一种变电站站用电系统的绝缘监测系统及方法技术方案

一种变电站站用电系统的绝缘监测系统及方法，系统包括：多个检测节点、云端服务器和管理终端；检测节点包括：直流漏电检测模块，执行模块，无线网络模块；直流漏电检测模块套装在被测线路上，用于采集漏电流和计算漏电流值；执行模块用于在漏电流值达到门限值以上时执行跳闸动作，否则维持合闸状态，并将跳闸/合闸状态反馈至直流漏电检测模块；无线网络模块用于将漏电流值和跳闸/合闸状态发送至云端服务器；云端服务器用于为管理终端提供访问接口。本发明专利技术提升了检测和通讯功能的可靠性，实现绝缘监测的快速识别和预警。缘监测的快速识别和预警。缘监测的快速识别和预警。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站站用电系统的绝缘监测系统及方法


[0001]本专利技术属于漏电流检测与保护领域，更具体地，涉及一种变电站站用电系 统的绝缘监测系统及方法。

技术介绍

[0002]漏电流是指电流矢量和不为零的部分，一般由绝缘老化等缓慢因素造成， 引起相线与设备外壳间绝缘电阻变小，形成微小的剩余电流，最终由于局部发 热引发火灾。
[0003]变电站站用电系统的绝缘出现问题会产生漏电流，漏电流不仅会对操作人 员产生一定威胁，还会对设备产生损伤、导致电气火灾等事故，存在着严重的 安全隐患。传统的漏电保护器依赖于交流漏电流产生的交变磁场，而对于直流 系统，漏电流不能产生交变磁场，传统保护装置无法实现保护，交直流混合漏 保可以解决该问题，但该技术难度较高且受到国外的垄断，因而急需高可靠、 低成本交直流漏电保护关键技术及核心部件的研究和开发。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种变电站站用 电系统的绝缘监测系统及方法，以B型剩余电流检测保护为突破口，开发变电 站站用电系统的智能开关与检测保护装置，同时结合物联网通信技术，搭建具 备实时监控、远程报警等功能的在线监控系统。
[0005]本专利技术采用如下的技术方案。本专利技术的第一方面提供了一种变电站站用电 系统的绝缘监测系统，包括：多个检测节点、云端服务器和管理终端；
[0006]检测节点包括：直流漏电检测模块，执行模块，无线网络模块；
[0007]直流漏电检测模块套装在被测线路上，用于采集漏电流和计算漏电流值；
[0008]执行模块用于在漏电流值达到门限值以上时执行跳闸动作，否则维持合闸 状态，并将跳闸/合闸状态反馈至直流漏电检测模块；
[0009]无线网络模块用于将漏电流值和跳闸/合闸状态发送至云端服务器；
[0010]云端服务器用于为管理终端提供访问接口。
[0011]优选地，直流漏电检测模块包括：环形磁芯，激励绕组，激励源，检测单 元，核心处理单元和第一电源单元；
[0012]环形磁芯套装在被测线路上，激励绕组绕制在环形磁芯上，激励源与激励 绕组相连接，检测单元与激励绕组、激励源、核心处理单元分别相连接。
[0013]优选地，激励源将激励电压信号输入至激励绕组，以如下公式表示，
[0014][0015]式中：
[0016]U
e
表示激励电压信号，
[0017]U表示激励电压信号幅值，
[0018]T表示激励电压信号周期，
[0019][0019]表示自然数集，即m＝1,2,3
…
。
[0020]优选地，检测单元用于检测激励绕组上的激励电流，转换为核心处理单元 可识别的信号，核心处理单元计算获得漏电流值，漏电流值通过无线网络模块 发送至该节点所属的基站，该基站将其发送至作为上位机的云端服务器。
[0021]优选地，所述第一电源单元在节点的进线端前端取电，用于为激励源检测 单元和核心处理单元供电，用以在执行模块跳闸之后不断电。
[0022]优选地，执行模块包括：断路器、脱扣控制单元、断路器状态监视单元和 第二电源单元。
[0023]优选地，所述核心处理单元将计算获得的漏电流值与门限值进行比较，将 比较结果发送至执行模块的脱扣控制单元，若漏电流值小于门限值，脱扣控制 单元不动作，维持断路器合闸状态，若漏电流值不小于门限值，脱扣控制单元 带动断路器进行跳闸。
[0024]优选地，断路器状态监视单元与所述直流漏电检测模块的核心处理单元相 连接，用于实时反馈断路器状态，即将断路器处于跳闸状态或合闸状态实时反 馈至核心处理单元，核心处理单元将断路器状态通过无线网络模块发送至该节 点所属的上位机，该上位机将其发送至云端服务器。
[0025]根据权利要求7所述的一种变电站站用电系统的绝缘监测系统，其特征在 于：
[0026]无线网络模块包括433MHz LoRa无线单元，直流漏电检测模块的核心处理 单元将计算获得的漏电流值和断路器状态通过LoRa无线网络发送至基站，基 站将漏电流值和断路器状态通过4G无线网络发送至云端服务器。
[0027]优选地，第二电源单元在节点的出线端后端取电，用于为脱扣控制单元和 断路器状态监视单元供电，跳闸后切断电源，保护电子器件不受损坏。
[0028]本专利技术第二方面提供了一种变电站站用电系统的绝缘监测方法，运行在如 权利要求1至10所述的绝缘监测系统上，包括以下步骤：
[0029]步骤1，将直流漏电检测模块套装在被测线路上，采集漏电流和计算漏电 流值；
[0030]步骤2，在步骤1的基础上，执行模块在漏电流值达到门限值以上时执行 跳闸动作，否则维持合闸状态，并将跳闸/合闸状态反馈至直流漏电检测模块； 若维持合闸状态返回步骤1，
[0031]步骤3，直流漏电检测模块经由无线网络模块将漏电流值和跳闸/合闸状态 发送至云端服务器；
[0032]步骤4，云端服务器将漏电流值和跳闸/合闸状态经由访问接口提供至管理 终端。
[0033]优选地，步骤1中，直流漏电检测模块的激励源将激励电压信号输入至绕 制在环形磁芯上的激励绕组，以如下公式表示，
[0034][0035]式中：
[0036]U
e
表示激励电压信号，
[0037]U表示激励电压信号幅值，
[0038]T表示激励电压信号周期，
[0039][0039]表示自然数集，即m＝1,2,3
…
。
[0040]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，提供了一种变电站站用电系统 的绝缘监测系统及方法，以B型剩余电流检测保护为突破口，开发变电站站用 电系统的智能开关与检测保护装置，同时结合物联网通信技术，搭建具备实时 监控、远程报警等功能的在线监控系统。提升了检测和通讯功能的可靠性，实 现绝缘监测的快速识别和预警。
附图说明
[0041]图1为本专利技术提供的一种变电站站用电系统的绝缘监测方法流程图；
[0042]图2为直流漏电流磁通门传感器检测原理图；
[0043]图3为无漏电流的激磁电压和激磁电流波形示意图；
[0044]图4为有正向漏电流的激磁电压和激磁电流波形示意图；
[0045]图5为漏电保护检测及执行拓扑示意图；
[0046]图6为漏电检测及执行模块内部功能组成结构图；
[0047]图7为脱扣控制单元逻辑拓扑示意图；
[0048]图8为LORA组网设计逻辑图。
具体实施方式
[0049]下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明 本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0050]如图1
‑
8所示，本专利技术提供了一种变电站站用电系统的绝缘监测系统，包 括：多个检测节点、云端服务器和管理终端。检测节点包括：直流漏电检测模 块，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变电站站用电系统的绝缘监测系统，包括：多个检测节点、云端服务器和管理终端；其特征在于，检测节点包括：直流漏电检测模块，执行模块，无线网络模块；直流漏电检测模块套装在被测线路上，用于采集漏电流和计算漏电流值；执行模块用于在漏电流值达到门限值以上时执行跳闸动作，否则维持合闸状态，并将跳闸/合闸状态反馈至直流漏电检测模块；无线网络模块用于将漏电流值和跳闸/合闸状态发送至云端服务器；云端服务器用于为管理终端提供访问接口。2.根据权利要求1所述的一种变电站站用电系统的绝缘监测系统，其特征在于：直流漏电检测模块包括：环形磁芯，激励绕组，激励源，检测单元，核心处理单元和第一电源单元；环形磁芯套装在被测线路上，激励绕组绕制在环形磁芯上，激励源与激励绕组相连接，检测单元与激励绕组、激励源、核心处理单元分别相连接。3.根据权利要求2所述的一种变电站站用电系统的绝缘监测系统，其特征在于：激励源将激励电压信号输入至激励绕组，以如下公式表示，式中：U
e
表示激励电压信号，U表示激励电压信号幅值，T表示激励电压信号周期，T表示激励电压信号周期，表示自然数集，即m＝1,2,3
…
。4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种变电站站用电系统的绝缘监测系统，其特征在于：检测单元用于检测激励绕组上的激励电流，转换为核心处理单元可识别的信号，核心处理单元计算获得漏电流值，漏电流值通过无线网络模块发送至该节点所属的基站，该基站将其发送至作为上位机的云端服务器。5.根据权利要求1至3中任一项所述的一种变电站站用电系统的绝缘监测系统，其特征在于：所述第一电源单元在节点的进线端前端取电，用于为激励源检测单元和核心处理单元供电，用以在执行模块跳闸之后不断电。6.根据权利要求1至3中任一项所述的一种变电站站用电系统的绝缘监测系统，其特征在于：执行模块包括：断路器、脱扣控制单元、断路器状态监视单元和第二电源单元。7.根据权利要求6所述的一种变电站站用电系统的绝缘监测系统，其特征在于：所述核心处理单元将计算获得的漏电流值与门限值进行比较，将比较结果发送至执行模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈轩，何茂慧，邓凯，朱超，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司检修分公司，
类型：发明
国别省市：