基于DSP的声表面波温度测量系统设计

介绍了声表面波传感器测温原理,并设计了一种基于DSP的无线无源温度测量系统.采用具有低通特性的滑动平均数字滤波算法改进了系统的测量精度.通过在某变电站的现场试验,证明了该系统能够有效实现高压开关柜内多点实时探测,具有良好的抗干扰性和稳定性.     

植入式无源无线声表面波温度传感检测系统

为解决生物体内温度信号的长期实时无线遥测问题,设计一种新型的基于声表面波传感技术的植入式无源无线温度检测装置,并构建基于NI射频通讯设备的无线遥测虚拟仪器系统.该植入式电子装置将433 MHz声表面波温度传感器与简易谐振电路集成,利用射频通讯虚拟仪器平台,在外部4 MHz中频电磁能量的供应下,实现生物体内温度的高精度实时监测.实验表明：在30～45 ℃测量范围内,该检测系统具有8.542 kHz/℃的温度灵敏度和小于±0.1 ℃的测量精度;系统在20 dBm的发射功率下检测距离可达到1 m.     

基于声表面波技术的粮食仓储环境无源测温系统

粮食的安全储存需要对粮食的温度、湿度、压力、黏度、密度等变化情况进行实时的信息采集。本系统通过采用无线无源声表面波温度检测技术实现了仓储环境温度信息数据的采集。系统采用无线无源声表面波温度传感器作为对粮仓温度采集的终端,通过自身声波频率的变化,获得输出信号频率或幅度上的差异,实现粮食仓储环境温度变化的监测并实现无线无源方式频率信号的传输,即通过温度变化时引起的频率变化及温度信息处理的算法的优化,进而实现对实时温度数据的数字化。该技术有效提高了对粮仓温度信息的采集,快速获取仓储环境的温度监测点信息,对解决因粮仓环境变化造成的粮食发霉、腐烂等现象造成的损失大有帮助。     

用于变电站电气设备的非接触式测温系统设计

为了对变电站电气设备实现可靠、低功耗的在线温度监测,将非接触式测温技术、低功耗设计技术和无线传输技术相结合,设计并开发了一种新型测温系统。该系统实现了实时温度的图形化显示、异常预警和报警、查询统计和远程控制访问等功能,便于安装,不会干扰电气设备的正常运行。测试结果表明该系统能在100kV的高压电气设备上正常工作,并依靠1000mAh的锂电池供电持续工作3年,具有较高的工程应用价值。     

GIS 中 SF6分解产物在线监测技术研究

判断SF_6电气设备故障大都是对其进行分解产物的离线检测,但难以尽早发现设备内部的潜在隐患。文章通过分析发生故障时GIS中SF_6分解产物的特点,研制了一套基于光声光谱原理的SF_6分解产物在线监测系统,分别从检测原理、全封闭循环在线取样系统等方面,详细阐述了该系统在设计过程中用到的关键技术。首次实现基于光声光谱原理的SF_6分解产物在线监测的应用;设计了全封闭循环在线取样系统,实现了SF_6循环动态在线取样以及监测过程中的无泄漏、无排放。该系统目前已在变电站成功应用,并实时监测设备中SF_6分解产物的含量及变化趋势,对及时发现设备的潜伏性故障或缺陷意义重大。     

一种新型嵌入式汽车胎压监测系统

应用声表面波传感器经信号激励后产生携带压力和温度变化的回波信号的原理,设计了一种新型汽车胎压监测系统．介绍了传感器的工作原理,系统的硬件构成和软件设计．该胎压监测系统与传统检测系统相比,具有更强的灵活性和可移植性．     

35kV变电站温度远程在线监测及预警研究

针对变电站内高压开关柜工作过程中的内部温度监测问题,开发了一套全新的自动化远程监测系统。通过在开关柜内安装测温以及无线信号收发装置,实现了对母线接触头温度的实时监测,并可以针对监测数据进行筛选分析,进而确定危险位置。进行试验验证,结果表明:测试结果与现场实际工况基本一致,系统的检测精度与可靠性较高。     

SAW-RFID系统在变压器油温在线监测中的应用

针对现有变压器测温技术的不足,提出采用声表面波(SAW)-射频识别(RFID)系统在线监测变压器油温。首先,基于叉指换能器与反射栅的主要结构参数设计SAW标签,对SAW标签进行校准和通信距离测试;然后,采用SAW-RFID系统对某变电站变压器油温进行为期1 a的测试,并将测试数据与实际采用感温探头方法监测的变压器油温数据进行对比。结果表明,两种测温方式的变压器油温误差不超过±0.8℃,SAW-RFID系统可代替传统测温方式实现变压器油温的在线监测。     

变电站热点温度监测预警平台设计与实现

电力生产设备一般具有高温、高压、易触电等特点,日常运维管理工作具有较高的管理要求。稍有疏忽就有可能造成重大的人身伤亡事故和设备事故。而运维工作中,变电站运行状态量的获取以及数据的正确性、实时性、规范性成为了变电站良好运行管控的基础。电力设备温度监测作为反映设备故障、防止过热火灾、保障变电站供电安全可靠的有效手段,国内外电力企业今年大力推广应用。电缆接头处作为故障多发区,实时监测的意义更加重大。现有的监测手段主要包括,定期不定期运行人员使用热像仪或点温仪监测、以光纤接触接头探测温度、红外测温的。但非实时监测的手段受巡视周期、运行人员工作细致程度、测量工具精度等条件制约,而光纤测温材料容易老化。红外测温方式易受环境影响造价较高等情况使现有手段效果无法尽如人意。     

基于多参量检测的高压并联电容器在线监测系统

针对已有高压并联电容器在线监测方法仅通过监测电流值、温度值或谐波等参量中的某一种来判断电容器故障与否的局限性,提出一套基于嵌入式设计的多参量联合在线故障监测与诊断系统.该系统利用分布式现场传感设备对高压电容器的电压、电流、温度进行同步采集,并在图形化编程软件LabVIEW环境下完成对上述3种参量以及电流、电压谐波的智能分析.多参量联合监测的设计在提高诊断可信度的同时,降低了运行维护成本.贵港供电局110kV江南变电站试运行结果表明,本系统能够实现对现场并联电容器组运行状态的在线监测和预警功能.     

Analysis of Condition-Based Maintenance for High-Valtage Electric Power

The development process of high-voltage electric power equipment maintenance was introduced. It is pointed out that the trend of high-voltage electric power equipment maintenance is so called condition-based maintenance. With the development of computer technology and sensors, on-line monitoring of high-voltage electric power equipment has developed rapidly. By introducing the main principle of Schering bridge to measure tanδ, the way of on-line monitoring of high-voltage electric power equipment was explained. Difference methods of on-line monitoring of insulation parameters for 35 kV substation were discussed. Finally, the shortcomings as well as its tendency of on-line monitoring were analyzed.     

自源无线温度检测技术的研究与应用

基于温差模块、DS18B20和红外技术的自源无线温度检测技术,利用故障发热部位与环境的温度差发电自给,解决高压现场内难以获得低压电源的问题;利用红外线传输信号,避免在高压变电站中布线和信号受高压现场的强电磁干扰.实验结果表明,半导体温差模块输出电压与温差在一定范围内呈线性关系,温差越大,输出电压越大.采用带有超低压启动器的DC/DC电压提升电路进行电压提升,解决实际应用中由于温差过小而导致的半导体温差模块输出电压过低,不足以提供所需的电压问题.     

高压系统内置光纤温度在线监测装置的研究

研究了基于内置光纤进行高电压系统温度在线监测,阐述了该研究的结构、原理及系统的软硬件设计方案,并对装置的精度进行测试。测试结果表明,该方案能很好地解决高电压系统温度在线监测存在的问题。     

变电站程序化操作及其在长沙电网的应用

介绍变电站程序化操作的基本情况,分析变电站程序化操作对一次设备和二次设备的要求;针对长沙电网环保变电站进行变电程序化操作的实例,研究了变电程序化现场实施的技术基础、设计思路和系统构成;现场运行大大提高了变电站劳动效率,有效降低变电站运营成本;为其它电网进行程序化设计提供参考．     

数字孪生变电站框架设计与关键技术研究

随着智能电网快速推进与新技术领域的出现，以变电站为代表的能源互联网系统拓扑结构趋于复杂，传统运维管理模式已经难以满足变电站规划设计、监测分析和运行优化的要求。数字孪生（Digital Twin, DT）技术的发展给电力系统的智能化管理带来诸多便利。然而作为推动能源电力行业数字化、智能化的关键技术，相关研究与应用处于初期起步阶段，将数字孪生技术工程应用于能源电力各业务环节依然存在诸多挑战，亟需开展系统性研究，以突破适应能源电力行业特殊性的数字孪生关键技术。为此，本文以变电站作为应用场景，首先对变电站运维管理现状进行了分析，指出现阶段变电站巡检模式缺陷、模型精度不够、感知参量单一、缺乏对数据的深度挖掘等问题。以此设计了一套涵盖空间信息与设备建模、变电主设备机理建模、智能反馈控制、设备感知网络、基于数据驱动的数字孪生体模型的仿真，以及三维可视化渲染与应用的数字孪生变电站模型框架。然后讨论了变电站数字孪生技术面临的问题与挑战，包括：高性能、低成本、高精度、低功耗、高集成度与智能化的变电站专用传感器研制；海量多源异构数据存储管理与计算资源优化分配；孪生模型精度亟待提升与可解释性缺乏论证；“数据安全”与“数据孤岛”给数据驱动的模型训练带来挑战；高精度实景三维重建与虚拟实体动态更新算法的研究。针对提出的问题与挑战，进而探讨了解决问题的关键技术研究，包括基于压缩感知理论的新工艺、新材料的智能传感器技术；海量多源异构数据分布式云存储技术与以安全私有云为核心的数据管理体系；云边协同计算技术；数据驱动与机理知识融合建模技术；满足隐私保护和数据安全前提下的模型训练技术——可信联邦学习；实景三维重建、点云语义分割、点云动态可视化、虚拟现实等计算机视觉相关技术。结合数字孪生模型设计与关键技术问题的探讨，给出了一套面向工程应用的数字孪生变电站系统设计方案，重点阐述了包括变电站设备实时监测、设备故障诊断与故障预测、运维决策优化与智能反馈控制等典型的应用场景。数字孪生技术与变电业务各环节的深度结合，有助于智慧变电站运维管理发展与效能提升、开辟数字化智能变电站运维管理新模式。进一步，数字孪生技术的发展成熟必将推动整个能源电力行业打破数据、技术壁垒，实现电力全产业链上下游企业的价值、技术协同，构建更大范围的数字孪生系统，具有显著社会效益和战略意义。     

OSG三维渲染引擎在变电站可视化中的应用

OSG三维渲染引擎是一系列的API函数集合,实现了三维场景图形的内存结构管理和绘制。针对变电站内设备种类多、结构复杂等特点,通过OSG三维引擎构建变电站设备的三维场景,采用内存结构优化和动态加载数据等技术,提高系统大数据量的处理效率。通过对变电站设备的静态和动态模拟,实现了三维可视化的变电站仿真培训系统和设备在线监视系统等,在实际应用中取得了良好的效果。     

基于组态软件的铁路牵引变电所仿真设计

介绍的铁路牵引变电所仿真系统由上位机和下位机组成,上位机装有针对牵引变电所一次主回路界面开发的组态应用软件,可以仿真计录牵引变电所系统中的模拟量和开关量以及主变压器的油温,下位机包括1台PLC、2台采集模块,用于设备的断路器、隔离开关以及电压、电流、功率、电能、温度、等过程量的控制和监视.本仿真系统以铁道部定型产品:TA21型铁路牵引变电所安全监控及综合自动化系统为对象进行仿真,并对部分典型故障进行模拟,是组态软件用于铁路电力管理和教学的典型应用,具有制作简单,实用性强的特点.     

超高压变电站计算机监控系统网络结构分析

变电站计算机监控系统主要有星型网结构、环网结构和总线型结构。星型网结构的可靠性低，当中心节点发生故障时会造成整个网络系统瘫痪；总线型结构适合分层布置，可靠性高，有较好的扩展性和灵活性，便于扩建；环网结构采用较多的令牌传递方式，网络中各节点平等，没有信息冲突问题，但与星型网和总线型比较，在新增节点时需要中断环路中的信息传输。根据上述不同网络结构的特点，目前，变电站建设中大多采用总线型的网络结构，即由数据采集处理及控制输出、数据传输和后台监控三部分组成。总线型网络结构的变电站计算机监控系统一般有三种形式——两层设备单层结构、两层设备两层结构和三层设备两层结构。对于超高压变电站，主要采用三层设备两层结构监控系统。章以秦山核电站配套工程为例，具体分析了500kV变电站计算机监控系统的配置方案、系统结构和网络特点，并根据实际运行的情况，提出了该系统中存在的问题和改进的建议，以期通过对监控系统的技术改造和升级，推动整个变电站计算机监控技术的发展。     

变电站室内运行环境集中监控系统研制

针对目前变电站实行无人值班化的运行管理模式,详细介绍了变电站设备室运行环境集中监控系统的系统结构、关键技术、主要功能和运行效益。运行实践表明设备室运行环境集中监控系统是无人值班变电站辅助设施远方集中监控的有力工具,在变电站的安全运行及事故处理等方面起到了非常重要的作用。