[发明专利]一种基于纳米柔性传感器的电力电容器监测方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备状态监测技术领域，具体地，涉及一种基于纳米柔性传感器的电力电容器监测方法和系统。

背景技术

电力电容器是无功补偿的重要器件，具有提高功率因数、改善电压质量、降低线路损耗的重要作用，电容器在长期运行过程中容易出现发热、渗漏油、鼓肚、外壳闪烙、熔断器熔断等故障现象，其中鼓肚现象在电容器故障中占比最大，同时几乎所有电容器故障都伴随有温度升高的现象。因此，对电容器的温度变化和形变进行监测，可以及早发现电容器故障隐患，有效避免电容器故障造成的电网事故。

目前对电力电容器温度及形变监测主要有两种方式：一种是基于使用专业仪表的人工监测；另一种是基于CMOS、MEMS硅材料传感器。基于专业仪表的这种人工监测，存在操作繁琐、工作量大、劳动强度大、精确度差等缺点。目前基于CMOS、MEMS硅材料传感器的监测主要是使用光纤温度传感器的和无线温度传感器来进行。

基于光纤传感器的输电线路监测方法在长距离线路状态监测中，面临着精度低、空间分辨率不足、监测对象不全面等诸多问题；基于无线传感器的输电线路监测方法，面临监测功能单一的问题，需要部署温度、应变等不同类型传感器实现多种参量的监测，同时无线传感器在恶劣户外条件下面临电磁干扰、测量可靠性的考验。

现有的对于输电线路进行监测的装置都难以满足电力系统“抗干扰强，安装简便，可靠稳定，长寿命”等特殊要求。同时，现有的基于光纤、无线传感器的电力电容器温度及形变监测方法难以实现分布式测量，容易造成测量点遗漏。

发明内容

为了解决现有技术中提出的电力电容温度形变监测方法难以满足电力系统特殊要求的技术问题，本发明提出了一种基于纳米柔性传感器的电力电容器监测方法和系统。

本发明的一种基于纳米柔性传感器的电力电容器监测方法，包括：

纳米柔性传感器监测电力电容器温度变化和/或形变的传感信息，并通过自身的通信芯片和天线将所述传感信息发送到设备监测无线自组织网络；

所述设备监测无线自组织网络将所述传感信息发送到互联网；

主站从所述互联网中获取所述传感信息，将所述传感信息中电力电容器的温度变化信息和/或形变信息以图像和/或文字的形式展示给管理终端。

优选的，还包括：

所述主站还将所述电力电容器的温度变化信息和/或形变信息与本地预先设定的阈值分别进行比较，当所述温度变化信息和形变信息分别大于相应的阈值时，所述主站通过移动通信网络向管理终端发送告警信息。

优选的，所述设备监测无线自组织网络包括：监测装置、中继节点和汇聚节点，

所述纳米柔性传感器将所述感知信息通过短距离无线传输汇聚到所述监测装置；

所述监测装置在无线传感器射频功率可达范围内对所述感知信息进行局部汇聚；

所述中继节点接收所述感知信息，并对所述感知信息进行中继或路由；

所述汇聚节点接收所述感知信息，并将所述感知信息通过所述网络层发送到主站。

优选的，所述纳米柔性传感器贴在所述电力电容器的各个表面。

本发明的基于纳米柔性传感器的电力电容器监测方法，采用纳米柔性传感器对电力电容器的温变、形变等传感信息进行监测，传感信息通过由监测装置、中继节点和汇聚节点组成的设备监测无线自组织网络来传递到网络层。主站系统不仅能够显示电力电容器的温变和形变信息，还能判断这些变化是否超过了警戒值；而且能够在温变、形变超过警戒值时通过短信来提醒管理人员。本发明的方法和系统监测的精度高、受天气等因素的 影响较小；传感器易于安装，能够大规模分布式部署；能够实现在线实时地监测；在设备温度过高或形变过大时能够及时地提醒电力设备管理人员。

本发明的一种基于纳米柔性传感器的电力电容器监测系统，其包括：纳米柔性传感器、设备监测无线自组织网络、主站、管理终端，

纳米柔性传感器监测电力电容器温度变化和/或形变的传感信息，并通过自身的通信芯片和天线将所述传感信息发送到设备监测无线自组织网络；

所述设备监测无线自组织网络将所述传感信息发送到互联网；

主站从所述互联网中获取所述传感信息，将所述传感信息中电力电容器的温度变化信息和/或形变信息以图像和/或文字的形式展示给管理终端。

优选的，所述主站还将所述电力电容器的温度变化信息和/或形变信息与本地预先设定的阈值分别进行比较，当所述温度变化信息和形变信息分别大于相应的阈值时，所述主站通过移动通信网络向管理终端发送告警信息。