CN103941180A - 一种高压线路断路器状态监测系统 - Google Patents
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Abstract
一种高压线路断路器状态监测系统。其包括：三相电流互感器、合闸霍尔元件、分闸霍尔元件、直流电压变送器、操动机构压力变送器、微机数据采集系统、多路转换开关、模数转换器和微机监测控制系统；本发明提供的高压线路断路器状态监测系统的特点：可以及时发现断路器的异常现象，在断路器尚未发生故障时，即对断路器进行状态检修。该系统能够缩短停电时间，缩小断路器检修停电范围，提高断路器运行的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于电力控制技术领域，特别是涉及一种高压线路断路器状态监测系统。
背景技术
断路器是电力系统中的重要设备，具有接通、切断正常负荷电流和事故情况下短路电流的功能。如果断路器出现故障，发生误动或者拒动，将会影响电网的安全运行，造成严重后果。但在实际运行中对断路器的监视较少，通常只监视断路器分合闸状态、保护动作情况和操作机构情况，这些监视信息只能提示断路器的故障情况，但对断路器由正常向故障发展的状态难以显示。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种高压线路断路器状态监测系统。
为了达到上述目的，本发明提供的高压线路断路器状态监测系统包括：三相电流互感器、合闸霍尔元件、分闸霍尔元件、直流电压变送器、操动机构压力变送器、微机数据采集系统、多路转换开关、模数转换器和微机监测控制系统；其中：三相电流互感器为三相电流传感器，用于测量高压线路三相电流，并输送到微机数据采集系统，其与微机数据采集系统相连接；合闸霍尔元件为电流传感器，其与微机数据采集系统相连接；分闸霍尔元件为电流传感器，其与微机数据采集系统相连接；直流电压变送器与微机数据采集系统相连接；操动机构压力变送器为压力传感器，其与微机数据采集系统相连接；微机数据采集系统与多路转换开关相连接；多路转换开关与模数转换器相连接；模数转换器与微机监测控制系统相连接；微机监测控制系统用于接收模数转换器输送的数字量信息，并对信息进行记录、分析、判断，以确定断路器的运行情况。
所述的合闸霍尔元件为安装在断路器合闸回路中的电流传感器。
所述的直流电压变送器为安装在断路器操作机构所接的直流母线上的直流电源采集及转换装置。
所述的操动机构压力变送器为安装在断路操作机构的压力回路内，用来感知断路器操作机构压力的压力传感器。
本发明提供的高压线路断路器状态监测系统的特点：可以及时发现断路器的异常现象，在断路器尚未发生故障时，即对断路器进行状态检修。该系统能够缩短停电时间，缩小断路器检修停电范围，提高断路器运行的可靠性。
附图说明
图1为本发明提供的高压线路断路器状态监测系统的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的高压线路断路器状态监测系统进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的高压线路断路器状态监测系统包括：三相电流互感器1、合闸霍尔元件2、分闸霍尔元件3、直流电压变送器4、操动机构压力变送器5、微机数据采集系统6、多路转换开关7、模数转换器8和微机监测控制系统9；其中：三相电流互感器1为安装在线路断路器与线路出口侧的刀闸之间的三相电流传感器，用于测量高压线路三相电流，并输送到微机数据采集系统6，其与微机数据采集系统6相连接；
合闸霍尔元件2为安装在断路器合闸回路中的电流传感器，用于测量断路器合闸回路电流，并输送到微机数据采集系统6，其与微机数据采集系统6相连接；
分闸霍尔元件3为安装在断路器分闸回路中电流传感器，用于测量断路器分闸回路电流，并输送到微机数据采集系统6，其与微机数据采集系统6相连接；
直流电压变送器4为安装在断路器操作机构所接的直流母线上的直流电源采集及转换装置，用于对断路器的直流系统电压进行转换，并输送到微机数据采集系统6，其与微机数据采集系统6相连接；
操动机构压力变送器5为安装在断路操作机构的压力回路内，用来感知断路器操作机构的压力的压力传感器，用于将断路器操纵机构，如液压机构或弹簧机构等压力进行转换，并输送到微机数据采集系统6，其与微机数据采集系统6相连接；
微机数据采集系统6用于对三相电流互感器1、合闸霍尔元件2、分闸霍尔元件3、直流电压变送器4和操动机构压力变送器5的数据进行采集，并将数据输送到多路转换开关7，其与多路转换开关7相连接；
多路转换开关7用于对微机数据采集系统采集的数据进行转换，根据一定的顺序和时间间隔，将各类数据输送给模数转换器8，其与模数转换器8相连接；
模数转换器8用于将多路转换开关7传输的数据由模拟量转化为数字量，并输送给微机监测控制系统9，其与微机监测控制系统9相连接；
微机监测控制系统9用于接收模数转换器8输送的数字量信息，并对信息进行记录、分析、判断，以确定断路器的运行情况；其能够实现对采集的断路器的线路电流、断路器分、合闸电流等状态量进行记录，并根据人工设定的临界值，对断路器状态进行分析、判断，以确定断路器是否运行正常。
本系统的工作原理：
（1）断路器合闸预击穿时间监视：三相电流互感器1测量高压线路三相电流，合闸霍尔元件2监测断路器合闸回路电流。当断路器合闸时，监测断路器合闸线圈带电时刻起到断路器出现电流的时间，即断路器灭弧系统预击穿时间，当断路器预击穿时间变化量达到限值时，即可判断为断路器出现异常，并对断路器进行检修。
（2）断路器合闸时间监视：三相电流互感器1测量高压线路三相电流，合闸霍尔元件2监测断路器合闸回路电流。当断路器合闸时，监测断路器合闸线圈带电时刻起到断路器电流幅值和波形达到正常的时间，即断路器合闸时间。断路器合闸时间包含断路器预击穿时间和断路器机构动作时间。通过对断路器合闸时间监视可以判断断路器的操作机构是否正常。当断路器合闸时间变化量达到限值时，即可判断为断路器出现异常，并对断路器进行检修。
（3）断路器分闸时间监视：三相电流互感器1测量高压线路三相电流，分闸霍尔元件3监测断路器分闸回路电流。当断路器分闸时，监测断路器分闸线圈带电时刻起到断路器电流消失的时间，即断路器分闸时间。通过对断路器分闸时间监视可以判断断路器的灭弧系统和操作机构是否正常。当断路器合闸时间变化量达到限值时，即可判断为断路器出现异常，并对断路器进行检修。
（3）断路器分闸、合闸回路状态监视：通过分闸霍尔元件3、合闸霍尔元件2监测断路器分闸、合闸回路电流。根据分闸、合闸回路电流中直流分量变化，可发现分闸线圈铁芯运动情况；根据分闸、合闸回路电流大小可发现分闸、合闸回路是否有接触不良，是否有匝间短路情况；根据分闸、合闸线圈带电时间长短可发现断路器分闸、合闸回路辅助开关节点断开时间是否符合要求。
（4）直流系统监测：通过直流电压变送器4对断路器直流系统电压进行采集，可发现直流系统电压是否符合要求。
（5）操动机构压力监测：通过操动机构压力变送器5对断路器操动机构压力进行监测，可及时发现操动机构压力异常情况，及早采取措施，避免断路器拒动或误动。
本发明提供的高压线路断路器状态监测系统能够监测断路器分合闸过程状态信息，以及断路器直流系统和操动机构的情况，对断路器从正常向故障发展的状态进行监测，通过对这些状态信息的监测，可以提前发现断路器的异常现象，在断路器尚未发生故障时，即对断路器进行状态检修。该系统能够缩短停电时间，缩小断路器检修停电范围，提高断路器运行的可靠性。
Claims (4)
1.一种高压线路断路器状态监测系统，其特征在于：所述的高压线路断路器状态监测系统包括：三相电流互感器（1）、合闸霍尔元件（2）、分闸霍尔元件（3）、直流电压变送器（4）、操动机构压力变送器（5）、微机数据采集系统（6）、多路转换开关（7）、模数转换器（8）和微机监测控制系统（9）；其中：三相电流互感器（1）为三相电流传感器，用于测量高压线路三相电流，并输送到微机数据采集系统（6），其与微机数据采集系统（6）相连接；合闸霍尔元件（2）为电流传感器，其与微机数据采集系统（6）相连接；分闸霍尔元件（3）为电流传感器，其与微机数据采集系统（6）相连接；直流电压变送器（4）与微机数据采集系统6）相连接；操动机构压力变送器（5）为压力传感器，其与微机数据采集系统（6）相连接；微机数据采集系统（6）与多路转换开关（7）相连接；多路转换开关（7）与模数转换器（8）相连接；模数转换器（8）与微机监测控制系统（9）相连接；微机监测控制系统（9）用于接收模数转换器输送的数字量信息，并对信息进行记录、分析、判断，以确定断路器的运行情况。
2.根据权利要求1所述的高压线路断路器状态监测系统，其特征在于：所述的合闸霍尔元件（2）为安装在断路器合闸回路中的电流传感器。
3.根据权利要求1所述的高压线路断路器状态监测系统，其特征在于：所述的直流电压变送器（4）为安装在断路器操作机构所接的直流母线上的直流电源采集及转换装置。
4.根据权利要求1所述的高压线路断路器状态监测系统，其特征在于：所述的操动机构压力变送器（5）为安装在断路操作机构的压力回路内，用来感知断路器操作机构压力的压力传感器。
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