高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其包括依次連接的設置在高壓斷路器的控制箱內(nèi)的傳感器、設置在戶外箱中的數(shù)據(jù)采集裝置以及設置在控制室內(nèi)的上位機，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括嵌入式測控系統(tǒng)和插入該嵌入式測控系統(tǒng)的插槽中的數(shù)據(jù)采集卡，所述上位機還連接能量管理系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)，工作人員可以通過上位機上顯示的信息分析高壓斷路器的運行狀況，以確定是否需要對其進行檢修，從而實現(xiàn)高壓斷路器狀態(tài)的在線監(jiān)測。
【專利說明】高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力【技術領域】，特別是涉及一種高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]高壓斷路器作為電力系統(tǒng)中的重要設備，在電網(wǎng)運行中擔負著控制和保護的雙重作用，其操作的可靠性關系到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。同時它在電站設備中數(shù)量多、投資大，一旦因故障而遭到破壞，檢修難度大、時間長，會造成嚴重的經(jīng)濟損失。對高壓斷路器的運行參數(shù)進行監(jiān)測，有助于掌握其運行特性及變化趨勢，提前發(fā)現(xiàn)潛在的設備故障隱患，全面監(jiān)控斷路器的各項狀態(tài)指標，降低設備故障率，提高電力系統(tǒng)運行的安全和可靠性。
[0003]高壓斷路器的狀態(tài)監(jiān)測有助于掌握其運行特性及變化趨勢，提前發(fā)現(xiàn)潛在的設備故障隱患，全面監(jiān)控斷路器的各項狀態(tài)指標，降低設備故障率，提高電力系統(tǒng)運行的安全和可靠性，因此，研宄開發(fā)高壓斷路器的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)具有十分急迫的現(xiàn)實意義。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對高壓斷路器狀態(tài)的在線監(jiān)測。
[0005]本實用新型的目的通過如下技術方案實現(xiàn):
[0006]一種高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括依次連接的設置在高壓斷路器的控制箱內(nèi)的傳感器、設置在戶外箱中的數(shù)據(jù)采集裝置以及設置在控制室內(nèi)的上位機，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括嵌入式測控系統(tǒng)和插入該嵌入式測控系統(tǒng)的插槽中的數(shù)據(jù)采集卡，所述上位機還連接能量管理系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)。
[0007]采用本實用新型的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以通過設置在高壓斷路器的控制箱內(nèi)的傳感器采集高壓斷路器的各種運行參數(shù)，并將所采集的這些運行參數(shù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集裝置，由該數(shù)據(jù)采集裝置將運行參數(shù)傳至上位機，同時，上位機還連接有能量管理系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)，可以將接收到運行參數(shù)以及從能量管理系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)中獲取到的數(shù)據(jù)進行顯示，從而工作人員可以通過上位機上顯示的這些信息分析高壓斷路器的運行狀況，以確定是否需要對其進行檢修，從而實現(xiàn)了高壓斷路器狀態(tài)的在線監(jiān)測，同時，將傳感器采集高壓斷路器的各種運行參數(shù)與從能量管理系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)中獲取到的數(shù)據(jù)進行結合，也提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的全面性。
[0008]在其中一個實施例中，上述的傳感器可以包括霍爾電流互感器、拉線式位移傳感器、溫濕度傳感器和振動傳感器中的一種或者多種，以實現(xiàn)對高壓斷路器不同的運行參數(shù)的米集。
[0009]在其中一個實施例中，上述的數(shù)據(jù)采集卡的張數(shù)大于或者等于二，以便于根據(jù)傳感器輸出的運行參數(shù)的特點選擇不同的數(shù)據(jù)采集裝置。
[0010]在其中一個實施例中，上述的傳感器可以包括霍爾電流互感器、拉線式位移傳感器、溫濕度傳感器和振動傳感器的一種或者多種，上述的數(shù)據(jù)采集裝置可以包括第一數(shù)據(jù)采集卡、第二數(shù)據(jù)采集卡；所述第一數(shù)據(jù)采集卡可以分別連接所述霍爾電流互感器、所述拉線式位移傳感器、所述溫濕度傳感器，所述第二數(shù)據(jù)采集卡可以連接所所述振動傳感器。
[0011]在其中一個實施例中，上述的霍爾電流互感器可以連接的測試對象是所述高壓斷路器的合分閘線圈控制線和所述高壓斷路器的儲能電機的進線或者出線，以實現(xiàn)合分閘線圈電流、儲能電機電流的信號的采集。
[0012]在其中一個實施例中，上述的拉線式位移傳感器的主體可以固定在所述控制箱的底端，拉線另一頭可以固定在所述高壓斷路器的動觸頭的傳動機構的拉桿上，以實現(xiàn)動觸頭行程信號的采集。
[0013]在其中一個實施例中，上述的溫濕度傳感器可以為兩個，一個溫濕度傳感器的探頭固定在所述控制箱內(nèi)的導軌上，另一個溫濕度傳感器的探頭固定在所述高壓斷路器的支架上，以實現(xiàn)控制箱內(nèi)的溫濕度、環(huán)境溫濕度的數(shù)據(jù)的采集。
[0014]在其中一個實施例中，上述的振動傳感器為三軸振動傳感器，用于采集所述高壓斷路器的分合閘過程中由動觸頭沖擊而產(chǎn)生的機械振動信號，或者/和用于測量儲能過程中儲能彈簧沿軸向的振動信號。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)實施例的結構示意圖；
[0016]圖2為圖1中的傳感器在其中一個實施例中的細化結構示意圖；
[0017]圖3為圖1中的數(shù)據(jù)采集裝置在其中一個實施例中的細化結構示意圖；
[0018]圖4為圖2中的傳感器和圖3中的數(shù)據(jù)采集裝置在其中一個實施例中的連接關系圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合實施例及附圖對本實用新型進行詳細闡述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0020]參見圖1所示，為本實用新型的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)實施例的結構示意圖。如圖1所示，本實施例的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)包括依次連接的設置在高壓斷路器01的控制箱內(nèi)的傳感器11、設置在戶外箱02中的數(shù)據(jù)采集裝置12以及設置在控制室03內(nèi)的上位機13，數(shù)據(jù)采集裝置12包括嵌入式測控系統(tǒng)和插入該嵌入式測控系統(tǒng)的插槽中的數(shù)據(jù)采集卡上位機13還連接能量管理系統(tǒng)(簡稱EMS)或者數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)(簡稱 SCADA)ο
[0021 ] 其中，在具體實現(xiàn)時，數(shù)據(jù)采集裝置12與上位機13可以通過RS485總線或網(wǎng)線連接，戶外箱02 —般需要具備工業(yè)級防塵防水防腐性能，戶外箱02的設計還需考慮現(xiàn)場安放位置和體積，此外，也可以作為本實用新型的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)戶外箱02的一部分；
[0022]在具體實現(xiàn)時，本實施例中的嵌入式測控系統(tǒng)可以采用CompactR1，CompactR1是美國國家儀器(NI)公司生產(chǎn)的一款可重新配置的嵌入式測控系統(tǒng)，CompactR1擁有堅固的硬件架構，其中包含:1/0模塊、帶有可重新配置的現(xiàn)場可編程門陣列的機箱、實時控制器，考慮到需要將傳感器11所采集的這些運行參數(shù)傳輸至上位機，而數(shù)據(jù)采集卡又不能直接將傳感器11所采集的這些運行參數(shù)傳輸至上位機，除非將數(shù)據(jù)采集卡直接接入到上位機，但由于上位機又不會置于戶外箱02中，所以采用本實施例中的包括嵌入式測控系統(tǒng)和插入該嵌入式測控系統(tǒng)的插槽中的數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)采集裝置12。
[0023]傳感器11、數(shù)據(jù)采集裝置12的類型和型號可以根據(jù)實際監(jiān)測需要選定。
[0024]在具體工作時，在高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)投入使用后，可以通過傳感器11采集高壓斷路器的各種運行參數(shù)，并將所采集的這些運行參數(shù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集裝置12，由該數(shù)據(jù)采集裝置12將運行參數(shù)傳至上位機，同時，上位機還連接有能量管理系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)，可以對接收到運行參數(shù)以及從能量管理系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)中獲取到的數(shù)據(jù)進行顯示，從而工作人員可以通過上位機上顯示的這些信息分析高壓斷路器的運行狀況，以確定是否需要對其進行檢修，從而實現(xiàn)了高壓斷路器狀態(tài)的在線監(jiān)測，同時，將傳感器采集高壓斷路器的各種運行參數(shù)與從能量管理系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)中獲取到的數(shù)據(jù)進行結合，也提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的全面性。
[0025]根據(jù)實際監(jiān)測需求，傳感器11采集的運行參數(shù)可以從合分閘線圈電流信號、儲能電機電流信號、動觸頭行程信號、振動信號、控制箱內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)、環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)中進行選擇。
[0026]在其中一個實施例中，如圖2所述，傳感器11可以包括霍爾電流互感器21、拉線式位移傳感器22、溫濕度傳感器23和振動傳感器24中的一種或者多種。
[0027]其中，霍爾電流互感器21可用于采集合分閘線圈電流信號和儲能電機電流信號，合分閘線圈共有兩個線圈，一個合閘線圈、一個分閘線圈，在具體實現(xiàn)時，霍爾電流互感器21的測試對象是所述高壓斷路器的合分閘線圈控制線和所述高壓斷路器的儲能電機的進線或者出線。由于本實施中的高壓斷路器的合分閘線圈電流范圍為±2A，儲能電機電流范圍±20A，因此選用的霍爾電流互感器21的輸入電流范圍應能滿足各電流的測量要求。同時，選用的霍爾電流互感器21的輸出電流范圍應能滿足數(shù)據(jù)采集卡的輸入范圍要求，本實施例中以土 25mA為佳。
[0028]拉線式位移傳感器22可以用于測量動觸頭行程信號，拉線式位移傳感器22設有一個光電編碼器，拉出一根約I毫米粗的拉線，拉線伸縮的長度反映被測部件的位移。在具體實現(xiàn)時，拉線式位移傳感器22的主體可以固定在控制箱01的底端，拉線的自由端在所述高壓斷路器的動觸頭的傳動機構的拉桿上。
[0029]溫濕度傳感器23測量控制箱內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)和環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，為此，溫濕度傳感器23—般為兩個，一個溫濕度傳感器23的探頭固定在所述控制箱內(nèi)的導軌上，以用于測量控制箱內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)，另一個溫濕度傳感器23的探頭固定在所述高壓斷路器的支架上，以用于測量環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)。
[0030]振動傳感器24可以用于測量振動信號，振動傳感器24可以為三軸振動傳感器，用于采集所述高壓斷路器的分合閘過程中由動觸頭沖擊而產(chǎn)生的機械振動信號，所獲得的振動信號可反映斷路器機械特性，或者/和用于測量儲能過程中儲能彈簧沿軸向的振動信號。
[0031]在其中一個實施例中，上述的數(shù)據(jù)采集裝置12的張數(shù)大于或者等于二，以便于根據(jù)傳感器11輸出的運行參數(shù)的特點選擇不同的數(shù)據(jù)采集裝置，若上述的傳感器11可以包括霍爾電流互感器21、拉線式位移傳感器22、溫濕度傳感器23和振動傳感器24的一種或者多種，如圖3所示，上述的數(shù)據(jù)采集裝置12可以包括第一數(shù)據(jù)采集卡31、第二數(shù)據(jù)采集卡32，第一數(shù)據(jù)采集卡31、第二數(shù)據(jù)采集卡32的型號一般不同，在具體實現(xiàn)時，第一數(shù)據(jù)采集卡31的型號可以是NI 9201，第二數(shù)據(jù)采集卡32的型號可以是NI 9215;其中，如圖4所示，第一數(shù)據(jù)采集卡31分別連接霍爾電流互感器21、拉線式位移傳感器22、溫濕度傳感器23，振動傳感器24接收所述第二數(shù)據(jù)采集卡所采集的所述運行參數(shù)。為了將數(shù)據(jù)采集裝置12中的數(shù)據(jù)導出到上位機13中，其中，將霍爾電流互感器21、拉線式位移傳感器22、溫濕度傳感器23均連接到第一數(shù)據(jù)采集卡31，是因為霍爾電流互感器21、拉線式位移傳感器22、溫濕度傳感器23輸出的都是電流信號，即傳感器11輸出的運行參數(shù)的特點相一致，此外，還需要保證第一數(shù)據(jù)采集卡31有足夠的卡通道，若卡通道個數(shù)不夠，也需要再增加相應的數(shù)據(jù)采集卡的張數(shù)，或者運行參數(shù)的特點不一致，例如，相應的傳感器輸出的是電壓信號，也需要再增加相應的數(shù)據(jù)采集卡的張數(shù)。
[0032]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的設置在高壓斷路器的控制箱內(nèi)的傳感器、設置在戶外箱中的數(shù)據(jù)采集裝置以及設置在控制室內(nèi)的上位機，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括嵌入式測控系統(tǒng)和插入該嵌入式測控系統(tǒng)的插槽中的數(shù)據(jù)采集卡，所述上位機還連接能量管理系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器包括霍爾電流互感器、拉線式位移傳感器、溫濕度傳感器和振動傳感器中的一種或者多種。
3.根據(jù)權利要求1所述的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集卡的張數(shù)大于或者等于二。
4.根據(jù)權利要求1所述的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器包括霍爾電流互感器、拉線式位移傳感器、溫濕度傳感器和振動傳感器的一種或者多種，所述數(shù)據(jù)采集卡包括第一數(shù)據(jù)采集卡、第二數(shù)據(jù)采集卡；所述第一數(shù)據(jù)采集卡分別連接所述霍爾電流互感器、所述拉線式位移傳感器、所述溫濕度傳感器，所述第二數(shù)據(jù)采集卡連接所述振動傳感器。
5.根據(jù)權利要求2或4所述的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述霍爾電流互感器的測試對象是所述高壓斷路器的合分閘線圈控制線和所述高壓斷路器的儲能電機的進線或者出線。
6.根據(jù)權利要求2或4所述的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述拉線式位移傳感器的主體固定在所述控制箱的底端，拉線的自由端在所述高壓斷路器的動觸頭的傳動機構的拉桿上。
7.根據(jù)權利要求2或4所述的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述溫濕度傳感器為兩個，一個溫濕度傳感器的探頭固定在所述控制箱內(nèi)的導軌上，另一個溫濕度傳感器的探頭固定在所述高壓斷路器的支架上。
8.根據(jù)權利要求2或4所述的高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述振動傳感器為三軸振動傳感器，用于采集所述高壓斷路器的分合閘過程中由動觸頭沖擊而產(chǎn)生的機械振動信號，或者/和用于測量儲能過程中儲能彈簧沿軸向的振動信號。
【文檔編號】G01R31/327GK204215012SQ201420694294
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年11月18日 優(yōu)先權日:2014年11月18日
【發(fā)明者】董鏑, 李志錦, 劉根才, 楊凱, 劉益軍, 孔華東, 李恒真, 黃靜, 麥洪 申請人:廣東電網(wǎng)有限責任公司佛山供電局