[实用新型]高压断路器在线状态监测的无线传感器网络系统

说明书

本实用新型公开了一种高压断路器在线状态监测的无线传感器网络系统，包括用于连接监测传感器并监测N个高压断路器在线运行状态的监测节点1、监测节点2、监测节点N和1个用于收集各节点监测数据并连接至云端的区域汇聚节点。本实用新型有益效果在于：把WSN技术引入到高压断路器在线状态监测系统中，以一组高压断路器为单位设置现场监测装置，实现了变电站或发电厂高压断路器运行状态信息的实时集群监测和最佳融合数据传输。用WSN取代传统有线监测装置，既减少设备现场布线、降低系统成本，又增加监测系统的灵活性、可维护性和可扩展性，有效解决了不同规模变电站、发电厂的高压断路器在线状态监测和运行过程中的增容与改造问题。

技术领域

本实用新型属于监测系统，尤其是一种高压断路器在线状态监测的无线传感器网络系统。

背景技术

高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备，在发电厂和变电所的配电装置中必不可少。高压断路器控制与保护的对象主要有发电机、输配电系统及其他电力设备，因此，高压断路器的可靠运行对电力系统的安全性及稳定性至关重要。伴随着电力系统安全可靠性指标的要求越来越高，传统的定期检修方法已不能满足实际应用需求，必将被基于在线监测的状态检修所取代。对高压断路器实行在线状态监测与故障诊断，能及时、正确的判断高压断路器的各种异常状态，及时预警发展中的事故隐患、预防和消除故障，防患于未然，提高高压断路器运行的可靠性、安全性和有效性，把故障损失降到最低水平；另外，采用在线状态监测代替以往的停电试验，可减少设备停电时间、节约试验费用，便于制定合理的检修维护制度，充分挖掘高压断路器的运用潜力、延长服役期限和使用寿命。

通过对高压断路器进行在线状态监测、故障成因分析、系统性能评估，可为其结构改进、优化设计、合理制造及安全运行提供有效的数据信息。实现高压断路器在线状态监测的前提是：正确获取所监测零部件的运行状态信号，首先要选择合适的监测传感器和信号获取装置，然后通过有线或无线的方式将监测数据传输至数据处理中心，以实现高压断路器运行状态信号的分析处理和故障诊断。基于有线连接的高压断路器运行状态监测系统，通常由具有现场总线（如CAN、PROFIBUS、LonWorks、FF等）接口的监测装置组成。由于存在：（1）系统成本较高，有线连接需要耗费大量的线缆和相应硬件，限制了安置在监测现场的监测装置的数量；（2）可维护性差，大量有线连接给状态监测系统的可靠运行带来风险，随着时间的推移，这些线缆不可避免地会发生老化或出现故障，导致维修复杂和高昂的维修成本；（3）缺少机动灵活性，系统一旦安装好，就不能随便增删监测点和改变布局；（4）监测对象和范围有限，对分布范围较广的高压断路器难以有效完成监测任务。以上不足影响了高压断路器状态监测与故障诊断的质量，无线传感器网络（Wireless Sensors Network，WSN）的提出与发展可在很大程度上解决这些问题。

WSN是一种分布式传感网络，其末梢是可以感知和监测外部参量的传感器或监测装置；它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术，能够协作实时监测、感知和采集各种对象信息，并对其数据进行处理。WSN是通过节点多跳方式形成的一种分布式无线通信网络，没有固定的基础设施。随着网络通信技术在电气控制领域中的不断渗透及工业控制网络的不断发展，高压断路器在线状态监测系统也需要具有网络通信功能；其中，基于现场总线网络技术和无线传感器网络技术的高压断路器在线状态监测是当前研究的热点。

现有的高压断路器在线状态监测系统大都使用基于有线连接的高压断路器运行状态监测系统，而这种监测系统一般是布线复杂、消耗材料且输出精确度低输送效率慢，难以满足高压断路器运行工况要求。因此，开发一种适用于满足高压断路器运行工况的在线状态监测系统非常必要。

发明内容

针对目前高压断路器状态监测中所采用有线连接的高压断路器运行状态监测系统存在的不足，本实用新型公布了一种高压断路器在线状态监测的无线传感器网络系统。