一种GIS在线监测系统的制作方法

本实用新型属于电力设备监控技术领域，特别是涉及一种GIS在线监测系统。

背景技术：

GIS(GAS INSULATED SWITCHGEAR)是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。随着中国智能变电站和城市中心变电站的建设，GIS的使用更加普遍。GIS控制系统是对GIS进行监测、控制的设备，传统的GIS控制柜由转换开关、微型断路器、计数器、接触器、中间继电器、电动机保护开关、带电显示器、指示灯等组成。因为GIS控制复杂，联锁关系多，内部元器件较多，线路复杂，对设备制造、安装、运行检修等要求都很高，且不能提供通讯接口，不利于智能化变电站的建设。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种GIS在线监测控制系统，该系统能实现GIS中SF6绝缘气体、断路器、隔离开关、接地开关的数据采集、在线监测、智能控制功能。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种GIS在线监测系统，其特征在于：包括SF6监测模块、断路器监测模块、隔离开关监测模块、接地开关监测模块、PLC控制系统及远程监控中心，所述SF6监测模块、断路器监测模块、隔离开关监测模块及接地开关监测模块均与所述PLC控制系统连接，所述PLC控制系统与所述远程监控中心连接。

本实用新型的有益效果是：利用PLC控制技术，实现了GIS中SF6绝缘气体、断路器、隔离开关、接地开关的数据采集、在线监测功能；各监测模块与PLC控制系统采用通讯方式连接，简化了二次接线,且PLC控制系统与远程监控中心连接，实现了变电站的智能化。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述SF6监测模块、断路器监测模块、隔离开关监测模块、接地开关监测模块均包括一MCU处理器，所述MCU处理器包括输入电路、输出电路、中央处理器和无线通讯电路，所述输入电路、输出电路和无线通讯电路均与中央处理器连接。

进一步，所述SF6监测模块包括温度传感器、露点传感器、压力传感器及MCU处理器，所述温度传感器、露点传感器及压力传感器均与所述输入电路连接，所述无线通讯电路与PLC控制系统无线通讯连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，用于监测GIS气室中的温度、SF6绝缘气体的微水和密度，并根据实测数据和计算数据做初步诊断和告警。

进一步，所述断路器监测模块包括电流传感器、辅助触点及MCU处理器，所述电流传感器和辅助触点均与所述输入电路连接，所述无线通讯电路与PLC控制系统无线通讯连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，用于监测GIS中断路器的分/合闸线圈电流、断路器开断电流、断路器辅助触点遥信，得出断路器机械特性。

进一步，所述隔离开关监测模块包括超声波发射探头、超声波接收探头及MCU处理器，所述超声波发射探头和超声波接收探头均与所述输入电路连接，所述无线通讯电路与PLC控制系统无线通讯连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过计算超声波在空气中传播的时间来判断隔离开关是处于分闸还是合闸状态，无需布置数据线，能实时掌握隔离开关的分合闸状态，及时发现隔离开关操作故障，从而可规避事故提高GIS设备的可靠性。

进一步，所述接地开关监测模块包括红外温度传感器及MCU处理器，所述红外温度传感器与所述输入电路连接，所述无线通讯电路与PLC控制系统无线通讯连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，采用红外温度传感器采集接地开关的图像，实现状态可视的要求，提高了设备的运行可靠性。

进一步，还包括报警器，所述报警器与所述PLC控制系统连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，当监测到GIS异常情况时，通过报警器提醒维护人员及时维护。

进一步，还包括触摸屏，所述触摸屏与所述PLC控制系统连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过触摸屏可对各监测模块设置参数及查看报警记录。

附图说明

图1为本实用新型系统原理图；

图2为本实用新型MCU处理器原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1、图2所示，本实用新型公开了一种GIS在线监测控制系统，所述在线监测系统包括SF6监测模块、断路器监测模块、隔离开关监测模块、接地开关监测模块、PLC控制系统及远程监控中心，所述SF6监测模块、断路器监测模块、隔离开关监测模块及接地开关监测模块均与所述PLC控制系统连接，所述PLC控制系统与所述远程监控中心连接。

所述SF6监测模块、断路器监测模块、隔离开关监测模块、接地开关监测模块均包括一MCU处理器，所述MCU处理器包括输入电路、输出电路、中央处理器、和无线通讯电路，所述输入电路、输出电路、和无线通讯电路均与中央处理器连接。

本实用新型，还包括报警器，所述报警器与所述PLC控制系统连接。报警器可以包括蜂鸣器和指示灯；通过声音报警和灯光闪烁报警，达到双重报警效果。

还包括触摸屏，所述触摸屏与所述PLC控制系统连接，运维人员可通过触摸屏对各监测模块设置参数及查看报警记录。

其中，所述SF6监测模块包括温度传感器、露点传感器、压力传感器及MCU处理器，所述温度传感器、露点传感器及压力传感器均与MCU处理器的输入电路连接，所述MCU处理器的无线通讯电路与PLC控制系统无线通讯连接，通过温度传感器、露点传感器、压力传感器将采集到的温度、压力、露点采样值输入MCU处理器的输入电路，中央处理器读取输入电路中的采样值，将预设值和采样值进行分析计算20℃时压力值，取温度、压力、露点计算当前温度下的微水值和20℃时微水值；利用温度值判断GIS气室温度是否过高，利用20℃时压力值判断SF6气体密度是否过低，利用20℃时微水值判断SF6气体中微水含量是否过高；将各采样值、计算值、初步诊断结果无线通讯上传至PLC控制系统在触摸屏上显示。

其中，所述断路器监测模块包括电流传感器、辅助触点及MCU处理器，所述电流传感器和辅助触点均与MCU处理器的输入电路连接，所述MCU处理器的无线通讯电路与PLC控制系统无线通讯连接。通过电流传感器接收分/合闸线圈电流、断路器开断电流以及通过辅助触点遥信进行去抖处理，并输入MCU处理器的输入电路，中央处理器对分/合闸线圈电流、断路器开断电流进行处理，计算分/合闸时间、分/合闸响应时间、燃弧时间，取断路器开断电流，利用分/合闸时间、分/合闸响应时间、燃弧时间判断断路器动作机构的机械特性情况；将各采样值、计算值、初步诊断结果无线通讯上传至PLC控制系统在触摸屏上显示。

其中，所述隔离开关监测模块包括超声波发射探头、超声波接收探头及MCU处理器，所述超声波发射探头和超声波接收探头均与MCU处理器的输入电路连接，所述MCU处理器的无线通讯电路与PLC控制系统无线通讯连接。通过计算超声波在空气中传播的时间来判断隔离开关机构导杆是处于分闸还是合闸状态，采用的是非接触检测方式，无需和机构连杆接触，因此不要做防振处理，操动机构开断时的巨大振动不会影响检测性能，寿命更长。本实用新型安装简单，对于不同型号的隔离开关，只需找一个能对准机构导杆的位置即可安装，不需要另外制作的固定工装。本实用新型采用无线数据传输技术将隔离开关的位置信息传输至PLC控制系统，无需布置数据线，能实时掌握隔离开关的分合闸状态，及时发现隔离开关操作故障，从而可规避事故提高GIS设备的可靠性。

其中，所述接地开关监测模块包括红外温度传感器及MCU处理器，所述红外温度传感器与所述输入电路连接，所述无线通讯电路与PLC控制系统无线通讯连接。红外温度传感器是核心部件，完成视场内图像的扫描取样，同时通过光电效应将入射光转换为电信号，可以实时显示接地开关的工作状态；并无线通讯上传至PLC控制系统在触摸屏上显示。

本实用新型与远程监控中心信号通过通讯连接，所述远程监控中心可以采用DCS分散式控制系统，实时监测GIS的状态，可通过触摸屏或远程监控中心手动输入操作指令，操作指令通过无线通讯发送给各MCU处理器，MCU处理器根据现场设备监测状态和PLC控制系统发出的操作指令，自动控制执行机构操作。

综上所述，通过各类传感器采集GIS的各个工作指标参数，采集对应GIS的电流、电压、压力和湿度值等，MCU处理器将接收的各个工作指标参数进行处理后，通过无线通讯方式发送至PLC控制系统，且PLC控制系统与远程监控中心连接，使运维人员无需到现场便可及时准确的监测GIS工作状态及检测GIS故障，便于故障维护，降低了维护成本，实现了变电站的智能化。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。