[实用新型]基于光纤传感器技术的电力系统开关柜参数在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力系统开关柜在线监测装置，具体地说是一种将先进的MOEM(Micro-Optical—Electro—Mechanical System，微光机电系统)光纤传感技术和计算机数据采集和分析技术相结合，通过网络通信方式，实现基于光纤传感器技术的电力系统开关柜参数在线监测装置。

背景技术

电力系统开关柜是电力系统中的重要设备，它的良好运行对电网安全具有重要的意义。但是，电力系统开关柜在运行中，由于不可避免的受到电、热、振动、环境、绝缘老化等各种因素的影响，其技术性能不断劣化，使运行状态不佳。目前，定期检修和安全试验是保证电力系统开关柜安全运行的主要手段，但由于检修周期长，现行的预防性试验项目对电力系统开关柜的发展性故障反映不灵敏、不及时，发展速度在几天至几周的局部缺陷往往不能及时被发现，导致发生各种故障(如过热性故障、放电性故障、过热兼放电故障、机械故障等)及停电，造成直接和间接经济损失和社会影响。因此，需要先进的技术手段，对电力系统开关柜进行有效地在线监测，实时掌握电力系统开关柜的运行状态，进尔用针对性的检修维护取代定期检修，减少停电损失、实现早期故障预报、避免恶性事故发生。电力系统开关柜运行状态的在线监测是电力系统安全运行的发展趋势。

电力系统开关柜参量光纤在线监测技术基于21世纪先进的MOEM(微光机电系统)光纤传感技术，通过MEMS光纤温度传感器，在线监测电力系统开关柜的运行状态，由于光纤传感器绝缘性能优异、外形小巧、不受电磁干扰，所以能够直接安装在开关柜内部，具有更好的检测灵敏度和故障定位能力。目前市场上还没有一种基于光纤传感器技术的电力系统开关柜参数在线监测装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于光纤传感器技术的电力系统开关柜参数在线监测装置，该监测装置应用光纤传感器对运行状态的电力系统开关柜参数进行实时信号采集，并用数字信号处理技术实现在线监测，实现无人值守和自动报警。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种基于光纤传感器技术的电力系统开关柜在线监测装置，它包括MEMS光纤温度传感器模块单元、传感信号接口转换电路单元、数字信号处理(DSP)单元、网络接口和输出声光报警电路单元；MEMS光纤温度传感器模块单元输出端与传感信号接口转换电路单元输入端连接，传感信号接口转换电路单元输出端与数字信号处理单元输入端连接；数字信号处理单元输出端与网络接口和输出声光报警电路单元的输入端连接。

本实用新型中，MEMS光纤温度传感器模块单元输出端TX1/RX1与传感信号接口转换电路单元输入端相连。传感信号接口转换电路单元输出端TX/RX/CON1与数字信号处理单元输入端相连。数字信号处理单元输出端TX45/RX45/OUT1-n与网络接口和输出声光报警电路单元的输入端相连。

本实用新型中，MEMS光纤温度传感器模块单元，采用探头式光纤光栅测温计对开关柜内部触头进行分布式实时监测：①每台开关柜中，在每个静触头上安装一只探头式光纤光栅测温计，可在1秒钟内准确感测触头温度的细微变化，分辨率小于0.1℃；②在每根母线的接头(如开关柜与母线的连接处)及重点易过热部位可选择性地布设光纤光栅测温计，确保全系统的安全供电。

本实用新型中，所述数字信号处理单元由TI 2000系列DSP及电平变换芯片74LVC14构成。传感信号接口转换电路单元由一组多片STC单片机及(STC89C5402)及串行通信驱动芯片MAX232和连接器DB9构成。网络接口和输出声光报警电路单元由网络驱动芯片、RJ45连接器、N型三极管及功率继电器(JQC-3F-12VDC)构成。

本实用新型的工作原理是：根据电力系统开关柜在线参数监测的技术要求，在传感信号接口转换电路单元单片机和数字信号处理单元中设定温度参数。加电工作后，单片机和数字信号处理芯片DSP进行初始化操作，初始化完成后，装置中的LED给出闪烁的状态信号，多路光纤传感器通过RS232串行通信口输出的参量信号经传感信号接口转换电路单元的转换后输入到数字信号处理单元，经数字信号处理后，将运行数据送到变电站控制室或调度室内。当电力系统开关柜发生异常情况，自动进行声、光报警以及向值班人员发送报警短信，实现无人值守。