開關(guān)柜觸頭和母排連接點溫升在線監(jiān)測裝置及工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型氣體絕緣開關(guān)柜觸頭和母排連接點溫升在線監(jiān)測裝置及工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓開關(guān)設(shè)備作為發(fā)電廠、變電站中的重要設(shè)備，起著關(guān)合及開斷電力線的作用，用來實現(xiàn)輸送及倒換電力負荷、以及從電力系統(tǒng)退出故障設(shè)備和線段，從而保證電力系統(tǒng)安全運行。在高壓開關(guān)設(shè)備長期運行過程中，開關(guān)設(shè)備中的觸點和母線排連接處等部位因老化和接觸電阻過大而發(fā)熱，而這些發(fā)熱部位的溫度無法監(jiān)測，由此容易導(dǎo)致火災(zāi)事故。近年來，在電廠和變電站已經(jīng)發(fā)生多起開關(guān)設(shè)備過熱事故，造成火災(zāi)和大面積的停電。因而對高壓開關(guān)設(shè)備檢測和監(jiān)視高壓開關(guān)觸點、母線排連接處的工作溫度，提前發(fā)現(xiàn)和排除熱故障隱患，對電力系統(tǒng)的安全可靠運行具有非常重要的意義。
[0003]高壓開關(guān)設(shè)備的安全運行監(jiān)測一直是電力系統(tǒng)安全運行的重大課題之一，但是，目前通常均只測重于對電量參數(shù)(電壓、電流、電功率)實時監(jiān)測技術(shù)的研宄，其非電量在線測量(例如觸頭位置偏度、觸頭負荷、觸頭溫度)由于受到高電壓及測點位置以及強電場干擾的限制，至今仍未很好解決。目前普遍使用的是小車式開關(guān)柜，由于斷路器與開關(guān)柜之間采用插頭聯(lián)接，當(dāng)小車與開關(guān)柜因制造、運輸及安裝不良等將引起觸頭接觸不良，接觸電阻增大，出現(xiàn)觸頭溫升過高甚至燒毀、造成停電，這些現(xiàn)象在大電流開關(guān)柜如進線柜上尤為突出，且影響極大，高壓開關(guān)觸頭和母線排連接處處于高電壓、高溫度、高磁場以及極強的電磁干擾環(huán)境中，傳統(tǒng)的測溫儀表如熱電偶、紅外測溫儀等易受到這些因素的干擾和影響，因而無法對這些位置進行直接接觸測量，從而無法真正得到高壓開關(guān)柜的真實工作狀態(tài)，以致設(shè)備內(nèi)部局部過熱卻仍在“帶病”運行。
[0004]并且，在開關(guān)柜內(nèi)，由于觸頭數(shù)量為6個，還有3個母排，由于發(fā)熱端在高電壓端，測量儀表安裝在低電壓端，若直接將溫度傳感器直接安裝在斷路器觸頭上或母排上，這樣會將高電壓引到低電壓端，引起設(shè)備高電壓擊穿，所以給氣體絕緣封閉開關(guān)柜觸頭溫升測量帶來困難。
[0005]因此，如何解決上述技術(shù)問題是本領(lǐng)域的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種開關(guān)柜觸頭和母排連接點溫升在線監(jiān)測裝置、工作方法及系統(tǒng)，以解決對氣體絕緣封閉開關(guān)柜觸頭/或母排連接點溫升的測量。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種氣體絕緣開關(guān)柜觸頭和母排連接點溫升在線監(jiān)測裝置，包括:柜外測溫傳感器，用于檢測開關(guān)柜的柜體溫度；
柜內(nèi)測溫傳感器，用于檢測開關(guān)柜的柜內(nèi)溫度；環(huán)境溫度傳感器，用于檢測開關(guān)柜所處的環(huán)境溫度；以及SF6氣體壓力傳感器，用于檢測柜內(nèi)的SF6氣體壓力；各傳感器的輸出端分別與處理器模塊的各信號采集端相連；所述處理器模塊適于建立SF6氣體壓力與柜體溫度的換算模型，并根據(jù)所述柜體溫度、柜內(nèi)溫度和環(huán)境溫度判斷柜內(nèi)觸頭/或母排連接點溫升；即當(dāng)柜內(nèi)溫度升高，且所述環(huán)境溫度低于柜體溫度時，若通過所述換算模型判斷SF6氣體壓力升高，則判斷柜內(nèi)觸頭和/或母排連接點過熱。
[0008]進一步，所述換算模型為P= f (T)，即在不同柜體溫度下的SF6氣體壓力；
式中，P為SF6氣體壓力，T為柜體溫度。
[0009]優(yōu)選的，所述換算模型適于通過最小二乘法繪制柜體溫度變化曲線圖 f (T) =K1P(T)2+K2P(T) +K3;
式中，Kp κ2、κ3分別是根據(jù)具體柜體體積、觸頭溫度、環(huán)境溫度確定的常數(shù)。
[0010]進一步，所述氣體絕緣開關(guān)柜觸頭和母排連接點溫升在線監(jiān)測裝置還包括:地址電路、顯示電路、鍵盤電路、存儲電路、時鐘電路、報警輸出電路和通信接口電路；地址電路、鍵盤電路的輸出端分別與處理器模塊的I/o 口相連；報警輸出電路、顯示電路的輸入端與處理器模塊的I/o 口相連；通信接口電路與處理器模塊的通信口相連；以及存儲電路、時鐘電路的輸入端與處理器模塊連接。
[0011]進一步，所述報警輸出電路包括繼電器，以及與該繼電器相連的報警模塊。
[0012]進一步，所述氣體絕緣開關(guān)柜觸頭和母排連接點溫升在線監(jiān)測裝置適于通過通信接口電路與云服務(wù)監(jiān)控中心數(shù)據(jù)通信，以通過該云服務(wù)監(jiān)控中心實現(xiàn)分析、存儲、統(tǒng)計，繪制溫升曲線，并形成相應(yīng)各類統(tǒng)計報表。
[0013]又一方面，本發(fā)明還提供了一種氣體絕緣開關(guān)柜觸頭和母排連接點溫升在線監(jiān)測裝置的工作方法，包括:
檢測開關(guān)柜的柜體溫度、柜內(nèi)溫度及開關(guān)柜所處的環(huán)境溫度；建立SF6氣體壓力與柜體溫度的換算模型，并根據(jù)所述柜體溫度、柜內(nèi)溫度和環(huán)境溫度判斷柜內(nèi)觸頭/或母排連接點溫升；即當(dāng)柜內(nèi)溫度升高，且所述環(huán)境溫度低于柜體溫度時，若通過所述換算模型判斷SF6氣體壓力升高，則判斷柜內(nèi)觸頭和/或母排連接點過熱。
[0014]進一步，所述換算模型為P= f (T)，即在不同柜體溫度下的SF6氣體壓力；
式中，P為SF6氣體壓力，T為柜體溫度。
[0015]進一步，所述換算模型適于通過最小二乘法繪制柜體溫度變化曲線圖 f (T) =K1P(T)2+K2P(T) +K3;
式中，Kp κ2、κ3分別是根據(jù)具體柜體體積、觸頭溫度、環(huán)境溫度確定的常數(shù)。
[0016]第三方面，本發(fā)明還提供了一種氣體絕緣開關(guān)柜觸頭和母排連接點溫升在線檢測系統(tǒng)，包括:所述氣體絕緣開關(guān)柜觸頭和母排連接點溫升在線監(jiān)測裝置，以及與該在線監(jiān)測裝置相連的云服務(wù)監(jiān)控中心數(shù)據(jù)；所述云服務(wù)監(jiān)控中心數(shù)據(jù)適于根據(jù)氣體絕緣開關(guān)柜觸頭和母排連接點溫升在線監(jiān)測裝置傳送的柜內(nèi)觸頭和/或母排連接點溫升數(shù)據(jù)繪制溫升曲線，并形成相應(yīng)各類統(tǒng)計報表。
[0017]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的氣體絕緣開關(guān)柜觸頭和母排連接點溫升在線監(jiān)測裝置采用氣體壓力傳感器，并結(jié)合柜外測溫傳感器、柜內(nèi)測溫傳感器和環(huán)境溫度傳感器，以及通過建立SF6氣體壓力與柜體溫度的換算模型，實現(xiàn)開關(guān)柜溫升的在線監(jiān)測，以保證開關(guān)柜健康安全運行，具有判斷準確性高，誤判少的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0019]圖1是本發(fā)明的氣體絕緣開關(guān)柜觸頭和母排連接點溫升在線監(jiān)測裝置的原理框圖。
【具體實施方式】
[0020]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0021]實施例1
圖1示出了本發(fā)明的氣體絕緣開關(guān)柜觸頭和母排連接點溫升在線監(jiān)測裝置的原理框圖。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明的氣體絕緣開關(guān)柜觸頭和母排連接點溫升在線監(jiān)測裝置，包括:
柜外測溫傳感器，用于檢測開關(guān)柜的柜體溫度；柜內(nèi)測溫傳感器，用于檢測開關(guān)柜的柜內(nèi)溫度；環(huán)境溫度傳感器，用于檢測開關(guān)柜所處的環(huán)境溫度；以及SF6氣體壓力傳感器，用于檢測柜內(nèi)的SF6氣體壓力；各傳感器的輸出端分別與處理器模塊的各信號米集端相連；所述處理器模塊適于建立SF6氣體壓力與柜體溫度的換算模型，并根據(jù)所述柜體溫度、柜內(nèi)溫度和環(huán)境溫度判斷柜內(nèi)觸頭/或母排連接點溫升；即當(dāng)柜內(nèi)溫度升高，且所述環(huán)境溫度低于柜體溫度時，若通過所述換算模型判斷SF6氣體壓力升高，則判斷柜內(nèi)觸頭和/或母排連接點過熱。
[0023]可選的，柜外測溫傳感器可以檢測開關(guān)柜的外體至少一個測試點的溫度。
[0024]進一步，所述換算模型為P= f (T)，即在不同柜體溫度下的SF6氣體壓力；
式中，P為SF6氣體壓力，T為柜體溫度。
[0025]優(yōu)選的，所述換算模型適于通過最小二乘法繪制柜體溫度變化曲線圖 f (T) =K1P(T)2+K2P(T) +K3;
式中，Kp κ2、κ3分別是根據(jù)具體柜體體積、觸頭溫度、環(huán)境溫度確定的常數(shù)。
[0026]其中，SF6氣體壓力的正常范圍為0.35-0.65Mpa，則說明柜內(nèi)觸頭和/或母排連接點溫升正常。
[0027]本發(fā)明的工作原理是，當(dāng)斷路器觸頭或母排連接處溫升升高時會導(dǎo)致柜內(nèi)溫升升高，柜內(nèi)溫度升高會導(dǎo)致柜體溫度升高，這樣通過測量柜體溫度在與環(huán)境溫度進行比較，若環(huán)境溫度較低，而柜體外部幾點溫度均較高，在同時參考SF6氣體壓力與柜體溫度的關(guān)系，若此時氣體壓力又較高，則判斷柜內(nèi)溫升確實較高，從而可以間接判斷柜內(nèi)觸頭和/或母排連接點已經(jīng)發(fā)熱；若環(huán)境溫度較高，而柜體外部幾點溫度也較高(基本與環(huán)境溫度相同)，在同時參考SF6氣體壓力與柜體溫度的關(guān)系，若此時氣體壓力在正常范圍(0.35-0.65MPa)，說明柜內(nèi)觸頭和/或母排連接點溫升正常。
[0028]進一步，所