專(zhuān)利名稱(chēng)：利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于變電站輸供配電布線系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種對(duì)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置，特別是涉及一種利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，供用電容量大幅攀升，變壓器低壓側(cè)額定電流也在不斷加大。目前，IIOKV及220KV變壓器單臺(tái)容量達(dá)120MVA，低壓側(cè)母線電壓為6.3KV 35KV，工作電流高達(dá)2000A 11000A。同時(shí)，我國(guó)單臺(tái)容量125MW及以下的火力發(fā)電機(jī)組正處于逐漸關(guān)停中。200MW、300MW及600MW機(jī)組成為主流發(fā)電設(shè)備，其相應(yīng)出口電壓分別為15.75KV、18KV及20KV，出口電流分別為8625A、11320A及19000A。常規(guī)矩形母線在技術(shù)和結(jié)構(gòu)上，已經(jīng)無(wú)法滿足在上述大電流下母線發(fā)熱和短路電動(dòng)力的要求。同時(shí)，集膚效應(yīng)系數(shù)及附加損耗的增大，帶來(lái)傳統(tǒng)矩形母線載流能力的大幅下降，嚴(yán)重影響并制約變電站的安全運(yùn)行。新型干式絕緣管型母線因其容量大、體積小和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)正取代常規(guī)的矩形母線，在電力系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。[0003]盡管這種新型干式絕緣管型母線具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是接頭工藝的好壞和大電流工作狀態(tài)下電動(dòng)力的影響可能導(dǎo)致接頭處接觸電阻的增加，使得接頭溫升過(guò)大，影響母線的安全運(yùn)行。新型的全絕緣母線因其容量大、體積小和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)正取代常規(guī)的矩形母線，在電力系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。變電站內(nèi)的全絕緣母線通常由單根母線串接而成，接頭工藝的好壞會(huì)影響接頭的電阻，進(jìn)而影響母線的工作溫升；母線在電動(dòng)力的作用下可能發(fā)生機(jī)械共振，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致母線的斷裂。因此，溫升和振動(dòng)是影響母線安全運(yùn)行的主要因素。[0004]大電流全絕緣母線在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中母線連接處會(huì)因電磨損、機(jī)械操作和短路電動(dòng)力引起的機(jī)械振動(dòng)等原因，使接觸條件惡化，接觸電阻增加，引起接觸點(diǎn)的溫度升高，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致母線的斷裂，母線振動(dòng)危害母線的安全運(yùn)行。因此需要對(duì)母線的振動(dòng)狀態(tài)要實(shí)時(shí)監(jiān)控。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控母線的振動(dòng)狀態(tài)的問(wèn)題。[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置，所述實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置包括:[0007]安裝在全絕緣母線的絕緣層外面，感應(yīng)全絕緣母線的振動(dòng)信號(hào)、并定時(shí)采集讀取振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)信息的母線振動(dòng)感應(yīng)采集模塊；其中，所述母線振動(dòng)感應(yīng)采集模塊包括感應(yīng)采集大電流全絕緣母線前端的振動(dòng)信號(hào)的多個(gè)數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元和定時(shí)采集讀取所述數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元輸出的振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)信息的多個(gè)單片機(jī)采集單元；[0008]與所述母線振動(dòng)感應(yīng)采集模塊無(wú)線連接，無(wú)線接收數(shù)據(jù)信息、重新封裝數(shù)據(jù)信息，最后發(fā)送數(shù)據(jù)信息的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元；[0009]與所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元通過(guò)通信接口連接，管理、存儲(chǔ)、分析、監(jiān)控、判斷接收到的數(shù)據(jù)信息的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。[0010]優(yōu)選地，所述數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元和單片機(jī)采集單元安裝在全絕緣母線的絕緣層外面。[0011]優(yōu)選地，所述數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元和單片機(jī)采集單元的數(shù)目由需監(jiān)控振動(dòng)狀態(tài)的全絕緣母線的數(shù)目決定。[0012]優(yōu)選地，所述數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元與所述單片機(jī)采集單元相連接。[0013]優(yōu)選地，所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器與所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元之間的通信接口為RS485。[0014]優(yōu)選地，所述數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元感應(yīng)全絕緣母線的振動(dòng)信號(hào)，所述單片機(jī)采集單元定時(shí)采集讀取所述數(shù)字傳感器測(cè)量單元在X、Y、Z軸輸出的振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)信息。[0015]如上所述，本實(shí)用新型所述的利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置，具有以下有益效果:[0016]1、實(shí)現(xiàn)了全絕緣母線振動(dòng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和早期預(yù)警；[0017]2、提高了全絕緣母線的智能化水平和運(yùn)行的安全性；[0018]3、增加了檢測(cè)的可靠性。[0019]4、提高了供電可靠性。


[0020]圖1顯示為本實(shí)用新型的利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置的示意圖。[0021]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明[0022]I母線振動(dòng)感應(yīng)采集模塊[0023]2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元[0024]3監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器[0025]11數(shù)字振動(dòng)傳感 器測(cè)量單元[0026]12單片機(jī)采集單元具體實(shí)施方式
[0027]以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。[0028]請(qǐng)參閱附圖。須知，本說(shuō)明書(shū)所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說(shuō)明書(shū)中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。[0029]本實(shí)用新型是基于信號(hào)傳感、測(cè)量和無(wú)線通訊技術(shù)對(duì)母線的振動(dòng)狀態(tài)實(shí)施監(jiān)控。[0030]本實(shí)施例提供一種利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置，所述監(jiān)控裝置如圖1所示，包括:母線振動(dòng)感應(yīng)采集模塊1、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元2、以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器3。其中所述母線振動(dòng)感應(yīng)采集模塊I包括多個(gè)數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元11，和多個(gè)單片機(jī)采集單元12，有幾個(gè)數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元11就有幾個(gè)單片機(jī)采集單元12，而所述數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元11和單片機(jī)采集單元12的數(shù)目是由需監(jiān)控振動(dòng)狀態(tài)的全絕緣母線數(shù)目決定的，也就是說(shuō)，有幾條需監(jiān)控振動(dòng)狀態(tài)的全絕緣母線，就會(huì)有多少個(gè)數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元11和單片機(jī)采集單元12。[0031]由于全絕緣母線在大電流的情況下會(huì)發(fā)生振動(dòng)，而會(huì)給母線的安全運(yùn)行帶來(lái)極大危害，因此，所述母線振動(dòng)感應(yīng)采集模塊I安裝在大電流全絕緣母線的絕緣層外面，所述母線振動(dòng)感應(yīng)采集模塊I用于感應(yīng)全絕緣母線的振動(dòng)信號(hào)，并且定時(shí)采集讀取振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)信息。[0032]也就是說(shuō)，將所述母線振動(dòng)感應(yīng)采集模塊I中包括的多個(gè)數(shù)字傳感器測(cè)量單元11和與多個(gè)數(shù)字傳感器測(cè)量單元11分別連接的單片機(jī)采集單元12安裝在大電流全絕緣母線絕緣層外面。在本實(shí)施例中，其中，所述數(shù)字傳感器測(cè)量單元11用于感應(yīng)采集大電流全絕緣母線前端的振動(dòng)信號(hào)，本實(shí)施例中，所述數(shù)字傳感器測(cè)量單元11為數(shù)字加速度傳感器，而數(shù)字加速度傳感器可采用飛思卡爾MMA7455數(shù)字加速度傳感器模塊，用于感應(yīng)全絕緣母線前端的振動(dòng)信號(hào)；所述單片機(jī)采集單元12用于定時(shí)采集讀取所述數(shù)字傳感器測(cè)量單元11輸出的振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)信息，并將采集到的數(shù)據(jù)信息傳輸出去。所述單片機(jī)采集單元12也就是利用內(nèi)部的單片機(jī)，即SPI接口采集讀取所述數(shù)字加速度傳感器模塊的X、Y、Z軸輸出的振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)信息，并通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信方式將采集讀取到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元2。[0033]所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元2與所述母線振動(dòng)感應(yīng)采集模塊I無(wú)線地連接，所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元2用于無(wú)線地接收數(shù)據(jù)信息、重新封裝，最后將數(shù)據(jù)信息發(fā)送出去。具體地，所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元2從所述單片機(jī)采集單元12接收到振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)信息，并將所述數(shù)據(jù)信息重新封裝，通過(guò)RE-485通信接口將該數(shù)據(jù)信息發(fā)送至監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器3。所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元2可使用工頻220V交流電源供電，也可使用直流220V電源。[0034]所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器3與所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元2通過(guò)通信接口連接，所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理器3用于管理、存儲(chǔ)、分析、監(jiān)控、判斷接收到的數(shù)據(jù)信息，在本實(shí)施例中，所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器與所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元之間的通信接口為RS485。所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器3接收所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元2轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)信息，實(shí)時(shí)查看所述數(shù)據(jù)信息，根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息分析全絕緣母線在工作中的安全狀態(tài)，同時(shí)所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理器3可以存儲(chǔ)歷史的振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)信息，用于作為全絕緣母線振動(dòng)的參考，并可以出報(bào)表打印，為母線運(yùn)行提供分析數(shù)據(jù)，最后判斷全絕緣母線是否出現(xiàn)故障，如出現(xiàn)故障，分析故障位置，發(fā)出早期預(yù)警。[0035]本實(shí)用新型所述的利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置，數(shù)字化智能傳感器和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，將智能傳感器安裝于全絕緣母線的絕緣層外面，并就地進(jìn)行數(shù)字化對(duì)全絕緣母線的振動(dòng)情況實(shí)施監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)母線運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與早期預(yù)警，提高母線的智能化水平和運(yùn)行的安全性。通過(guò)對(duì)母線實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)母線的智能化，符合當(dāng)前智能電網(wǎng)對(duì)于電氣設(shè)備智能組件化的需求；可使電力系統(tǒng)大大減少用于設(shè)備檢修的費(fèi)用，減少停電時(shí)間，使供電可靠性得到很大提高，大大提高信號(hào)檢測(cè)的抗干擾性能。本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)全絕緣母線的振動(dòng)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控以判斷母線接頭是否產(chǎn)生故障，并確定全絕緣母線的故障位置，以便盡早發(fā)出預(yù)警，早些指導(dǎo)維修。[0036]綜上所述，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。[0037]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求1.種利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置，其特征在于，所述實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置包括: 安裝在全絕緣母線的絕緣層外面，感應(yīng)全絕緣母線的振動(dòng)信號(hào)、并定時(shí)采集讀取振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)信息的母線振動(dòng)感應(yīng)采集模塊；其中，所述母線振動(dòng)感應(yīng)采集模塊包括感應(yīng)采集大電流全絕緣母線前端的振動(dòng)信號(hào)的多個(gè)數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元和定時(shí)采集讀取所述數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元輸出的振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)信息的多個(gè)單片機(jī)采集單元； 與所述母線振動(dòng)感應(yīng)采集模塊無(wú)線連接，無(wú)線接收數(shù)據(jù)信息、重新封裝數(shù)據(jù)信息，最后發(fā)送數(shù)據(jù)信息的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元； 與所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元通過(guò)通信接口連接，管理、存儲(chǔ)、分析、監(jiān)控、判斷接收到的數(shù)據(jù)信息的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置，其特征在于:所述數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元和單片機(jī)采集單元安裝在全絕緣母線的絕緣層外面。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置，其特征在于:所述數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元和單片機(jī)采集單元的數(shù)目由需監(jiān)控振動(dòng)狀態(tài)的全絕緣母線的數(shù)目決定。
4.據(jù)權(quán)利要求2所述的利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置，其特征在于:所述數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元與所述單片機(jī)采集單元相連接。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置，其特征在于:所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器與所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元之間的通信接口為RS485。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置，其特征在于:所述數(shù)字振動(dòng)傳感器測(cè)量單元感應(yīng)全絕緣母線的振動(dòng)信號(hào)，所述單片機(jī)采集單元定時(shí)采集讀取所述數(shù)字傳感器測(cè)量單元在X、Y、Z軸輸出的振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)信息。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置，監(jiān)控裝置包括安裝在全絕緣母線的絕緣層外面，感應(yīng)全絕緣母線的振動(dòng)信號(hào)、并定時(shí)采集讀取振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)信息的母線振動(dòng)感應(yīng)采集模塊；與母線振動(dòng)感應(yīng)采集模塊無(wú)線連接，無(wú)線接收數(shù)據(jù)信息、重新封裝數(shù)據(jù)信息，最后發(fā)送數(shù)據(jù)信息的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元；與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中單元通過(guò)通信接口連接，管理、存儲(chǔ)、分析、監(jiān)控、判斷接收到的數(shù)據(jù)信息的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。本實(shí)用新型所述的利用數(shù)字加速度傳感器實(shí)現(xiàn)母線振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控裝置通過(guò)對(duì)全絕緣母線的振動(dòng)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控以判斷母線接頭是否產(chǎn)生故障，并確定全絕緣母線的故障位置，以便盡早發(fā)出預(yù)警，早些指導(dǎo)維修。
文檔編號(hào)G01H1/00GK202928684SQ20122064530
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者錢(qián)慶林, 陳曉紅, 趙銳, 張建峰, 劉宗杰, 趙洪振, 段君, 朱亭, 鄭超, 李開(kāi)燦 申請(qǐng)人:山東電力集團(tuán)公司濟(jì)寧供電公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司