具有自诊断功能的数字式气体密度继电器及其自诊断方法技术

本申请公开了具有自诊断功能的数字式气体密度继电器及其自诊断方法，包括气体密度检测传感器、智控单元、信号器、通讯模块、常开电控阀和常闭电控阀；常开电控阀的一端设有与电气设备连通的接口，另一端与常闭电控阀的一端相连通，常闭电控阀的另一端与空气连通，气体密度检测传感器设在常开电控阀和常闭电控阀之间的气路上；智控单元分别与气体密度检测传感器、信号器、通讯模块、常开电控阀和常闭电控阀连接，完成对电气设备气体密度值的在线监测，以及控制信号器，控制常开电控阀和常闭电控阀的开关状态切换。本申请对气体绝缘或灭弧的电气设备气体密度进行监测的同时，还完成在线自检或自诊断，无需维护，降低了运维成本，保障电网安全运行。

【技术实现步骤摘要】
具有自诊断功能的数字式气体密度继电器及其自诊断方法
本专利技术涉及电力
，具体涉及一种应用在高压、中压电气设备上、具有自诊断功能的数字式气体密度继电器及其自诊断方法。
技术介绍
随着无人值守变电站向网络化、数字化方向发展以及对遥控、遥测的要求不断加强，对SF6电气设备的气体密度和微水含量状态的在线监测具有重要的现实意义。随着中国智能电网的不断大力发展，智能高压电气设备作为智能变电站的重要组成部分和关键节点，对智能电网的安全起着举足轻重的作用。高压电气设备目前大多为SF6气体绝缘设备，如果气体密度降低(如泄漏等引起)将严重影响设备的电气性能，对安全运行造成严重隐患。目前在线监测SF6高压电气设备中的气体密度值已经非常普遍了，为此气体密度监测系统(气体密度继电器)应用将蓬勃发展。而目前的气体密度监测系统(气体密度继电器)基本上是：1)应用远传式SF6气体密度继电器实现密度、压力和温度的采集，上传，实现气体密度在线监测。2)应用气体密度变送器实现密度、压力和温度的采集，上传，实现气体密度在线监测。远传式SF6气体密度继电器或气体密度变送器是核心和关键部件，其如何保证正常工作非常关键。因此，现在非常有必要研制一种具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或气体密度监测装置，应用在基于泛在电力物联网的气体密度监测系统中，通过气体密度检测传感器的零位校验诊断，来获取数字式气体密度继电器的当前工作状态，能够实现数字式气体密度继电器的自诊断或自检，实现免维护，提高工作效率，保证电网的安全运行。
技术实现思路
r>本专利技术提供一种高压或中压电气设备用的、具有自诊断功能的数字式气体密度继电器(气体密度监测装置)及其自诊断(或自检)方法，用于对气体绝缘或灭弧的电气设备气体密度进行监测的同时，还通过数字式气体密度检测传感器的零位校验诊断，来获取数字式气体密度继电器的当前工作状态，完成对数字式气体密度继电器的在线自检或自诊断，提高工作效率，无需被动维护，降低运行维护成本，保障电网安全运行。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本申请第一个方面公开了一种具有自诊断功能的数字式气体密度继电器，包括：气体密度检测传感器、智控单元、信号器、通讯模块、常开电控阀和常闭电控阀；所述常开电控阀的一端设有与电气设备相连通的接口，另一端与常闭电控阀的一端相连通，所述常闭电控阀的另一端与空气连通，气体密度检测传感器安装在常开电控阀和常闭电控阀之间的气路上，用于采集常开电控阀和常闭电控阀之间气路的压力值和温度值、和/或气体密度值；所述智控单元，分别与气体密度检测传感器、信号器、通讯模块、常开电控阀和常闭电控阀相连接；所述智控单元被配置为获取所述气体密度检测传感器采集的气体密度值，或者，所述智控单元被配置为获取所述气体密度检测传感器采集的压力值和温度值，根据气体压力-温度特性转换成气体密度值；所述智控单元通过通讯模块上传气体密度值、压力值、温度值中的一种或几种，用于完成数字式气体密度继电器对所监测的电气设备的气体密度的在线监测；智控单元还被配置为控制信号器，使信号器输出报警、和/或闭锁接点信号，以及控制常开电控阀和常闭电控阀的开关状态切换。本申请第二个方面公开了一种具有自诊断功能的气体密度监测装置，包括：气体密度检测传感器、智控单元、信号器、通讯模块、常开电控阀和常闭电控阀；所述常开电控阀的一端设有与电气设备相连通的接口，另一端与常闭电控阀的一端相连通，所述常闭电控阀的另一端与空气连通，气体密度检测传感器安装在常开电控阀和常闭电控阀之间的气路上，用于采集常开电控阀和常闭电控阀之间气路的压力值和温度值、和/或气体密度值；所述智控单元，分别与气体密度检测传感器、信号器、通讯模块、常开电控阀和常闭电控阀相连接；所述智控单元被配置为获取所述气体密度检测传感器采集的气体密度值，或者，所述智控单元被配置为获取所述气体密度检测传感器采集的压力值和温度值，根据气体压力-温度特性转换成气体密度值；所述智控单元通过通讯模块上传气体密度值、压力值、温度值中的一种或几种，用于完成数字式气体密度继电器对所监测的电气设备的气体密度的在线监测；智控单元还被配置为控制信号器，使信号器输出报警、和/或闭锁接点信号，以及控制常开电控阀和常闭电控阀的开关状态切换。其中，上述具有自诊断功能的数字式气体密度继电器一般指的是其组成元件设计成一体结构；而具有自诊断功能的气体密度监测装置一般指的是其组成元件设计成分体结构，灵活组成。优选地，所述常开电控阀被配置为关断电气设备与气体密度检测传感器、常闭电控阀之间的气路；所述常闭电控阀被配置为开启气体密度检测传感器的气路，使气体密度检测传感器与空气相连通，用于实现气体密度检测传感器的零位校验诊断。优选地，所述智控单元控制信号器在零位校验诊断时不输出报警、和/或闭锁接点信号。优选地，当所述的气体密度值低于和/或高于所设定的预设阈值时，智控单元控制信号器，使信号器输出报警、和/或闭锁接点信号，用于完成对电气设备内的气体密度值的监控。优选地，所述具有自诊断功能的数字式气体密度继电器，还包括数字式气体密度继电器壳体，所述气体密度检测传感器、智控单元、信号器、通讯模块、常开电控阀和常闭电控阀中的一种或更多种位于所述数字式气体密度继电器壳体内。并优选为，气体密度检测传感器、常开电控阀、常闭电控阀位于所述数字式气体密度继电器壳体内。优选地，所述气体密度检测传感器包括一个压力传感器和一个温度传感器；或者，所述气体密度检测传感器为压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器；或者，所述气体密度检测传感器为采用石英音叉技术的密度检测传感器。优选地，所述具有自诊断功能的数字式气体密度继电器、或具有自诊断功能的气体密度监测装置还包括显示单元，所述智控单元通过显示单元显示包括气体密度值、压力值、温度值、当前工作状态中的一种或几种监测信号和/或信息。优选地，所述具有自诊断功能的数字式气体密度继电器、或具有自诊断功能的气体密度监测装置的当前工作状态包括：正常工作状态、异常工作状态。更优选地，所述当前工作状态为异常工作状态时，所述具有自诊断功能的数字式气体密度继电器、或具有自诊断功能的气体密度监测装置发出异常提示。优选地，所述具有自诊断功能的数字式气体密度继电器、或具有自诊断功能的气体密度监测装置还包括多通接头，所述常开电控阀、所述气体密度检测传感器、所述常闭电控阀分别设置在多通接头上；在气路上，所述常开电控阀的另一端通过多通接头分别与气体密度检测传感器、以及常闭电控阀的一端相连通。在一种优选实施例中，多通接头的第一接口连通所述常开电控阀的另一端，多通接头的第二接口连通所述常闭电控阀的一端，所述气体密度检测传感器通过所述多通接头的第三接口安装到常开电控阀、常闭电控阀之间的气路上。在一种优选实施例中，所述气体密度检测传感器安装在所述多通接头的第三接口上；或者所述多通接头的第三接口连接有气体采集管道，所述气体密度检测传感器安装在气体采集管道上。更优选地，所述具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有自诊断功能的数字式气体密度继电器，其特征在于，包括：气体密度检测传感器、智控单元、信号器、通讯模块、常开电控阀和常闭电控阀；/n所述常开电控阀的一端设有与电气设备相连通的接口，另一端与常闭电控阀的一端相连通，所述常闭电控阀的另一端与空气连通，气体密度检测传感器安装在常开电控阀和常闭电控阀之间的气路上，用于采集常开电控阀和常闭电控阀之间气路的压力值和温度值、和/或气体密度值；/n所述智控单元，分别与气体密度检测传感器、信号器、通讯模块、常开电控阀和常闭电控阀相连接；所述智控单元被配置为获取所述气体密度检测传感器采集的气体密度值，或者，所述智控单元被配置为获取所述气体密度检测传感器采集的压力值和温度值，根据气体压力-温度特性转换成气体密度值；所述智控单元通过通讯模块上传气体密度值、压力值、温度值中的一种或几种，用于完成数字式气体密度继电器对所监测的电气设备的气体密度的在线监测；智控单元还被配置为控制信号器，使信号器输出报警、和/或闭锁接点信号，以及控制常开电控阀和常闭电控阀的开关状态切换。/n

【技术特征摘要】
1.具有自诊断功能的数字式气体密度继电器，其特征在于，包括：气体密度检测传感器、智控单元、信号器、通讯模块、常开电控阀和常闭电控阀；
所述常开电控阀的一端设有与电气设备相连通的接口，另一端与常闭电控阀的一端相连通，所述常闭电控阀的另一端与空气连通，气体密度检测传感器安装在常开电控阀和常闭电控阀之间的气路上，用于采集常开电控阀和常闭电控阀之间气路的压力值和温度值、和/或气体密度值；
所述智控单元，分别与气体密度检测传感器、信号器、通讯模块、常开电控阀和常闭电控阀相连接；所述智控单元被配置为获取所述气体密度检测传感器采集的气体密度值，或者，所述智控单元被配置为获取所述气体密度检测传感器采集的压力值和温度值，根据气体压力-温度特性转换成气体密度值；所述智控单元通过通讯模块上传气体密度值、压力值、温度值中的一种或几种，用于完成数字式气体密度继电器对所监测的电气设备的气体密度的在线监测；智控单元还被配置为控制信号器，使信号器输出报警、和/或闭锁接点信号，以及控制常开电控阀和常闭电控阀的开关状态切换。


2.具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于，包括：气体密度检测传感器、智控单元、信号器、通讯模块、常开电控阀和常闭电控阀；
所述常开电控阀的一端设有与电气设备相连通的接口，另一端与常闭电控阀的一端相连通，所述常闭电控阀的另一端与空气连通，气体密度检测传感器安装在常开电控阀和常闭电控阀之间的气路上，用于采集常开电控阀和常闭电控阀之间气路的压力值和温度值、和/或气体密度值；
所述智控单元，分别与气体密度检测传感器、信号器、通讯模块、常开电控阀和常闭电控阀相连接；所述智控单元被配置为获取所述气体密度检测传感器采集的气体密度值，或者，所述智控单元被配置为获取所述气体密度检测传感器采集的压力值和温度值，根据气体压力-温度特性转换成气体密度值；所述智控单元通过通讯模块上传气体密度值、压力值、温度值中的一种或几种，用于完成数字式气体密度继电器对所监测的电气设备的气体密度的在线监测；智控单元还被配置为控制信号器，使信号器输出报警、和/或闭锁接点信号，以及控制常开电控阀和常闭电控阀的开关状态切换。


3.根据权利要求1所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或根据权利要求2所述的具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元控制信号器在零位校验诊断时不输出报警、和/或闭锁接点信号。


4.根据权利要求1所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或根据权利要求2所述的具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于：当所述的气体密度值低于和/或高于所设定的预设阈值时，智控单元控制信号器，使信号器输出报警、和/或闭锁接点信号，用于完成对电气设备内的气体密度值的监控。


5.根据权利要求1所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或根据权利要求2所述的具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度检测传感器包括一个压力传感器和一个温度传感器；或者，所述气体密度检测传感器为压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器；或者，所述气体密度检测传感器为采用石英音叉技术的密度检测传感器。


6.根据权利要求1所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或根据权利要求2所述的具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于：还包括多通接头，所述常开电控阀、所述气体密度检测传感器、所述常闭电控阀分别设置在多通接头上；在气路上，所述常开电控阀的另一端通过多通接头分别与气体密度检测传感器、以及常闭电控阀的一端相连通。


7.根据权利要求6所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于：还包括比对传感器，所述比对传感器也设置在多通接头上，所述比对传感器通过多通接头与气体密度检测传感器在气路上连通。


8.根据权利要求7所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于：所述比对传感器包括一个第二压力传感器；或者，所述比对传感器包括一个第二压力传感器和一个第二温度传感器；或者，所述比对传感器为第二压力传感器和第二温度传感器组成的第二气体密度变送器；或者，所述比对传感器为采用石英音叉技术的第二密度检测传感器。


9.根据权利要求1所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或根据权利要求2所述的具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于：所述信号器包括电磁继电器、固态继电器、MOSFET继电器、功率继电器、电子开关、可控硅中的一种。


10.根据权利要求1所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或根据权利要求2所述的具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于：还包括过滤器，所述过滤器连接在常闭电控阀的另一端。


11.根据权利要求1所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或根据权利要求2所述的具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于：所述通讯模块的通讯方式包括有线通讯方式和无线通讯方式。


12.根据权利要求1所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或根据权利要求2所述的具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于：还包括保护电路，所述保护电路设置于智控单元上或者与智控单元相连接，所述保护电路包括浪涌保护电路、滤波电路、短路保护电路、极性保护电路、过压保护电路的一种或几种。


13.根据权利要求1所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或根据权利要求2所述的具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于：还包括短路和/或断路诊断电路，所述短路和/或断路诊断电路被配置为对出现短路和/或断路故障的电路进行诊断。


14.根据权利要求1所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或根据权利要求2所述的具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于：还包括与智控单元相连接的加热器和/或散热器，在温度低于设定值时智控单元开启加热器，或者在温度高于设定值时智控单元开启散热器。


15.根据权利要求1所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或根据权利要求2所述的具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元包括微处理器、电源、数据存储。


16.根据权利要求1所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或根据权利要求2所述的具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于：还包括显示单元，所述智控单元通过显示单元显示包括气体密度值、压力值、温度值、当前工作状态中的一种或几种监测信号和/或信息。


17.根据权利要求1所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器或根据权利要求2所述的具有自诊断功能的气体密度监测装置，其特征在于：至少两个所述具有自诊断功能的数字式气体密度继电器、或具有自诊断功能的气体密度监测装置均通过通讯模块与远程后台检测系统连接；其中，所述数字式气体密度继电器或气体密度监测装置设置在其对应气室的电气设备上，所述通讯模块的通讯方式包括有线通讯方式和无线通讯方式。


18.一种如权利要求1所述的具有自诊断功能的数字式气体密度继电器的自诊断方法，其特征在于，包括：
智控单元获取气体密度检测传感器采集的气体密度值；或者，智控单元获取气体密度检测传感器采集的压力值和温度值，根据气体压力-温度特性转换成气体密度值；所述智控单元通过通讯模块上传气...

【专利技术属性】
技术研发人员：金海勇，
申请(专利权)人：上海乐研电气有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31