[发明专利]基于感应取能技术的变电设备综合状态监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种变电设备综合状态监测系统。

背景技术

为加强智能电网的建设，保障电网的安全运行，现代化的变电状态监测手段是必不可少的环节，国内外对变电设备在线监测及带电检测技术的探索和研究已有30多年的历史。随着电网建设的加速和市场经济的推进，我国目前成为既是全球变电设备状态在线监测与诊断装置最大的市场，又是生产及推销这类装置最多的国家，而在研究水平上与国外同步甚至在某些方面领先的成果还难于产业化和推广运用。

虽然在线监测装置在电网内应用越来越多，但由于很多装置在技术上并不十分成熟，其运行稳定性较差，功能也有待完善。实际应用情况表明，一些早期的监测装置存在设计不合理、原理不准确等问题，需要综合考虑新工艺和新技术进行改进和完善，提高其稳定性和准确性，确保传感器等重要部件的自身质量和现场测量中的可靠性，才能提高在线监测的效果，而提高可靠性的一个很重要的因素就在于保障其供电能力。纵观当前的在线监测装置供电技术，存在较大的局限性：

(1)电池供电

电池本身在高电压和强电磁环境中存在安全隐患；在有限的电池电量供应前提下，通常以降低采样频率以保证系统可以长时间的工作，数据实时性较差；定期更换电池带来巨大的维护成本；装置体积较大，安装位置受到较大的制约。

(2)太阳能供电

由于大多的输电线路地处偏远，难以按常规办法解决电源供给问题，因而这些设备的供电一般采用太阳能供电。太阳能供电由于受能量转换率、气候环境及成本等因素限制，无法充分满足设备对供能在全天候方面和长期稳定性方面的要求，不得不加入蓄电池以存储电能。但由于蓄电池本身的寿命问题(一般2到3年)使得设备的维护成本大大增加，导致高压输电线路上难以普及性实现在线实时监控功能。

(3)CT感应取电

感应取电装置体积较大，在狭小的空间内安装困难；安装过程繁琐，时间周期长；母线电流的实时变化造成供电系统出现冲击而损坏，同时变电站复杂的电磁干扰也会直接导致电路工作异常，测温装置易损耗，安全性、可靠性较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于感应取能技术的变电设备综合状态监测系统，通过感应取能进行供电，确保供电能力，加强在线监测的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：基于感应取能技术的变电设备综合状态监测系统，包括传感器和供源装置，所述传感器包括油质传感单元和气体传感器，所述油质传感单元包括石英晶体及设于石英晶体输入端和输出端的叉指换能器，所述气体传感器包括声表面波发生装置、声表面波激发装置、探测光束发射装置以及光束强度检测装置，所述声表面波发生装置包括金属靶材和设于金属靶材表面的气体选择性吸附膜，所述声表面波激发装置向声表面波发生装置,发射激光并在声表面波发生装置中激发出各种波型，所述探测光束发射装置向声表面波发生装置发射探测光束，所述光束强度检测装置接收探测光束的反射光并检测探测光束的强度；所述供源装置由感应取能装置、整流稳压单元和蓄电池组成，所述感应取能装置为电场能集能装置，所述电场能集能装置收集环境中产生的高压线路耦合能量并转换为电能，经整流稳压单元整流稳压后储存在蓄电池池中为传感器供电；还包括数据处理单元和对外通信单元，所述数据处理单元将传感单元采集的信号转换成数字信号，所述对外通信单元完成单台设备内部各传感器的数据通信功能。

优选的，所述电场能集能装置包括平板电容器，该平板电容器置于交变电场中。

优选的，所述整流稳压单元集成一个整流器和一个降压型转换器。

优选的，所述声表面波激发装置包括激光器、滤光片以及聚焦透镜，激光器激发激光脉冲，激光脉冲通过滤光片滤波后，被聚焦透镜聚焦到声表面波发生装置上。

优选的，所述探测光束发射装置包括半导体激光器，所述半导体激光激发的探测光束由聚焦透镜聚焦声表面波发生装置表面。

优选的，所述光束强度检测装置包括光电倍增管，探测光束的反射光由一个显微透镜聚焦并通过光电倍增管转化为电信号。

本发明为解决变电设备综合状态监测系统供电局限的问题，在系统中加入高压感应取能装置，充分利用感应取能技术为系统中的相关设备提供稳定电能，高压感应取能技术是一种利用高压输电线路周围感应的电磁能量获取电能的新型感应取电技术。该技术能够将输电导线周围的电磁能量转化为电能，为安装在附近的电气设备提供稳定的电源，能保证负载设备的长期稳定供电，适合作为高压输电导线上在线检测、监控、巡检、防盗等电气设备的电源供给装置。

本发明的有益效果：