一種斷路器合閘電阻在線監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種斷路器合閘電阻在線監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]斷路器是電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備，當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，斷路器應能迅速可靠地切斷故障電路，以縮短電力系統(tǒng)的故障時間和減輕故障電流對電氣設(shè)備的損害；電力系統(tǒng)中，線路合閘是常見的操作。在電力系統(tǒng)合空載長線時，由于電容以振蕩回路的形式進行充電和過充電，造成操作過電壓。為了限制合空線過電壓，在長距離的超高壓輸電線路中，將斷路器裝設(shè)并聯(lián)電阻(在400-1200 Ω范圍內(nèi)，一般幾百歐)作為限制合空線過電壓的主要措施。根據(jù)國家的有關(guān)規(guī)定，高壓斷路器生產(chǎn)的成品及新安裝和檢修后的高壓斷路器在投運前必須進行合閘電阻值及投入時間的測試，從而保證設(shè)備的安全運行。運行中在線監(jiān)測并聯(lián)電阻投入時間，確保并聯(lián)電阻比主觸頭提前投入(一般8—12毫秒)是確保并聯(lián)電阻限制合空線過電壓的重要條件。另外，斷路器開斷空載長線時，由于電弧重燃亦會引起過電壓，在330kV及以上線路中，在斷口上加裝并聯(lián)電阻亦可防止斷口重擊穿并且可改善斷路器在開斷近區(qū)故障時的工作條件。
[0003]目前國內(nèi)沒有在線監(jiān)測斷路器并聯(lián)電阻投入時間的斷路器在線監(jiān)測設(shè)備。
[0004]隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的擴大，電網(wǎng)對于重要的一次設(shè)備的要求越來越高，斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制與保護設(shè)備，它在電網(wǎng)中的作用至關(guān)重要，對其重要參數(shù)實施在線監(jiān)測及時發(fā)現(xiàn)故障的征兆是發(fā)展的趨勢。在330KV及以上線路中，在線監(jiān)測為限制合閘操作過電壓而加裝的并聯(lián)電阻在運行中的阻值變化及投入時間是一個應該提到議事日程的研發(fā)項目。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺點:沒有合閘電阻提前投入時間的測量功能，就不能限制合閘操作過電壓的產(chǎn)生;沒有合閘電阻提前投入時間的測量功能，也就無法將斷路器在線監(jiān)測裝置應用在較高電壓等級的線路上(330kV及以上電壓等級)。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠更加實時監(jiān)測、判斷斷路器的運行狀況的斷路器合閘電阻在線監(jiān)測裝置。
[0007]本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種斷路器合閘電阻在線監(jiān)測裝置，包括模擬信號調(diào)理電路、AD采樣電路、開關(guān)量輸入調(diào)理電路、中央處理器和通信接口；
[0008]所述模擬信號調(diào)理電路和開關(guān)量輸入調(diào)理電路分別與斷路器相連接，作為在線監(jiān)測裝置的輸入端；
[0009]所述模擬信號調(diào)理電路通過AD采樣電路與中央處理器單向連接；
[0010]所述開關(guān)量輸入調(diào)理電路與中央處理器單向連接；
[0011]所述中央處理器與通信接口單向連接，所述通信接口作為在線監(jiān)測裝置的輸出端。
[0012]本實用新型的有益效果是:能夠更加實時監(jiān)測、判斷斷路器的運行狀況，避免斷路器的安全運行事故，減少沒必要的檢修，減少沒必要的人力物力財力。省電，節(jié)省檢修費用；動態(tài)測量的分辨率高;解決了強電場下的抗干擾問題。
[0013]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可以做如下改進。
[0014]進一步，所述模擬信號調(diào)理電路包括信號傳感器、濾波電路和信號放大電路；
[0015]所述信號傳感器、濾波電路和信號放大電路依次連接。
[0016]進一步，所述信號傳感器包括主電路電流傳感器、霍爾電流傳感器、分閘電流傳感器、合閘電流傳感器和儲能電流傳感器；
[0017]所述主電路電流傳感器、霍爾電流傳感器、分閘電流傳感器、合閘電流傳感器和儲能電流傳感器分別與一個濾波電路和信號放大電路依次連接。
[0018]進一步，所述斷路器合閘電阻在線監(jiān)測裝置還包括報警器，所述報警器與中央處理器相連接。
[0019]進一步，所述AD采樣電路采用ADS8365模數(shù)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)。
[0020]采用上述進一步方案的有益效果是，采用了專用的片外16位高速A/D采樣芯片，提高采樣精度，使分辨率提高到1/32768，結(jié)合數(shù)字濾波算法，可以更好的濾除干擾并降低門限值，提高小信號的測量靈敏度。
[0021]進一步，所述中央處理器包括數(shù)字信號處理器和ARM處理器；
[0022]所述數(shù)字信號處理器的輸入端分別與AD采樣電路、開關(guān)量輸入調(diào)理電路相連接，輸出端分別與ARM處理器和報警器相連接；
[0023]所述ARM處理器的輸入端與數(shù)字信號處理器相連接，輸出端與通信接口相連接。
[0024]進一步，所述斷路器合閘電阻在線監(jiān)測裝置還包括與ARM處理器的輸出端相連接的觸摸顯示器。
[0025]進一步，所述開關(guān)量輸入調(diào)理電路包括三組濾波隔離電路，每組濾波隔離電路包括依次連接的濾波電路和隔離電路。
[0026]通過安裝在斷路器測量電流二次回路上的霍爾電流傳感器監(jiān)測負荷電流實現(xiàn)斷路器在線監(jiān)測的功能，實時監(jiān)測出合閘電阻的提前投入時間，監(jiān)測參數(shù)保存在就地的主機上并可將監(jiān)測參數(shù)傳送到相關(guān)后臺，運行人員可以通過后臺的專家軟件對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了解。利用斷路器電阻合上及斷開電流的差異，在原斷路器在線監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)合閘電阻投入時間在線監(jiān)測。另系統(tǒng)監(jiān)測到運行問題后可以向運行人員報警;解決動態(tài)測量的高分辨率問題;解決強電場下的抗干擾問題;完成樣機試制并進行現(xiàn)場測試。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型所述的一種斷路器合閘電阻在線監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0028]圖2為本實用新型所述的一種斷路器合閘電阻在線監(jiān)測裝置的測量原理圖。
[0029]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0030]1、模擬信號調(diào)理電路，2、AD采樣電路，3、開關(guān)量輸入調(diào)理電路，4、中央處理器，5、通信接口、6、報警器，7、觸摸顯示器，11、電路電流傳感器，12、霍爾電流傳感器，13、分閘電流傳感器，14、合閘電流傳感器，15、儲能電流傳感器，16、濾波電路，17、信號放大電路，31、濾波電路，32、隔離電路，41、數(shù)字信號處理器，42、ARM處理器。
【具體實施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0032]如圖1所示，為本實用新型所述的一種斷路器合閘電阻在線監(jiān)測裝置，包括模擬信號調(diào)理電路1、AD采樣電路2、開關(guān)量輸入調(diào)理電路3、中央處理器4和通信接口 5;
[0033]所述模擬信號調(diào)理電路1和開關(guān)量輸入調(diào)理電路3分別與斷路器相連接，作為在線監(jiān)測裝置的輸入端；
[0034]所述模擬信號調(diào)理電路1通過AD采樣電路2與中央處理器4單向連接；
[0035]所述開關(guān)量輸入調(diào)理電路3與中央處理器4單向連接；
[0036]所述中央處理器4與通信接口5單向連接，所述通信接口 5作為在線監(jiān)測裝置的輸出端。
[0037]所述模擬信號調(diào)理電路1包括信號傳感器、濾波電路16和信號放大電路17;
[0038]所述信號傳感器、濾波電路16和信號放大電路17依次連接。
[0039]所述信號傳感器包括主電路電流傳感器11、霍爾電流傳感器12、分閘電流傳感器13、合閘電流傳感器14和儲能電流傳感器15;
[0040 ] 所述主電路電流傳感器11、霍爾電流傳感器12、分閘電流傳感器13、合閘電流傳感器14和儲能電流傳感器15分別與一個濾波電路16和信號放大電路17依次連接。
[0041]所述斷路器合閘電阻在線監(jiān)測裝置還包括報警器6，所述報警器6與中央處理器4相連接。
[0042]所述AD采樣電路2采用ADS8365模數(shù)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)。采用了專用的片外16位高速A/D采樣芯片，提高采樣精度，使分辨率提高到1/32768，結(jié)合數(shù)字濾波算法，可以更好的濾除干擾并降低門限值，提高小信號的測量靈敏度。
[0043]所述中央處理器4包括數(shù)字信號處理器41和ARM處理器42;
[0044]所述數(shù)字信號處理器41的輸入端分別與AD采樣電路2、開關(guān)量輸入調(diào)理電路3相連接，輸出端分別與ARM處理器42和報警器6相連接；
[0045]所述ARM處理器42的輸入端與數(shù)字信號處理器41相連接，輸出端與通信接口 5相連接。
[0046]還包括與ARM處理器42的輸出端相連接的觸摸顯示器7。
[0047]所述開關(guān)量輸入調(diào)理電路3包括三組濾波隔離電路，每組濾波隔離電路包括依次連接的濾波電路31和隔離電路32。
[0048]本實用新型的測量原理，如圖2所示，其中:T0-發(fā)出合閘指令時間點；
[0049]T1-合閘電阻接通時間點；
[0050]T2-剛合時刻，主觸頭閉合時間點；
[0051]T3-時刻表示:合閘線圈電流回路上輔助開關(guān)常閉接點斷開時間點；
[0052]AC-合閘線圈電流回路上常閉接點斷開時間(T3)與主觸頭閉合時間(T2)的差，該時間差是定值，每臺斷路器的AC值是固定的(其變化的時間誤差可以忽略不計)。
[0053]合閘電阻提前投入時間=Τ2_Τ1 (理論)，
[0054]T2 = T3+AC；
[0055]即:合閘電阻提前投入時間=T3+AC_T1。
[0056]本實用新型的輸入量:
[0057]模擬信號調(diào)理電路1的輸入量為:分閘線圈電流、合閘線圈電流、儲能電機電流、主電路保護CT電流、主電路計量CT電流。
[0058]開關(guān)量輸入調(diào)理電路3的輸入量為:AUXB(開關(guān)常閉輔助節(jié)點)、AUXC(開關(guān)常開輔助節(jié)點)、儲能電機儲能已儲能節(jié)點。
[0059]通信接口5的輸出量包括:系統(tǒng)狀態(tài)輸出節(jié)點:設(shè)備正常工作的輸出節(jié)點，當設(shè)備正常工作時，輸出有效信號，用于后臺或者遠動系統(tǒng)檢測設(shè)備狀態(tài)。
[0060]所述報警器6的輸出節(jié)點:分為一般報警和危險報警兩檔輸出，分別用于設(shè)備檢測到一般報警和危險報警值的信號輸出。
[0061]通信接口 5包括:
[0062]本地調(diào)試接口:采用RS232的串口通信。
[0063]本地數(shù)據(jù)接口:采用USB接口，用于本地數(shù)據(jù)交換及固件升級。
[0064]遠方通信口:具有雙RS485、雙網(wǎng)口，分別實現(xiàn)MODBUSON RS485、M0DBUS ON TCP/IP、IEC61850等通信協(xié)議。
[0065]觸摸顯示器(人機交互界面)7:
[0066]可采用7寸大屏幕觸摸屏設(shè)計，界面豐富精美、操作方便。
[0067]根據(jù)上述監(jiān)測項目和模塊的需求，我們設(shè)計了一套基于DSP和ARM雙CPU為核心的硬件電路，加上高速A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，獨特的抗干擾設(shè)計，配以TI DSP/B10S及WINDOWS CE嵌入式操作系統(tǒng)，用于實現(xiàn)實時高精度的采樣、豐富的人機界面，并且實現(xiàn)了多種通信協(xié)議和接口。同時，采用EMC-4級電磁兼容性要求的設(shè)計，保證長期連續(xù)不間斷運行。
[0068]系統(tǒng)主要有模擬信號調(diào)理電路、開關(guān)量輸入調(diào)理電路、高速A/D采樣電路、DSP和ARM雙CPU處理電路、報警電路、通信電路、人機界面和電源部分組成，各部分如下:
[0069]中央處理器4在本申請中采用ARM與DSP雙核結(jié)構(gòu)，通過系統(tǒng)主從兩個設(shè)備單元的硬件通信接口的設(shè)計和軟件通信的設(shè)計，將32位嵌入式微處理器ARM與數(shù)字信號處理器DSP相結(jié)合，以充分利