一種智能高壓真空斷路器帶電在線監(jiān)測與保護裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能高壓真空斷路器帶電在線監(jiān)測與保護裝置，包括有霍爾電流傳感器、差動變壓器式位移傳感器、壓力傳感器、無線溫度傳感器，霍爾傳感器的信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器一；差動變壓器式位移傳感器的信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器二，觸頭斷口開關(guān)量連接光電隔離模塊；壓力傳感器的信號輸出端連接真空度監(jiān)測儀；A/D轉(zhuǎn)換器一、A/D轉(zhuǎn)換器二、光電隔離模塊、真空度監(jiān)測儀均連接中央處理器，中央處理器連接RS485通訊模塊、顯示器，無線溫度傳感器與中央處理器內(nèi)部的溫度采集器無線通訊連接。本發(fā)明抗干擾能力強，監(jiān)測精度高，穩(wěn)定性強，保護措施可靠。
【專利說明】一種智能高壓真空斷路器帶電在線監(jiān)測與保護裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明主要涉及高壓電力系統(tǒng)領域，尤其涉及一種智能高壓真空斷路器帶電在線監(jiān)測與保護裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在高壓電力系統(tǒng)中，尤其高壓真空斷路器是用來關(guān)合、承載和開斷電力負荷的一次設備，其故障率高，并引起電網(wǎng)事故，造成巨大的經(jīng)濟損失，電力系統(tǒng)裝置對高壓真空斷路器的運行可靠性提出了更高的要求。目前對高壓真空斷路器定期的檢修、故障檢修缺乏一定的針對性，需要投入大量的人力物力較多，往往不能及時的發(fā)現(xiàn)問題。
[0003]隨著電力系統(tǒng)中控制系統(tǒng)的要求越來越高，需要高壓真空斷路器的頻繁操作，加快了其老化速度，從而導致其事故頻發(fā)。配網(wǎng)運行人員迫切需要一種，操作簡單，安裝方便，可對斷路器的重要參數(shù)進行長期的實時在線監(jiān)測，不僅可提供設備的運行狀態(tài)，而且還可以分析并判斷潛在的事故，從而延長設備的維修和保養(yǎng)周期，提高設備利用率，減少維修保養(yǎng)的費用，提高電力系統(tǒng)的運行可靠性和安全性的一種智能高壓真空斷路器帶電在線監(jiān)測
裝置。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)包括以下內(nèi)容:
1、在對斷路器機械特性監(jiān)測中，對觸頭行程、超程及速度計算中位移量的動態(tài)測量更多的采用光柵測量或者用轉(zhuǎn)角法測量；
2、現(xiàn)有技術(shù)使用普通的電流互感器測量合、分閘線圈的電流；
3、目前通過采用一些如變色片、紅外熱成像診斷來監(jiān)測觸頭的溫升；
4、目前真空度的在線監(jiān)測一般采用電光變換法；
5、現(xiàn)有的在線監(jiān)測裝置，只能顯示斷路器的運行狀態(tài)；
6、目前只能用按鈕控制顯示裝置，而且有的裝置不帶有通訊模塊。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺點:
1、光柵法測量位移測量復雜，反應速度慢且穩(wěn)定不理想；使用轉(zhuǎn)角法測量裝置機械性能不夠理想；
2、普通的電流互感器測量合、分閘線圈的電流，監(jiān)測系統(tǒng)簡單，精度不高，穩(wěn)定性差；
3、這些方法由于存在絕緣性能不好、測量偏差大、不可遠傳或無法直接觀測發(fā)熱點等缺陷，不能有效地作為一種預防措施來推廣和應用；
4、采用電光變換法在線監(jiān)測真空度，抗干擾能力差，監(jiān)測不穩(wěn)定可靠，精度不高；
5、不能有效的控制斷路器的合、分閘，操作，不能控制底盤車電動搖進機構(gòu)；
6、按鈕控制，不夠智能，且操作復雜，響應速度慢；通訊模塊不可靠，與控制中心的通訊不匹配或者通訊不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種智能高壓真空斷路器帶電在線監(jiān)測與保護裝置，提高高壓真空斷路器的運行可靠性，適應智能電網(wǎng)的對供電設備的可靠性和安全性的要求，提高電網(wǎng)的智能化水平。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種智能高壓真空斷路器帶電在線監(jiān)測與保護裝置，其特征在于:包括有霍爾電流傳感器、差動變壓器式位移傳感器、壓力傳感器、無線溫度傳感器，所述的霍爾傳感器安裝在高壓真空斷路器的分合閘線圈上，霍爾傳感器的信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器一；所述的差動變壓器式位移傳感器包括有一軸式感應變壓器及在內(nèi)部可以軸向自由移動的磁芯測量桿，差動變壓器式位移傳感器的磁芯測量桿一端固定在高壓真空斷路器動觸頭一體的絕緣拉桿上，另一端固定在斷路器機箱上，差動變壓器式位移傳感器的信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器二，觸頭斷口開關(guān)量連接光電隔離模塊；所述的壓力傳感器安裝在高壓真空斷路器的真空滅弧室內(nèi)，壓力傳感器的信號輸出端連接真空度監(jiān)測儀；所述的無線溫度傳感器安裝在高壓真空斷路器的梅花觸頭上，所述的A/D轉(zhuǎn)換器一、A/D轉(zhuǎn)換器二、光電隔離模塊、真空度監(jiān)測儀均連接中央處理器，中央處理器連接RS485通訊模塊、顯示器，無線溫度傳感器與中央處理器內(nèi)部的溫度采集器無線通訊連接。
[0008]所述的一種智能高壓真空斷路器帶電在線監(jiān)測與保護裝置，其特征在于:所述的顯示器采用觸摸屏。
[0009]本發(fā)明的原理是:
本發(fā)明的智能高壓真空斷路器帶電在線監(jiān)測與保護裝置具有以下功能:1、斷路器機械特性的在線監(jiān)測；2、分、合閘線圈電流的在線監(jiān)測；3、斷路器的梅花觸頭溫度在線監(jiān)測；
4、真空度的在線監(jiān)測；5、斷路器的運行與控制；6、人機界面，網(wǎng)絡通訊，以上所有功能可通過觸摸屏的顯示器實時在線顯示；具體分析如下:
1、斷路器的機械特性的在線監(jiān)測主要體現(xiàn)在行程一時間特性的在線監(jiān)測。采用高精度差動變壓器式位移傳感器由一軸式感應變壓器及在內(nèi)部可以軸向自由移動的輕便磁芯測量桿組成。將差動變壓器式位移傳感器一端測量桿固定在高壓真空斷路器動觸頭一體的絕緣拉桿上，另一端固定在斷路器機箱上，在高壓真空斷路器合分操作時，連接在絕緣拉桿上的位移傳感器的測量桿相對其軸式感應變壓器運動，由位移傳感器將動觸頭的機械位移轉(zhuǎn)換成同步變化的電壓信號輸出，通過A\D轉(zhuǎn)換器送至中央處理器儲存數(shù)據(jù)并進行計算；同時各斷口的中斷信號經(jīng)光電隔離后傳送到單片機端口，單片機響應中斷后，即進行檢測、處理各輸入量，并控制其內(nèi)部定時器對各項測定時間進行定時，中央處理器儲存數(shù)據(jù)并進行必要的計算處理，然后在顯示器上得出斷路器的合分速度、合、分時間、三相合分閘不同期性、觸頭開距、剛分(合)速度、平均速度、最大速度、觸頭行程、超程、觸頭合閘彈跳時間、觸頭反彈幅值等機械特性參數(shù)。
[0010]2、系統(tǒng)中選用了反應迅速靈敏度高的霍爾電流傳感器，對斷路器分、合閘線圈電流的在線監(jiān)測，在每次合、分過程中，合、分閘線圈的電流是隨時間而變化，其電流的模擬信號經(jīng)霍爾電流傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換進入中央處理器處理，描繪出電流的曲線，從而可根據(jù)分合閘線圈電流波形曲線監(jiān)測斷路器的合、分閘狀態(tài)，判斷合閘線圈回路是否出現(xiàn)故障，如有無斷線、接地、轉(zhuǎn)換開關(guān)失靈、線圈燒毀等故障的發(fā)生，推算出合、分閘時間，根據(jù)開斷電流出現(xiàn)的次數(shù)判斷斷路器的開斷次數(shù)，根據(jù)開斷電流的大小算累計的觸頭磨損，從而推算出斷路器的電壽命。[0011]3、在高壓真空斷路器的梅花觸頭安裝無線測溫傳感器，中央處理器內(nèi)部溫度采集器采用無線數(shù)字信號采集具有智能化的分析診斷功能，可根據(jù)要求設定超限溫度報警條件，實時監(jiān)測接收梅花觸頭各觸點的溫度，當觸點溫度達到超限設定值時便可會發(fā)出警告、提醒信息，提示運行維護人員設備可能存在異常，應注意。
[0012]4、在真空滅弧室內(nèi)部內(nèi)置壓力傳感器，在斷路器的合、分過程中，真空滅弧室內(nèi)的真空壓力信號轉(zhuǎn)換為離子流信號。中央處理器內(nèi)裝有在線真空監(jiān)測儀捕捉運行狀態(tài)下的離子流信號，經(jīng)處理、分析后，觸摸屏上顯示A、B、C三相的真空度檢測數(shù)據(jù)。同時裝置提供一對常開(閉)接點，在檢測到真空滅弧室真空度下降或泄漏到一定程度時，發(fā)出報警信息，并同時啟動閉鎖電磁鐵裝置，防止斷路器分閘，以達到保護措施；
5、在智能高壓真空斷路器帶電在線監(jiān)測與保護裝置上，不僅有斷路器的運行狀態(tài)，而且有旋鈕與斷路器的合、分閘線圈接通，與斷路器底盤車電動搖進機構(gòu)接通，可根據(jù)實際需要，對斷路器的運行狀態(tài)進行控制。
[0013]本智能高壓真空斷路器帶電在線監(jiān)測與保護裝置顯示器是可觸摸屏，可觸摸式的操作菜單；通訊模塊采用RS485接口將信息接入變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，根據(jù)需要查看實時在線數(shù)據(jù)或歷史儲存數(shù)據(jù)信息。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點是:
1、高精度差動變壓器式位移傳感器的線性度好，使用壽命長、靈敏度高和分辨率高，有較強的抗干擾能力，可在大電流或強磁場等惡劣的環(huán)境下工作，是測量高速動態(tài)位移量的理想器件。
[0015]2、霍爾電流傳感的體積小、電氣性能好不會對對斷路器的性能造成影響，此外還具有精度高、運行速度特性好等優(yōu)點。
[0016]3、以微型計算機為核心，采用低功耗設計、無線隔離等技術(shù)，具有隔離徹底、安裝方便、抗干擾能力強、工作可靠等特點；很好解決高電壓狀態(tài)下的溫度測量問題。
[0017]4、抗干擾能力強，監(jiān)測精度高，穩(wěn)定性強，保護措施可靠；
5、通過可觸摸屏顯示，智能化操作菜單更靈活、簡單、方便、顯示信息、數(shù)據(jù)更快速；通訊模塊采用RS485接口，與后臺執(zhí)行控制中心匹配，傳輸更穩(wěn)定，可靠，實時提供設備的健康狀態(tài)，滿足無人值守的智能化要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，一種智能高壓真空斷路器帶電在線監(jiān)測與保護裝置，包括有霍爾電流傳感器1、差動變壓器式位移傳感器2、壓力傳感器3、無線溫度傳感器4，霍爾傳感器I安裝在高壓真空斷路器5的分合閘線圈上，霍爾傳感器I的信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器6 ;差動變壓器式位移傳感器2包括有一軸式感應變壓器及在內(nèi)部可以軸向自由移動的磁芯測量桿，差動變壓器式位移傳感器2的磁芯測量桿一端固定在高壓真空斷路器5動觸頭一體的絕緣拉桿上，另一端固定在斷路器機箱上，差動變壓器式位移傳感器5的信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器7，觸頭斷口開關(guān)量8連接光電隔離模塊9 ;壓力傳感器3安裝在高壓真空斷路器I的真空滅弧室內(nèi)，壓力傳感器3的信號輸出端連接真空度監(jiān)測儀10 ;無線溫度傳感器4安裝在高壓真空斷路器I的梅花觸頭上，A/D轉(zhuǎn)換器6、A/D轉(zhuǎn)換器7、光電隔離模塊9、真空度監(jiān)測儀10均連接中央處理器11，中央處理器11連接RS485通訊模塊12、顯示器13，無線溫度傳感器4與中央處理器11內(nèi)部的溫度采集器無線通訊連接。
[0020]顯示器13采用觸摸屏。
【權(quán)利要求】
1.一種智能高壓真空斷路器帶電在線監(jiān)測與保護裝置，其特征在于:包括有霍爾電流傳感器、差動變壓器式位移傳感器、壓力傳感器、無線溫度傳感器，所述的霍爾傳感器安裝在高壓真空斷路器的分合閘線圈上，霍爾傳感器的信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器一；所述的差動變壓器式位移傳感器包括有一軸式感應變壓器及在內(nèi)部可以軸向自由移動的磁芯測量桿，差動變壓器式位移傳感器的磁芯測量桿一端固定在高壓真空斷路器動觸頭一體的絕緣拉桿上，另一端固定在斷路器機箱上，差動變壓器式位移傳感器的信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器二，觸頭斷口開關(guān)量連接光電隔離模塊；所述的壓力傳感器安裝在高壓真空斷路器的真空滅弧室內(nèi)，壓力傳感器的信號輸出端連接真空度監(jiān)測儀；所述的無線溫度傳感器安裝在高壓真空斷路器的梅花觸頭上，所述的A/D轉(zhuǎn)換器一、A/D轉(zhuǎn)換器二、光電隔離模塊、真空度監(jiān)測儀均連接中央處理器，中央處理器連接RS485通訊模塊、顯示器，無線溫度傳感器與中央處理器內(nèi)部的溫度采集器無線通訊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能高壓真空斷路器帶電在線監(jiān)測與保護裝置，其特征在于:所述的顯示器采用觸摸屏。
【文檔編號】H02H5/00GK103633618SQ201310511853
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月26日
【發(fā)明者】張路, 趙建, 萬宏, 葛培培 申請人:安徽龍波電氣有限公司