的数据后再输出；
zigbee路由器，与所述zigbee协调器及所述监测模块通信连接，用于接收所述zigbee协调器输出的数据并输出至所述监测模块。
优选地，所述变电站运行环境监测系统还包括：
显示模块，与所述监测模块通信连接，用于显示所述监测模块的判断结果。
优选地，所述变电站运行环境监测系统还包括：
存储模块，与所述监测模块通信连接，用于存储传感器输出至所述监测模 块的数据，以及所述监测模块的判断结果。
优选地，所述变电站运行环境监测系统还包括：
数据转发模块，与所述监测模块通信连接，用于将传感器输出至所述监测模块的数据，以及所述监测模块的判断结果转发出去。
优选地，所述变电站运行环境监测系统还包括：
报表生成模块，与所述监测模块通信连接，用于根据传感器输出至所述监测模块的数据生成数据报表。
本发明还提供一种变电站运行环境监测方法，包括下述步骤：
微水传感器采集变压器中变压器油的微水含量数据，并通过通信模块输出至监测模块；
漏电流传感器采集变电站中避雷器的漏电流数据，并通过所述通信模块输出至所述监测模块；
SF6气体传感器采集SF6气体数据，并通过所述通信模块输出至所述监测模块；
所述监测模块根据所述微水含量数据判断所述变压器的绝缘状况，当进行报警，根据所述漏电流数据判断所述避雷器的绝缘劣化情况，当进行报警，根据所述SF6气体数据判断SF6气体是否有泄漏，当所述变压器的绝缘状况不好时、或者所述避雷器出现绝缘劣化时、或者有SF6气体有泄漏时进行报警。
优选地，温度传感器采集所述变电站的温度数据并通过所述通信模块输出至所述监测模块；
湿度传感器采集所述变电站的湿度数据并通过所述通信模块输出至所述监测模块；
蓄电池工况传感器采集所述变电站的蓄电池运行状况数据并通过所述通 信模块输出至所述监测模块；
所述监测模块判断所述温度数据、所述湿度数据和所述蓄电池运行状况数据是否在预设范围内，若否则发出报警。
实施本发明，具有以下有益效果：微水传感器采集变压器中变压器油的微水含量数据并通过通信模块输出至监测模块，漏电流传感器采集变电站中避雷器的漏电流数据并通过通信模块输出至监测模块，SF6气体传感器采集SF6气体含量数据并通过通信模块输出至监测模块，监测模块根据微水含量数据判断变压器的绝缘状况，根据漏电流数据判断避雷器的绝缘劣化情况，根据所述SF6气体数据判断SF6气体是否有泄漏，当变压器的绝缘状况不好，或者避雷器出现绝缘劣化，或者SF6气体有泄漏，则发出报警，从而实现对变电站运行时重要的环境参数进行监测。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明变电站运行环境监测系统的原理框图；
图2是本发明的技术架构图。
具体实施方式
如图1所示，在本发明的变电站运行环境监测系统及方法第一实施例中，该变电站运行环境监测系统包括：微水传感器100、漏电流传感器200、SF6气体传感器300、通信模块400、监测模块500。
微水传感器100与通信模块400通信连接，用于采集变压器中变压器油的微水含量数据并输出至通信模块400。
漏电流传感器200与通信模块400通信连接，用于采集变电站中避雷器的漏电流数据并输出至通信模块400。
SF6气体传感器300与通信模块400通信连接，用于采集GIS(GaslnsulatedSwitchgear，气体绝缘开关设备)室的SF6气体含量数据并输出至通信模块400。SF6气体传感器300还可以采集SF6气体纯度数据、SF6气体微水数据。
通信模块400与微水传感器100、漏电流传感器200、SF6气体传感器300，用于接收微水传感器100、漏电流传感器200、SF6气体传感器300输出的数据后再输出至监测模块500。
监测模块500用于接收通信模块400输出的数据，根据微水含量数据判断变压器的绝缘状况，根据漏电流数据判断避雷器的绝缘劣化情况，根据SF6气体数据判断SF6气体是否有泄漏，当变压器的绝缘状况不好时、或者避雷器出现绝缘劣化时进行报警、或者有SF6气体有泄漏时进行报警。
进一步地，变电站运行环境监测系统还包括：温度传感器600、湿度传感器700、蓄电池工况传感器800。
温度传感器600与通信模块400通信连接，用于采集变电站的温度数据并通过通信模块400输出至监测模块500。温度数据包括开关柜温度数据、电缆接头温度数据、机房及开关室温度数据等。
湿度传感器700与通信模块400通信连接，用于采集变电站的湿度数据并通过通信模块400输出至监测模块500。
蓄电池工况传感器800与通信模块400通信连接，用于采集变电站的蓄电池运行状况数据并通过通信模块400输出至监测模块500。
进一步地，通信模块400为zigbee通信模块。
更进一步地，zigbee通信模块包括：若干zigbee节点410、zigbee协调器420、zigbee路由器430。
zigbee节点410用于连接传感器，接收传感器输出的数据后再输出。
zigbee协调器420与zigbee节点410通信连接，用于接收zigbee节点410输出的数据后再输出。
zigbee路由器430与zigbee协调器420及监测模块500通信连接，用于接收zigbee协调器420输出的数据并输出至监测模块500。
各传感器分别与zigbee节点连接，当其中一个zigbee节点坏掉后，与该zigbee连接的传感器则会自动连接另一个可用的zigbee节点，提高了传感器传输数据的效率。相比较而言，wifi通信模块具有功放大，节点多，宽带共用的特点，当多个传感器连接wifi通信模块传输数据时，容易使频段过于拥堵，降低数据的传输效率。而蓝牙模块的采用的是点对点传输，当与传感器连接的蓝牙模块坏掉后，该传感器的数据就无法传输到监测模块500，降低了数据的传输效率。
进一步地，变电站运行环境监测系统还包括显示模块900。显示模块900与监测模块500通信连接，用于显示监测模块500的判断结果。
进一步地，变电站运行环境监测系统还包括存储模块1000。存储模块1000与监测模块500通信连接，用于存储传感器输出至监测模块500的数据，以及监测模块500的判断结果。
进一步地，变电站运行环境监测系统还包括数据转发模块1100。数据转发模块1100与监测模块500通信连接，用于将传感器输出至监测模块500的数据，以及监测模块500的判断结果转发出去。
进一步地，变电站运行环境监测系统还包括报表生成模块1200。报表生成模块1200与监测模块500通信连接，用于根据传感器输出至监测模块500的数据生成数据报表。
从物联网技术架构上来看，如图2所示，本系统可分为感知层、网络层和应用层，对应的结构体系分别为传感器数据采集层、数据传输层、数据应用及显示层；感知层即传感器数据采集层由各种传感器，如温度传感器600、湿度传感器700、SF6气体传感器300、微水传感器100、漏电流传感器200及蓄电池工况传感器800等感知变电站中各种设备的运行环境情况，采集相关数据信息；网络层由zigbee无线通信网、网络管理系统等组成，负责传递和处理感知层获取的数据信息；应用层如监测模块500实现变电站物联网数据的分析应用，同时提供与用户进行交互的界面、操作、报警、报表系统，实现智能化应用。
本发明还提供一种变电站运行环境监测方法，包括下述步骤：
微水传感器100采集变压器中变压器油的微水含量数据，并通过通信模块400输出至监测模块500。
漏电流传感器200采集变电站中避雷器的漏电流数据，并通过通信模块400输出至监测模块500。
SF6气体传感器300采集SF6气体数据，并通过通信模块400输出至监测模块500。
监测模块500根据微水含量数据判断所述变压器的绝缘状况，根据漏电流数据判断避雷器的绝缘劣化情况，根据SF6气体数据判断SF6气体是否有泄漏，当变压器的绝缘状况不好时、或者避雷器出现绝缘劣化时进行报警、或者有SF6气体有泄漏时进行报警。
进一步地，温度传感器600采集变电站的温度数据并通过通信模块400输出至监测模块500。
湿度传感器700采集变电站的湿度数据并通过通信模块400输出至监测模 块500。
蓄电池工况传感器800采集变电站的蓄电池运行状况数据并通过通信模块400输出至监测模块500。蓄电池运行状况数据包括蓄电池工作时的电压、电流、内阻、温度等数据。
监测模块500判断温度数据、湿度数据和蓄电池运行状况数据是否在预设范围内，若否则发出报警。
综上所述，本发明的变电站运行环境监测系统及方法，基于各类传感器通过zigbee自组网构成无线传感网络实现对变电站运行环境的监测；通过各类传感器采集变压器油的微水含量数据、避雷器的漏电流数据、SF6气体含量数据、温度数据、湿度数据、蓄电池运行状况数据等通过通信模块400输出至监测模块500，监测模块500根据传感器采集的数据判断变电站的运行环境是否出现相应的故障，当出现故障时发出报警，提示用户。
可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。