CN104101381A - 一种矿用高压配电装置的在线监测系统 - Google Patents

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李乐群
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Abstract

本发明公开了一种矿用高压配电装置的在线监测系统,包括高压配电装置、数据采集模块、监测分站模块和监控中心,高压配电装置上设有数据采集模块接口并将采集到高压配电装置上的特征量数据传输到监控分站模块,监测分站模块包括采集特征量数据的下位机和处理特征量数据上位机,下位机包括相互连接的信号调理电路和DSP处理器,信号调理电路同数据采集模块相连,信号调理电路和DSP处理器均由电源模块供电,上位机通过通讯模块与监控中心连接。本发明能够实时反应真空断路器的运行状态,实现故障预警功能,提高了企业的经济效益,满足企业的需要以及矿井安全的管理要求,促使煤矿企业整体安全管理水平的提升,推动煤矿能源产业的不断发展。

Description

一种矿用高压配电装置的在线监测系统
技术领域
本发明涉及矿用高压配电装置技术领域,尤其涉及一种矿用高压配电装置的在线监测系统。
背景技术
高压配电装置在长期运行过程中,各部件会出现不同程度老化和损伤,如果不及时维修更换,最终会引发故障。矿用高压配电装置的安全稳定运行对煤矿安全生产起着关键的保证、支撑和推动作用,如何提高配电装置运行可靠性,在事故发生之前进行维修是杜绝事故发生的关键。因此在线监测高压配电装置的运行状态,有助于提前发现设备故障隐患,全面监控配电装置的各项指标,降低设备故障率,提高矿山供电系统的安全和可靠性。
发明内容
为了解决背景技术中存在的技术问题,本发明提出了一种矿用高压配电装置的在线监测系统,满足企业的需要以及矿井安全的管理要求,促使煤矿企业整体安全管理水平的提升,推动煤矿能源产业的不断发展。
本发明提出的一种矿用高压配电装置的在线监测系统,包括高压配电装置、数据采集模块、监测分站模块和监控中心,高压配电装置上设有数据采集模块接口并将采集到高压配电装置上的特征量数据传输到监控分站模块,监测分站模块包括采集特征量数据的下位机和处理特征量数据上位机,下位机包括相互连接的信号调理电路和DSP处理器,信号调理电路同数据采集模块相连,信号调理电路和DSP处理器均由电源模块供电,DSP处理器的输入端连接通讯接口电路,DSP处理器的输出端连接nRF905芯片电路、RS-485电路和数据存储器,RS-485电路通过RS485-232转换装置与上位机上的RS-232串口连接,上位机通过通讯模块与监控中心连接。
优选地,数据采集模块包括加速度传感器、真空度传感器、拉线位移传感器、温度传感器、电流互感器和霍尔电流互感器。
优选地,DSP处理器的型号为TMS320F2812。
优选地,上位机通过以太网连接监控中心。
优选地,DSP处理器上连接用于计量下位机工作时间的时钟模块。
本发明根据矿井下供电系统的结构及特征量的监测范围、监测方法,确定采集配电装置主体振动、分、合闸线圈电流、三相触头电流、真空管真空度、开关机机械量特性和隔离触头温度作为监测系统的的监测特征量。
本发明采用加速度传感器来判断断路器的机械健康状态情况,采用霍尔电流互感器来判断断路器机械操作机构的情况,采用电流互感器来预测三相触头的电寿命,采用真空度传感器来预警真空管真空度劣化故障,采用拉线位移传感器来预警操动机构故障,采用温度传感器测量每一相隔离触头表面温度,采用型号为TMS320F2812的DSP处理器作为下位机来处理数据采集模块采集的特征量数据,实时性好,精度高,为特征量数据采集提供了良好的硬件平台,下位机与上位机交互将数据采集模块采集到的特征量数据传输到监控中心,监控中心显示监测的特征量数据和预警信息。本发明能够实时反应真空断路器的运行状态,实现故障预警功能,提高了企业的经济效益,满足企业的需要以及矿井安全的管理要求,促使煤矿企业整体安全管理水平的提升,推动煤矿能源产业的不断发展。
附图说明
图1为本发明提出的一种矿用高压配电装置的在线监测系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,图1为本发明提出的一种矿用高压配电装置的在线监测系统的结构示意图。
参照图1,本发明提出的一种矿用高压配电装置的在线监测系统,包括高压配电装置1、数据采集模块2、监测分站模块3和监控中心4,高压配电装置1上设有数据采集模块接口并将采集到高压配电装置1上的特征量数据传输到监控分站模块3,监测分站模块3包括采集特征量数据的下位机31和处理特征量数据上位机32,下位机31包括相互连接的信号调理电路311和型号为TMS320F2812的DSP处理器312,信号调理电路311同数据采集模块2相连,信号调理电路311和DSP处理器312均由电源模块313供电,DSP处理器312的输入端连接通讯接口电路314,DSP处理器312的输出端连接nRF905芯片电路315、RS-485电路316和数据存储器317,DSP处理器312上连接用于计量下位机工作时间的时钟模块318,RS-485电路316通过RS485-232转换装置33与上位机32上的RS-232串口连接,上位机32通过以太网连接监控中心4。
在具体实施例中,数据采集模块2包括加速度传感器、真空度传感器、拉线位移传感器、温度传感器、电流互感器和霍尔电流互感器。对于振动信号的分析能够提取断路器运动的特征时间,采用加速度传感器来预测断路器的机械健康状态情况。通过霍尔电流互感器来监测分、合闸线圈电流能够监测二次回路的完整性,间接判断断路器机械操作机构的情况。电流互感器监测三相触头电流来预警载流截流事故,预测触头的电寿命。真空度传感器监测真空管真空度高低来预警真空度劣化故障,利用检测到的屏蔽罩耦合的交流电位变化与灭弧室内真空度的对应关系,进行真空度在线监测。开关机械特性能够反映操动机构的状态,预警操动机构故障,采用拉线位移传感器,将其安装在开关主轴旁可间接得到动触头的直线位移曲线。采用温度传感器测量每一相隔离触头表面温度,由于温度传感器安装在10kV隔离触头上,为了监测主板实现高低压隔离,本发明通过nRF905芯片电路315进行数据传输。
本发明对矿用高压配电装置的预设部位或易发生故障部位的各状态参数进行实时监测,将采集到的各状态值通过信号调理电路311转换成模拟信号,送入监控分站模块3的下位机31,下位机31对数据采集模块采集的特征量数据进行处理,下位机31通过RS485-232转换装置33与上位机32交互,上位机32将特征量数据进行存储、处理、显示和故障诊断,上位机32通过以太网连接监控中心4,监控中心4显示监测的特征量数据和预警信息。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种矿用高压配电装置的在线监测系统,其特征在于,包括高压配电装置(1)、数据采集模块(2)、监测分站模块(3)和监控中心(4),高压配电装置(1)上设有数据采集模块接口并将采集到高压配电装置(1)上的特征量数据传输到监控分站模块(3),监测分站模块(3)包括采集特征量数据的下位机(31)和处理特征量数据上位机(32),下位机(31)包括相互连接的信号调理电路(311)和DSP处理器(312),信号调理电路(311)同数据采集模块(2)相连,信号调理电路(311)和DSP处理器(312)均由电源模块(313)供电,DSP处理器(312)的输入端连接通讯接口电路(314),DSP处理器(312)的输出端连接nRF905芯片电路(315)、RS-485电路(316)和数据存储器(317),RS-485电路(316)通过RS485-232转换装置(33)与上位机(32)上的RS-232串口连接,上位机(32)通过通讯模块与监控中心(4)连接。
2.根据权利要求1所述的矿用高压配电装置的在线监测系统,其特征在于,数据采集模块(2)包括加速度传感器、真空度传感器、拉线位移传感器、温度传感器、电流互感器和霍尔电流互感器。
3.根据权利要求1所述的矿用高压配电装置的在线监测系统,其特征在于,DSP处理器(312)的型号为TMS320F2812。
4.根据权利要求1所述的矿用高压配电装置的在线监测系统,其特征在于,上位机(32)通过以太网连接监控中心(4)。
5.根据权利要求1所述的矿用高压配电装置的在线监测系统,其特征在于,DSP处理器(312)上连接用于计量下位机(31)工作时间的时钟模块(318)。
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