CN103675671A - 一种高压开关设备温升试验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压开关设备温升试验系统，包括：大电流发生器、开关设备、光纤测温传感器、测温仪和上位机；大电流发生器与开关设备连接，光纤测温传感器设置于开关设备的不同位置处；测温仪连接光纤测温传感器用于对光纤测温传感器的温度信号进行采集；上位机，与测温仪双向通信连接。本发明采用光纤传感器对开关整体温升进行分布式准确测量，实现开关设备过负荷能力的实验室测试。

Description

一种高压开关设备温升试验系统
技术领域
本发明属于电力领域，特别涉及一种高压开关设备温升试验系统。
背景技术
电力系统为国民经济的持续发展提供强大的能源后盾，而电气设备作为电力系统的构成元件，其可靠性是电网安全运行的保证。随着用电负荷的变化和发展，原有输变电设备受到载流量热稳定限额等技术条件的限制，输送容量大大降低，已经难以担负送电任务，更不能满足电力用户的需要，尤其在用电高峰期、检修状态下或发生故障等情况下，整个输电系统互通容量不足将会造成压限负荷，导致电网运行的经济性和可靠性严重下降。
开关设备作为变电设备中的重要设备之一，其运行可靠性对整个输电线路而言，具有重要作用。国内不少研究表明，开关设备的过载能力与诸多因素相关，如环境温度、负载曲线、最大负荷的持续时间等。目前，尚无成熟的适用于开关类设备整体温升的分布式准确试验测量系统，不能满足电网设备安全可靠性要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明一种高压开关设备温升试验系统。
一种高压开关设备温升试验系统，其特征在于，包括：大电流发生器、开关设备、光纤测温传感器、测温仪和上位机；
大电流发生器与开关设备连接，用于为开关设备提供试验所需的电流；
光纤测温传感器设置于开关设备的不同位置处，通过光纤测温传感器对开关设备的温升进行多点温度测量；
测温仪连接光纤测温传感器用于对光纤测温传感器的温度信号进行采集；
上位机，与测温仪双向通信连接，接收测温仪的温度信号；
所述大电流发生器包括控制台、断路器、升流器及调压器，断路器、调压器、升流器顺次连接，所述控制台用于对试验过程中大电流发生器的控制；所述断路器连接于电源端，用于电源的切断；所述调压器通过断路器与电源连接，用于进行试验电压的调整；所述升流器与调压器连接，用于提升试验电流；
所述测温仪包括光信号接收模块、MCU、显示模块、电源模块、备用电池和RS485接口模块；
光信号接收模块接收光信号，将接收的光信号转换成数字信号后发送给MCU；MCU将接收到的温度数据显示到显示模块上同时通过RS485接口模块将温度数据上传至上位机；电源模块与光纤测温传感器连接，为光纤测温传感器提供电源；备用电池，在外部断电时，为测温仪和光纤测温传感器提供电能；
上位机与测温仪通信连接，通过上位机对测温仪的温度采集参数进行设置，上位机接收测温仪发送的温度数据，并将其显示于监控界面内；
上位机还包括外置的存储器，上位机将温度数据存储于外置的存储器内。
本发明的技术效果为：采用光纤传感器对开关整体温升进行分布式准确测量，实现开关设备过负荷能力的实验室测试。系统能够适用于多种开关设备的温升试验，采用光纤传感器进行温度测量，实现开关整体温升数据的实时性，保证设备过负荷能力的准确性，同时大幅提升温升数据的可用性。
附图说明
图1为本发明温升试验系统结构示意图；
图2为本发明的大电流发生器与高压隔离开关的连接示意图；
图3为本发明的大电流发生器结构示意图；
图4为本发明的测温仪外部接线示意图；
图5为本发明的测温仪结构示意图；
图6本发明的监控界面示意图。
具体实施方式
下面结合附图，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
请参阅图1，本发明的温升试验系统包括大电流发生器、开关设备、光纤测温传感器、测温仪和上位机。大电流发生器与开关设备连接，用于为开关设备提供试验所需的电流；光纤测温传感器设置于开关设备的不同位置处，通过光纤测温传感器对开关设备的温升进行多点温度测量；测温仪连接光纤测温传感器用于对光纤测温传感器的温度信号进行采集；上位机，例如可以是PC机，与测温仪双向通信连接，上位机可以接收测温仪的温度信号并进行显示，同时上位机也可以对测温仪进行参数设置，例如可以通过上位机设置测温仪的采样频率等。
本发明中的开关设备可以是高压断路器、高压隔离开关、接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器、高压防爆配电装置和高压开关柜等。
如图2所示，以高压隔离开关为例，图2示出了大电流发生器与隔离开关的具体接线图。大电流发生器用于产生超过试验试品额定的过负荷电流，并施加在开关设备上，令开关设备整体产生温度升高。
请参阅图3，其为本发明的大电流发生器包括控制台、断路器、升流器及调压器，断路器、调压器、升流器顺次连接。所述控制台用于对试验中的过程控制；所述断路器用于电流的切断；所述升流器用于将小电流提升为大电流；所述调压器用于进行电压的调整。
本发明的测温仪的外部接线如图4所示，多路光纤(图中为6路)分别连接光纤测温传感器，测温仪通过RS485总线与上位机连接，AC/DC转换器将220V交流电转换为+12V的直流电为测温仪供电。
图5为本发明测温仪的内部结构示意图，如图5所示，测温仪包括光信号接收模块及其连接的MCU。MCU连接显示模块、电源模块、和RS485接口模块。可选的，显示模块可以为液晶屏，用于显示温度等测量数据。MCU还通过RS-485数据接口模块连接远端上位机。测温仪中的电源模块为光纤测温传感器提供DC12V电源，测温仪中有备用电池，在外部断电的情况下可以启用备用电池，备用电池可以为测温仪和光纤测温传感器提供电能，采用备用电池供电可工作5小时以上。光信号接收模块接收光信号，光信号接收模块将光信号转换成数字信号后，发送给MCU。MCU将接收到的温度数据显示到显示模块上。通过RS485接口模块将1～6路温度数据远传至上位机进行分析处理，同时也能与上位机进行数据交互，如对测温仪的采样频率等进行设置。
所述RS485通信接口使用MODBUS协议。波特率为19200。数据位8位，停止位1位，无校验。数据格式为16进制。测温仪温度数据寄存器地址为00，01。测温仪在得到上位机请求传输温度指令之后，马上将温度以规定的格式发出。
本发明的上位机用于对该各被试开关设备监测的温度数据进行显示，如发现异常将发出故障报警，同时上位机可以通过存储装置存储试验过程中的温度数据。优选的，所述存储装置采用TF卡作为存储媒质，将温度数据存储其中，便于数据管理。图6为本发明的上位机所显示的监控界面，通过该界面可以显示温度值、温度曲线等，同时监控界面上含有数据采集设置窗口1，通过此窗口可以设置采样频率；数据存储窗口，在数据存储窗口中用户可以选择试验数据的存储路径。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
对于前述的各装置实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的单元／模块组合，但是本领域的技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的单元／模块组合的限制，因为根据本发明，某些单元可以采用其他单元／模块执行；其次，本领域技术人员也应该知悉，上述装置实施例均属于优选实施例，所涉及的单元／模块并不一定是本发明所必须的。

Claims (2)

1.一种高压开关设备温升试验系统，其特征在于，包括：大电流发生器、开关设备、光纤测温传感器、测温仪和上位机；
大电流发生器与开关设备连接，用于为开关设备提供试验所需的电流；
光纤测温传感器设置于开关设备的不同位置处，通过光纤测温传感器对开关设备的温升进行多点温度测量；
测温仪连接光纤测温传感器用于对光纤测温传感器的温度信号进行采集；
上位机，与测温仪双向通信连接，接收测温仪的温度信号；
所述大电流发生器包括控制台、断路器、升流器及调压器，断路器、调压器、升流器顺次连接，所述控制台用于对试验过程中大电流发生器的控制；所述断路器连接于电源端，用于电源的切断；所述调压器通过断路器与电源连接，用于进行试验电压的调整；所述升流器与调压器连接，用于提升试验电流；
所述测温仪包括光信号接收模块、MCU、显示模块、电源模块、备用电池和RS485接口模块；
光信号接收模块接收光信号，将接收的光信号转换成数字信号后发送给MCU；MCU将接收到的温度数据显示到显示模块上同时通过RS485接口模块将温度数据上传至上位机；电源模块与光纤测温传感器连接，为光纤测温传感器提供电源；备用电池，在外部断电时，为测温仪和光纤测温传感器提供电能；
上位机与测温仪通信连接，通过上位机对测温仪的温度采集参数进行设置，上位机接收测温仪发送的温度数据，并将其显示于监控界面内；
上位机还包括外置的存储器，上位机将温度数据存储于外置的存储器内。
2.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于：优选的，所述的高压开关设备包括高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压自动重合与分断器，高压防爆配电装置或高压开关柜。
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