CN104568012A - 高压开关柜智能监测组件系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压开关柜智能监测组件系统及其工作方法，包括：断路器触头温升监测电路、断路器机械特性监测电路、开关柜气体泄漏监测电路、开关柜工作状态监测电路、开关柜驱动机构电流监测电路、集中采集器和云监测中心；所述断路器触头温升监测电路、断路器机械特性监测电路、开关柜气体泄漏监测电路、开关柜工作状态监测电路和开关柜驱动机构电流监测电路分别与集中采集器相连；所述集中采集器适于将监测数据上传至云监测中心。

Description

高压开关柜智能监测组件系统及其工作方法

技术领域

    本发明涉及一种高压开关柜在线监测，为了实时了解开关柜工作状况，以便开关柜出现异常时报警，从而保障电力系统的安全运行的监测系统。

背景技术

高压开关设备作为发电厂、变电站中的重要设备，起着关合及开断电力的作用，用来实现输送及倒换电力负荷、以及从电力系统退出故障设备和线段，从而保证电力系统安全运行。高压开关设备智能组件是根据我国智能电网建设要求，针对高压开关设备运行管理中存在的安全隐患，进行有效监测和控制而研究开发的全新系统，它集影响高压开关设备安全运行关键数据的在线监测、分析和判断、智能操控、可视化等功能于一体，实现了较高水平的技术跨越。

目前国内外尚无专门针对高压开关设备进行配套设计的综合智能组件，多数采用单体式、捆绑式、包扎式、累积添加等落后的监测方法和工艺手段，缺少对电气设备在特殊运行状态下的分析研究，造成安装方式落后、监测精度大大降低、配套能力差，在很大程度上制约了我国智能化高压开关设备的发展。近年来，国内高压开关设备智能化受到重视，但受到关键技术的限制，发展甚慢，随着科学技术的不断进步，出现了大量的学科交叉和渗透，边缘学科大量涌现，这些变化为电气学科的发展提供了有利的环境，推动了高压开关设备向智能化方向快速发展。为此本发明提出一种高压开关柜智能监测组件系统，可以实时了解开关柜工作状况，当开关柜出现异常时及时发出报警，对保障电力系统的安全运行具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压开关柜智能监测组件系统及其工作方法，以实现对开关柜运行状态的实时监测，进而对高压开关柜故障进行诊断，保障电力系统的安全运行。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高压开关柜智能监测组件系统，包括：断路器触头温升监测电路、断路器机械特性监测电路、开关柜气体泄漏监测电路、开关柜工作状态监测电路、开关柜驱动机构电流监测电路、集中采集器和云监测中心；所述断路器触头温升监测电路、断路器机械特性监测电路、开关柜气体泄漏监测电路、开关柜工作状态监测电路和开关柜驱动机构电流监测电路分别与集中采集器相连；所述集中采集器适于将监测数据上传至云监测中心。

进一步，所述断路器触头温升监测电路包括：若干光纤测温传感器，以及与各光纤测温传感器相连的触头温升集中监测器；各光纤测温传感器分别安装在相应断路器触臂上，且用于测量断路器触臂温升；所述触头温升集中监测器与集中采集器相连。

进一步，所述断路器机械特性监测电路，包括位移传感器，以及与所述位移传感器相连的机械特性集中监测器；所述位移传感器固定在断路器底座上，位移传感器移动滑柄随断路器拉杆上下移动，以实现断路器位移的监测及断路器机械寿命的监测；所述机械特性集中监测器与集中采集器相连。

进一步，所述开关柜气体泄漏监测电路，包括气体压力传感器，以及与气体压力传感器相连的气体压力监测器；所述气体压力监测器适于通过该气体压力传感器监测气体绝缘开关柜内部气体是否泄漏，且根据压力判断断路器内部温度状况；所述气体压力监测器与集中采集器相连。

进一步，所述开关柜工作状态监测电路包括：穿心式霍尔传感器，以及与该穿心式霍尔传感器相连的工作电流监测器；所述工作电流监测器适于通过穿心式霍尔传感器监测断路器分合闸线圈电流、储能电机电流，以获取断路器分合闸及驱动机构工作状态，并统计动作次数，实现断路器机械寿命监测；所述工作电流监测器与集中采集器相连。

进一步，所述开关柜驱动机构电流监测电路，包括霍尔传感器，以及与所述霍尔传感器相连的电流集中监测器；所述电流集中监测器适于通过所述霍尔传感器监测驱动机构工作电流；所述电流集中监测器与集中采集器相连。

进一步，所述集中采集器包括显示模块，以显示各监测电路的监测数据。

进一步，所述云监测中心适于监测数据统计，并分析以形成相应数据报表，且当数据发生异常后发出报警信号；以及所述云监测中心还嵌入有专家决策系统，该专家决策系统适于对断路器健康状况进行实时诊断，并给出健康水平评估结果。

另一方面，为了解决同样的技术问题，本发明还提供了一种高压开关柜智能监测组件系统的工作方法，包括：采集断路器触臂温升、断路器位移数据、开关柜气体压力、开关柜工作电流和开关柜驱动机构电流，并将采集的相应数据上传至云监测中心，以实现对高压开关柜故障进行诊断。

进一步，所述云监测中心适于监测数据统计，并分析以形成相应数据报表，且当数据发生异常后发出报警信号；以及所述云监测中心还嵌入有专家决策系统，该专家决策系统适于对断路器健康状况进行实时诊断，并给出健康水平评估结果。

本发明的有益效果：（1）本发明的高压开关柜智能监测组件系统中，触头测温采用光纤传感器，实现高低压的电隔离；（2）本发明的高压开关柜智能监测组件系统，将各类型的传感器和开关设备进行了一体化设计，提高整机绝缘性能和耐压水平,安装在高压端的传感器，为了防止强电磁场损坏传感器，对传感器均进行了均压处理，同时采用外绝缘处理提高了组件和整机绝缘性能和耐压水平。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1示出了本发明的高压开关柜智能监测组件系统的原理框图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

图1示出了本发明的高压开关柜智能监测组件系统的原理框图。

如图1所示，本发明的高压开关柜智能监测组件系统，包括：断路器触头温升监测电路、断路器机械特性监测电路、开关柜气体泄漏监测电路、开关柜工作状态监测电路、开关柜驱动机构电流监测电路、集中采集器和云监测中心；所述断路器触头温升监测电路、断路器机械特性监测电路、开关柜气体泄漏监测电路、开关柜工作状态监测电路和开关柜驱动机构电流监测电路分别与集中采集器相连；所述集中采集器适于将监测数据上传至云监测中心。

优选的，集中采集器与云监测中心之间通过光纤连接，并进行数据通信。所述断路器触头温升监测电路包括：若干光纤测温传感器，以及与各光纤测温传感器相连的触头温升集中监测器；各光纤测温传感器分别安装在相应断路器触臂上，且用于测量断路器触臂温升；所述触头温升集中监测器与集中采集器相连。其中，光纤测温传感器与断路器的数量相一致。采用光纤测温传感器解决了高低压之间电隔离问题。

所述断路器机械特性监测电路，包括位移传感器，以及与所述位移传感器相连的机械特性集中监测器；所述位移传感器固定在断路器底座上，位移传感器移动滑柄随断路器拉杆上下移动，以实现断路器位移的监测及断路器机械寿命的监测；所述机械特性集中监测器与集中采集器相连。具体的，位移传感器采用光电传感器非接触测量方式显示断路器运动位移的，克服传统采用电位器方式存在测量精度低，受断路器震动影响大及电位器易磨损问题。

所述开关柜气体泄漏监测电路，包括气体压力传感器，以及与气体压力传感器相连的气体压力监测器；所述气体压力监测器适于通过该气体压力传感器监测气体绝缘开关柜内部气体是否泄漏，且根据压力判断断路器内部温度状况；所述气体压力监测器与集中采集器相连。

所述开关柜工作状态监测电路包括：穿心式霍尔传感器，以及与该穿心式霍尔传感器相连的工作电流监测器；所述工作电流监测器适于通过穿心式霍尔传感器监测断路器分合闸线圈电流、储能电机电流，以获取断路器分合闸及驱动机构工作状态，并统计动作次数，实现断路器机械寿命监测；所述工作电流监测器与集中采集器相连。

所述开关柜驱动机构电流监测电路，包括霍尔传感器，以及与所述霍尔传感器相连的电流集中监测器；所述电流集中监测器适于通过所述霍尔传感器监测驱动机构工作电流；所述电流集中监测器与集中采集器相连。

其中，作为一种优选的实施方式，所述各监测器分别通过RS485接口与集中采集器相连。

所述各监测器安装在断路器内部；通过相应处理器模块来实现上述各监测器的功能。

所述集中采集器包括显示模块，以显示各监测电路的监测数据。具体的，显示的检测数据包括但不限于：断路器触头实时温度数据及温升历史曲线；显示来自断路器机械特性监测电路数据，包括分合闸位移-时间曲线、分合闸位移-时间曲线土5%包络线，用于判断断路器机械特性是否存在故障隐患，分合闸平均速度、断路器开距和超程；显示来自开关柜气体泄漏监测电路数据，对于气体绝缘开关柜通过监测气体泄漏情况判断断路器绝缘能力是否下降；显示来自开关柜工作状态监测电路数据，包括断路器是工作在隔离位、接地位还是断路器工作在工作位、监测断路器动作次数；显示来自开关柜驱动机构电流监测电路的数据，包括电动驱动机构线圈电流、储能电机工作电流，以及电流随时间变化曲线，可以根据电流-时间曲线判断断路器机械结构是否存在问题。

进一步，所述云监测中心适于监测数据统计，并分析以形成相应数据报表，且当数据发生异常后发出报警信号；以及所述云监测中心还嵌入有专家决策系统，该专家决策系统适于对断路器健康状况进行实时诊断，并给出健康水平评估结果。

实施例2

在实施例1基础上的一种高压开关柜智能监测组件系统的工作方法，包括：

采集断路器触臂温升、断路器位移数据、开关柜气体压力、开关柜工作电流和开关柜驱动机构电流，并将采集的相应数据上传至云监测中心，以实现对高压开关柜故障进行诊断。

所述云监测中心适于监测数据统计，并分析以形成相应数据报表，且当数据发生异常后发出报警信号；以及所述云监测中心还嵌入有专家决策系统，该专家决策系统适于对断路器健康状况进行实时诊断，并给出健康水平评估结果。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种高压开关柜智能监测组件系统，其特征在于,包括：断路器触头温升监测电路、断路器机械特性监测电路、开关柜气体泄漏监测电路、开关柜工作状态监测电路、开关柜驱动机构电流监测电路、集中采集器和云监测中心；

所述断路器触头温升监测电路、断路器机械特性监测电路、开关柜气体泄漏监测电路、开关柜工作状态监测电路和开关柜驱动机构电流监测电路分别与集中采集器相连；

所述集中采集器适于将监测数据上传至云监测中心。

2.根据权利要求1所述的高压开关柜智能监测组件系统，其特征在于，

所述断路器触头温升监测电路包括：若干光纤测温传感器，以及与各光纤测温传感器相连的触头温升集中监测器；

各光纤测温传感器分别安装在相应断路器触臂上，且用于测量断路器触臂温升；

所述触头温升集中监测器与集中采集器相连。

3.根据权利要求2所述的高压开关柜智能监测组件系统，其特征在于，

所述断路器机械特性监测电路，包括位移传感器，以及与所述位移传感器相连的机械特性集中监测器；

所述位移传感器固定在断路器底座上，位移传感器移动滑柄随断路器拉杆上下移动，以实现断路器位移的监测及断路器机械寿命的监测；

所述机械特性集中监测器与集中采集器相连。

4.根据权利要求3所述的高压开关柜智能监测组件系统，其特征在于，

所述开关柜气体泄漏监测电路，包括气体压力传感器，以及与气体压力传感器相连的气体压力监测器；

所述气体压力监测器适于通过该气体压力传感器监测气体绝缘开关柜内部气体是否泄漏，且根据压力判断断路器内部温度状况；

所述气体压力监测器与集中采集器相连。

5.根据权利要求4所述的高压开关柜智能监测组件系统，其特征在于，

所述开关柜工作状态监测电路包括：穿心式霍尔传感器，以及与该穿心式霍尔传感器相连的工作电流监测器；

所述工作电流监测器适于通过穿心式霍尔传感器监测断路器分合闸线圈电流、储能电机电流，以获取断路器分合闸及驱动机构工作状态，并统计动作次数，实现断路器机械寿命监测；

所述工作电流监测器与集中采集器相连。

6.根据权利要求5所述的高压开关柜智能监测组件系统，其特征在于，所述开关柜驱动机构电流监测电路，包括霍尔传感器，以及与所述霍尔传感器相连的电流集中监测器；

所述电流集中监测器适于通过所述霍尔传感器监测驱动机构工作电流；

所述电流集中监测器与集中采集器相连。

7.根据权利要求6所述的高压开关柜智能监测组件系统，其特征在于，

所述集中采集器包括显示模块，以显示各监测电路的监测数据。

8.根据权利要求7所述的高压开关柜智能监测组件系统，其特征在于，所述云监测中心适于监测数据统计，并分析以形成相应数据报表，且当数据发生异常后发出报警信号；以及

所述云监测中心还嵌入有专家决策系统，该专家决策系统适于对断路器健康状况进行实时诊断，并给出健康水平评估结果。

9.一种高压开关柜智能监测组件系统的工作方法，包括：

采集断路器触臂温升、断路器位移数据、开关柜气体压力、开关柜工作电流和开关柜驱动机构电流，并将采集的相应数据上传至云监测中心，以实现对高压开关柜故障进行诊断。

10.根据权利要求9所述的高压开关柜智能监测组件系统的工作方法，其特征在于，所述云监测中心适于监测数据统计，并分析以形成相应数据报表，且当数据发生异常后发出报警信号；以及

所述云监测中心还嵌入有专家决策系统，该专家决策系统适于对断路器健康状况进行实时诊断，并给出健康水平评估结果。