一种高压断路器在线检测系统及方法

文档序号:9248573
一种高压断路器在线检测系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及开关测试仪领域,尤其涉及一种高压断路器在线检测系统及方法。
【背景技术】
[0002]电力系统运行中经常发生分/合闸线圈烧毁事故,分/合闸线圈是电力系统控制、?;せ芈返亩髦葱性?,又是高压断路器操作机构中重要元件之一,对电力系统的安全可靠运行有着举足轻重的作用。
[0003]分/合闸线圈作为一种瞬时工作元件,在运行中经常发生分/合闸线圈烧毁事故。众所周知,分/合闸线圈设计时都是按短时通电设计的,由于操作机构的不同,分/合闸线圈电流也不同。分/合闸线圈的烧毁,主要是由于分/合闸线圈回路的电流不能正常切断,致使分/合闸线圈长时间通电造成的。
[0004]在电力系统出故障时,作为重要电气元件断路器接受继电?;ぜ白远爸玫姆?合闸命令,并要求以毫秒级的速度去执行分/合闸动作,以避免事故蔓延和扩大。因此,要求断路器在投运中,能处于随时待命状态,并能不拒动、不误动。尤其不允许出现有跳闸命令时,断路器拒绝跳闸的现象。在GB_T_14285-2006继电?;ず桶踩远爸眉际豕娉堂魅芬蟾鞫下菲鞯姆?合闸回路、重要设备和线路断路器的合闸回路等等,均应装设监视回路完整性的监视装置。
[0005]根据国家电力行业对电力设备所提出的进行状态检修的要求以及实现智能电网的要求,对电力设备运行状况的监测就成了必不可少的工作,国内外很多专家学者都在从事这方面的工作。根据CIGRE与中国电科院的调研结果,机械故障占开关设备故障的近37%,因此对开关设备进行机械故障检测显得极为必要。在国家《高压设备智能化技术导贝1J》中指出:高压断路器操动机构机构特性检测包括分合闸线圈电流波形、分合闸时间、行程-时间曲线和振动信号。目前,现有技术中普遍需要停电检测,这在一定程度上带来了很大的不便。为此,需要开发一种高压断路器在线检测系统,能在不断电的情况下对高压断路器进行检测,及时发现故障。

【发明内容】

[0006]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种高压断路器在线检测系统及方法。
[0007]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0008]依据本发明的一个方面,提供了一种高压断路器在线检测系统,包括传感器???、第一开关电源、第二开关电源、中央处理电路和上位机,所述传感器??樯柚迷诟哐苟下菲鞯目刂葡渲胁⒂胨鲋醒氪淼缏妨?,所述第一开关电源与所述中央处理电路连接,所述中央处理电路与所述上位机无线连接,所述第二开关电源与所述上位机连接。
[0009]其中,所述传感器??橛糜诓杉龈哐苟下菲髦械母杏Φ缌鞑⒎⑺椭了鲋醒肟刂频缏?;所述中央处理电路用于接收所述感应信号并进行放大、模数转换和计算处理,得到高压断路器中电流值并进行存储,还用于接收所述上位机发送的询问命令,读取对应的电流值并发送至所述上位机;所述上位机用于向所述中央处理电路发送询问命令,还用于接收所述中央处理电路发送的电流值并显示;所述第一开关电源用于进行电压转换并为所述中央处理电路提供电源;所述第二开关电源用于进行电压转换并为所述上位机提供电源。
[0010]依据本发明的一个方面,提供了一种高压断路器在线检测方法,包括:
[0011]步骤1:所述传感器??椴杉哐苟下菲髦械母杏Φ缌骱?或振动信号,并发送至所述中央控制电路;
[0012]步骤2:所述中央控制电路对所述感应电流和/或振动信号进行放大、模数转换和计算处理,得到高压断路器中电流值和/或振动幅度和波形并进行存储;
[0013]步骤3:所述上位机向所述中央处理电路发出询问命令;
[0014]步骤4:所述中央处理电路接收询问命令后读取高压断路器中电流值和/或振动幅度和波形并发送至所述上位机;
[0015]步骤5:所述上位机接收高压断路器中电流值和/或振动幅度和波形并进行显示。
[0016]本发明的有益效果是:本发明的一种高压断路器在线检测系统及方法,可以在电力设备带电的情况下对高压断路器中的回路电路进行实时检测,获取高压断路器分闸或合闸过程中的电参数并通过主动询问方式随时调取,从而判断高压断路器的运行状态,同时还可以根据获取的电参数的电气特性和机械特性,估算高压断路器的电气寿命,有效预防用于高压断路器的故障而引起的电力安全事故。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的一种高压断路器在线检测系统结构示意图;
[0018]图2为本发明的一种高压断路器在线检测中放大平移电路的电路图;
[0019]图3为本发明的一种高压断路器在线检测方法流程图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
[0021]实施例一、一种高压断路器在线检测系统,下面将结合图1对本实施例提供的一种高压断路器在线检测系统进行详细的说明。
[0022]如图1所示,一种高压断路器在线检测系统结构示意图,包括传感器???、第一开关电源、第二开关电源、中央处理电路和上位机,所述传感器??樯柚迷诟哐苟下菲鞯目刂葡渲胁⒂胨鲋醒氪淼缏妨?,所述第一开关电源与所述中央处理电路连接,所述中央处理电路与所述上位机无线连接,所述第二开关电源与所述上位机连接。
[0023]其中,所述传感器??橛糜诓杉龈哐苟下菲髦械母杏Φ缌鞑⒎⑺椭了鲋醒肟刂频缏?;所述中央处理电路用于接收所述感应信号并进行放大、模数转换和计算处理,得到高压断路器中电流值并进行存储,还用于接收所述上位机发送的询问命令,读取对应的电流值并发送至所述上位机;所述上位机用于向所述中央处理电路发送询问命令,还用于接收所述中央处理电路发送的电流值并显示;所述第一开关电源用于进行电压转换并为所述中央处理电路提供电源;所述第二开关电源用于进行电压转换并为所述上位机提供电源。
[0024]本实施例中,所述传感器??榘ń涣鞔衅?、合闸电流传感器和分闸电流传感器,所述交流传感器、合闸电流传感器和分闸电流传感器分别与所述中央控制电路连接。
[0025]所述交流传感器用于采集高压断路器主回路中的感应电流;所述合闸电流传感器用于采集高压断路器合闸回路中的感应电流;所述分闸电流传感器用于采集高压断路器分闸回路中的感应电流。通过所述交流传感器、合闸电流传感器和分闸电流传感器分别采集主回路、合闸回路和分闸回路中的电流,即可随时监控高压断路器各回路的电流,从而判断各回路中是否正常工作。
[0026]需要指出的是,所述电流传感器包括A相电流传感器、B相电流传感器和C相电流传感器,所述A相电流传感器、B相电流传感器和C相电流传感器分别与所述中央处理电路连接,且依次用于采集主回路中三相交流电的A相电流、B相电流和C相电流。通过所述A、B、C三相电流传感器,可以随时检测主回路中三相交流电没每一相电流的大小及波形变化,从而判断主回路是否正常工作。这里A、B、C三相电流传感器我们选用精密交流互感器,所述交流互感器的铁心采用高导磁率软磁材料卷制成型,经过高温?;と却?,一二次线圈用高强度聚酯漆包线,并且用吸收率很低绝缘材料绕制,线圈表面罩漆处理,引线端导电杆足够接触面积,确保性能稳定运行安全可靠。
[0027]优选地,所述传感器??榛拱ㄕ穸衅骱痛⒛艿缌鞔衅?,所述振动传感器和储能电流传感器分别与所述中央处理电路连接。所述振动传感器用于采集高压断路器中操作机构动作时的振动信号;所述储能传感器用于采集高压断路器储能回路中的感应电流。所述振动传感器和储能电流传感器均采用霍尔电流传感器,可以测量任意波形的电流和电压,测量精度较高,线性度较好,电流测量范围可以达到50KA,具有较强的抗外磁场干扰能力。
[0028]本实施例中,所述中央处理电路包括放大平移电路电路、AD转换电路、CPU和Flash存储单元,所述放大平移电路电路、AD转换电路、所述CPU和所述Flash存储单元顺次连接。
[0029]所述放大平移电路用于对所述传感器??椴杉降母杏Φ缌骱?或振动信号进行放大处理并发送至所述AD转换电路;所述AD转换电路用于对经过放大处理的感应电流和/或振动信号进行AD转换,生成数字信号并发送至所述CPU ;所述CPU用于对所述数字信号进行计算,得到高压断路器中主回路电流值、分闸回路电流值、合闸回路电流值以及储能回路中的电流值和/或操作机构的振动幅度和波形,并发送至所述Flash单元;所述Flash存储单元用于对高压断路器中主回路、分闸回路、合闸回路和储能电机中的电流值以及操作机构的振动幅度和振动波形进行存储。
[0030]这里,AD转换电路采用ADS7864精密模数转换器,ADS7864为6通道全差分输入的双12位A/D转换器,它能以500kHz的采样率同时进行六通道信号采样,特别适用于马达控制和电力监控。ADS7864的6路输入通道可分成3对,测量电机控制或电力监控应用的三相,并将模拟信号转换成DSP或微处理器所需的数字信号,对高噪声环境中的输入噪声有较好的抑制作用。
[0031]CPU采用LPC1788微处理器,LPC1788微控制器是基于ARM Cortex_M3的微处理器,具有高达512kB的片上Flash程序存储器,具有在系统编程(ISP)和在应用编程(IAP)功能,带有标准的JTAG测试/调试接口,具有4个低功率模式:睡眠、深度睡眠、掉电、深度掉电,是一种高集成度和低功耗的嵌入式处理器。
[0032]如图2所示,所述放大平移电路包括滤波单元、放大单元和电压平移单元,所述滤波单元、放大单元和电压平移单元顺次串联。所述滤波单元包括电阻Rl和电容Cl,电阻Rl和电容Cl并联,电阻Rl和电容Cl的一个公共端接入传感器采集信号并同时与所述放大单元输入端连接,另一个公共端接地;所述放大单元包括电阻R2、电阻R3、电阻R4和运算放大器U1,所述电阻Rl和电容Cl的公共端通过所述电阻R2连接至运算放大器Ul的同相输入端,所述运算放大器Ul输出端与地之间顺次串有电阻R3和R4,电阻R3和R4的公共端连接至运算放大器Ul的反相输入
再多了解一些
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