CN105425147A - 高压断路器触头温升及寿命在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压断路器触头温升及寿命在线监测系统，包括测量电路、接收电路及后台数据管理中心；测量电路和接收电路之间采用无线方式传送数据信息；接收电路和后台数据管理中心之间可以采用有线，也可以采用无线传送数据信息；测量电路固定在高压断路器触臂上，处于高压端；接收电路固定在高压断路器仪表室柜门上，处于低压端；后台数据管理中心放置在变电站管理中心，利用无线测温传感器，结合空心线圈式电流互感器实现断路器机械和电气寿命的预测，对保障电力系统的安全运行具有非常重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压断路器触头温升及寿命在线监测系统，对断路器故障及时发现提供了一种非常重要的辅助手段。
背景技术
高压开关设备作为发电厂、变电站中的重要设备，起着关合及开断电力的作用，用来实现输送及倒换电力负荷、以及从电力系统退出故障设备和线段，从而保证电力系统安全运行。智能高压开关设备状态综合监测系统是根据我国智能电网建设要求，针对高压开关设备运行管理中存在的安全隐患，进行有效监测和控制而研究开发的全新系统，它集影响高压开关设备安全运行关键数据的在线监测、分析和判断、智能操控、可视化等功能于一体，实现了较高水平的技术跨越。
国际大电网会议调查结果表明,二次回路(控制和辅助回路)的故障紧接机械故障之后居第二位。控制和辅助回路占高压断路器主要故障的29％,占次要故障的20％。开关设备的二次回路多采用传统的电磁式机械结构,所具备的功能十分有限,已无法适应现代电网发展的需要。这种结构性能差,特性不一致,体积大,成本高,功能单一,难以构成大规模的自动化系统。因此,高压开关设备的二次控制必然从传统的电磁机械式走向智能化，它是电网自动化发展的需要,也是提高高压开关设备可靠性的必然发展趋势，为了了解全生命周期内高压开关设备的健康状况，必须对影响开关设备健康状况的机械和电气参数进行监测，为此本发明提出了一种高压断路器触头温升及寿命在线监测系统，利用无线测温传感器，结合空心线圈式电流互感器实现断路器机械和电气寿命的预测，对保障电力系统的安全运行具有非常重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，如何利用无线测温传感器，结合空心线圈式电流互感器，实现断路器故障及时发现及寿命预测。
为解决上述技术问题，本发明提供一种高压断路器触头温升及寿命在线监测系统，包括测量电路、接收电路及后台数据管理中心；测量电路和接收电路之间采用无线方式传送数据信息；接收电路和后台数据管理中心之间可以采用有线，也可以采用无线传送数据信息；测量电路固定在高压断路器触臂上，处于高压端；接收电路固定在高压断路器仪表室柜门上，处于低压端；后台数据管理中心放置在变电站管理中心。
测量电路包括电流传感器、温度传感器、测量模块、取电CT；电流传感器和温度传感器的输出端分别与测量模块的A/D端连接；取电CT的输出端与测量模块的电源端连接；电流传感器、温度传感器、测量模块、取电CT均固定在断路器触臂上；电流传感器为穿心式空心线圈电流互感器，套装在断路器触臂上；取电CT铁芯截面20-30平方毫米，材料为硅钢带，取电CT线圈为300-500圈漆包线绕制；温度传感器为热敏电阻，安装时在靠近触头发热点，测温范围0-150℃。
测量模块包括测量电路无线发送模块、测量电路无线接收模块、测量电路微处理器、通信指示灯、电源处理电路、断路器编号拨码开关、断路器触臂编号拨码开关；测量电路无线发送模块的输入端与测量电路微处理器的I/O口连接；测量电路无线接收模块的输出端与测量电路微处理器的I/O口连接；通信指示灯的输入端与测量电路微处理器的I/O口连接；电源处理电路的输出端与测量电路微处理器的电源端连接；电源处理电路的输入端与取电CT的输出端连接；断路器编号拨码开关和断路器触臂编号拨码开关的输出端分别与测量电路微处理器的I/O口连接。
接收电路包括接收电路无线发送模块、接收电路无线接收模块、环境温湿度传感器、报警电路、接收电路微处理器、显示电路、电源电路、按键电路、通信接口电路；接收电路无线发送模块的输入端与接收电路微处理器的I/O口连接；接收电路无线接收模块的输出端与接收电路微处理器的I/O口连接；环境温湿度传感器的输出端与接收电路微处理器的A/D端连接；报警电路的输入端与接收电路微处理器的I/O口连接；显示电路输入端与接收电路微处理器的I/O口连接；电源电路的输出端与接收电路微处理器的电源端连接；按键电路的输出端与接收电路微处理器的I/O口连接；通信接口电路的输入输出端与接收电路微处理器的通信接口连接。
后台数据管理中心可以对变电站所有断路器触臂温升及电流进行统计分析，对断路器分合闸时刻电流进行电流平方积分，获取累加值，预测断路器真空泡电寿命；累计断路器分合闸次数，预测断路器真空泡机械寿命。
电源电路采用交直流110-220V供电。
无线发送模块和无线接收模块发射频率为315-960MHz，功率小于10mW。
接收电路最多可以接收12个测量电路的温度和电流信息。
本发明的积极效果是：(1)利用电流传感器测量断路器分合闸时刻电流，并进行电流平方积分，获取累加值，预测断路器真空泡电寿命；(2)累计断路器分合闸次数，预测断路器真空泡机械寿命；(3)。
附图说明
图1为高压断路器触头温升及寿命在线监测系统原理结构图。
图2为测量电路原理结构图。
图3为测量模块原理结构图。
图4为接收电路原理结构图。
具体实施方式
如附图1所示，一种高压断路器触头温升及寿命在线监测系统，包括测量电路、接收电路及后台数据管理中心；测量电路和接收电路之间采用无线方式传送数据信息；接收电路和后台数据管理中心之间可以采用有线，也可以采用无线传送数据信息；测量电路固定在高压断路器触臂上，处于高压端；接收电路固定在高压断路器仪表室柜门上，处于低压端；后台数据管理中心放置在变电站管理中心。
如附图2所示，测量电路包括电流传感器、温度传感器、测量模块、取电CT；电流传感器和温度传感器的输出端分别与测量模块的A/D端连接；取电CT的输出端与测量模块的电源端连接；电流传感器、温度传感器、测量模块、取电CT均固定在断路器触臂上；电流传感器为穿心式空心线圈电流互感器，套装在断路器触臂上；取电CT铁芯截面20-30平方毫米，材料为硅钢带，取电CT线圈为300-500圈漆包线绕制；温度传感器为热敏电阻，安装时在靠近触头发热点，测温范围0-150℃。
如附图3所示，测量模块包括测量电路无线发送模块、测量电路无线接收模块、测量电路微处理器、通信指示灯、电源处理电路、断路器编号拨码开关、断路器触臂编号拨码开关；测量电路无线发送模块的输入端与测量电路微处理器的I/O口连接；测量电路无线接收模块的输出端与测量电路微处理器的I/O口连接；通信指示灯的输入端与测量电路微处理器的I/O口连接；电源处理电路的输出端与测量电路微处理器的电源端连接；电源处理电路的输入端与取电CT的输出端连接；断路器编号拨码开关和断路器触臂编号拨码开关的输出端分别与测量电路微处理器的I/O口连接。
如附图4所示，接收电路包括接收电路无线发送模块、接收电路无线接收模块、环境温湿度传感器、报警电路、接收电路微处理器、显示电路、电源电路、按键电路、通信接口电路；接收电路无线发送模块的输入端与接收电路微处理器的I/O口连接；接收电路无线接收模块的输出端与接收电路微处理器的I/O口连接；环境温湿度传感器的输出端与接收电路微处理器的A/D端连接；报警电路的输入端与接收电路微处理器的I/O口连接；显示电路输入端与接收电路微处理器的I/O口连接；电源电路的输出端与接收电路微处理器的电源端连接；按键电路的输出端与接收电路微处理器的I/O口连接；通信接口电路的输入输出端与接收电路微处理器的通信接口连接。
后台数据管理中心可以对变电站所有断路器触臂温升及电流进行统计分析，对断路器分合闸时刻电流进行电流平方积分，获取累加值，预测断路器真空泡电寿命；累计断路器分合闸次数，预测断路器真空泡机械寿命。
电源电路采用交直流110-220V供电。
无线发送模块和无线接收模块发射频率为315-960MHz，功率小于10mW。
接收电路最多可以接收12个测量电路的温度和电流信息。
以上所述仅是本发明型的优选实施方式，本发明型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明型思路下的技术方案均属于本发明型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明型的保护范围。
Claims (8)
1.高压断路器触头温升及寿命在线监测系统，其特征是：包括测量电路、接收电路及后台数据管理中心；测量电路和接收电路之间采用无线方式传送数据信息；接收电路和后台数据管理中心之间可以采用有线，也可以采用无线传送数据信息；测量电路固定在高压断路器触臂上，处于高压端；接收电路固定在高压断路器仪表室柜门上，处于低压端；后台数据管理中心放置在变电站管理中心。
2.根据权利要求1所述的高压断路器触头温升及寿命在线监测系统，其特征是：测量电路包括电流传感器、温度传感器、测量模块、取电CT；电流传感器和温度传感器的输出端分别与测量模块的A/D端连接；取电CT的输出端与测量模块的电源端连接；电流传感器、温度传感器、测量模块、取电CT均固定在断路器触臂上；电流传感器为穿心式空心线圈电流互感器，套装在断路器触臂上；取电CT铁芯截面20-30平方毫米，材料为硅钢带，取电CT线圈为300-500圈漆包线绕制；温度传感器为热敏电阻，安装时在靠近触头发热点，测温范围0-150℃。
3.根据权利要求2所述的高压断路器触头温升及寿命在线监测系统，其特征是：测量模块包括测量电路无线发送模块、测量电路无线接收模块、测量电路微处理器、通信指示灯、电源处理电路、断路器编号拨码开关、断路器触臂编号拨码开关；测量电路无线发送模块的输入端与测量电路微处理器的I/O口连接；测量电路无线接收模块的输出端与测量电路微处理器的I/O口连接；通信指示灯的输入端与测量电路微处理器的I/O口连接；电源处理电路的输出端与测量电路微处理器的电源端连接；电源处理电路的输入端与取电CT的输出端连接；断路器编号拨码开关和断路器触臂编号拨码开关的输出端分别与测量电路微处理器的I/O口连接。
4.根据权利要求1所述的高压断路器触头温升及寿命在线监测系统，其特征是：接收电路包括接收电路无线发送模块、接收电路无线接收模块、环境温湿度传感器、报警电路、接收电路微处理器、显示电路、电源电路、按键电路、通信接口电路；接收电路无线发送模块的输入端与接收电路微处理器的I/O口连接；接收电路无线接收模块的输出端与接收电路微处理器的I/O口连接；环境温湿度传感器的输出端与接收电路微处理器的A/D端连接；报警电路的输入端与接收电路微处理器的I/O口连接；显示电路输入端与接收电路微处理器的I/O口连接；电源电路的输出端与接收电路微处理器的电源端连接；按键电路的输出端与接收电路微处理器的I/O口连接；通信接口电路的输入输出端与接收电路微处理器的通信接口连接。
5.根据权利要求1所述的高压断路器触头温升及寿命在线监测系统，其特征是：后台数据管理中心可以对变电站所有断路器触臂温升及电流进行统计分析，对断路器分合闸时刻电流进行电流平方积分，获取累加值，预测断路器真空泡电寿命；累计断路器分合闸次数，预测断路器真空泡机械寿命。
6.根据权利要求4所述的高压断路器触头温升及寿命在线监测系统，其特征是：电源电路采用交直流110-220V供电。
7.根据权利要求3或4所述的高压断路器触头温升及寿命在线监测系统，其特征是：无线发送模块和无线接收模块发射频率为315-960MHz，功率小于10mW。
8.根据权利要求1所述的高压断路器触头温升及寿命在线监测系统，其特征是：接收电路最多可以接收12个测量电路的温度和电流信息。
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