CN104701821B - 一种sf6断路器监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种SF₆断路器监测系统，包括直流电源、第一中间继电器、第二中间继电器、SF₆密度控制器和微机保护测控装置，当SF₆密度控制器检测到被监测SF₆断路器内SF₆气体压力值低于压力报警设定值时，SF₆密度控制器的第一组常开触点闭合，第一中间继电器的线圈得电，第一中间继电器的常开触点闭合，微机保护测控装置输出低气压报警信号；当SF₆密度控制器检测到被监测SF₆断路器内SF₆气体压力值低于压力闭锁动作设定值时，SF₆密度控制器的第二组常开触点闭合，第二中间继电器的线圈得电，第二中间继电器的常开触点闭合，微机保护测控装置输出低气压闭锁信号。

Description

一种SF6断路器监测系统

技术领域

本发明涉及SF₆断路器技术领域，更具体的说，涉及一种SF₆断路器监测系统。

背景技术

SF₆断路器是一种绝缘介质断路器，与空气断路器一样属于气吹断路器， SF₆断路器中使用的SF₆气体同其它的绝缘介质相比在绝缘性能、熄弧性能和化学性能上有很强的优势，因此，SF₆断路器在近年来得到了迅速发展。

若SF₆气体泄露，将导致SF₆断路器内气体压力下降，当压力降低到某一数值时，SF₆断路器将不允许进行分、合闸操作，因此SF₆气体压力是否正常，将成为影响电气设备安全、稳定供电的制约环节。

目前一般在SF₆断路器上装设SF₆密度控制器，通过定期巡视SF₆密度控制器检测到的气体压力，对SF₆气体是否泄漏进行监测。由于定期巡视的做法不能实时掌握SF₆断路器内SF₆气体压力的情况，因此，存在SF₆断路器在未巡视时出现SF₆气体泄漏的安全隐患。另一种做法是对气体监测技术进行改造，对 SF₆断路器内的SF₆气体压力进行实时监测，但是由于技术措施不完善，监测系统的稳定性差，导致对SF₆气体的监测效果无法满足要求。因此如何提供一种 SF₆断路器监测系统实现对SF₆气体的实时监测是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种SF₆断路器监测系统，以实现对SF₆气体的实时监测。

一种SF₆断路器监测系统，包括：直流电源、第一中间继电器、第二中间继电器、SF₆密度控制器和微机保护测控装置；

所述直流电源的正极通过所述第一中间继电器的线圈连接所述SF₆密度控制器的第一组常开触点的一端，所述SF₆密度控制器的第一组常开触点的另一端连接所述直流电源的负极，所述SF₆密度控制器的第一组常开触点用于在所述SF₆密度控制器检测到被监测SF₆断路器内SF₆气体压力值低于压力报警设定值时闭合；

所述第二中间继电器的线圈的一端与所述第一中间继电器的线圈的一端并联，所述第二中间继电器的线圈的另一端连接所述SF₆密度控制器的第二组常开触点的一端，所述SF₆密度控制器的第二组常开触点的另一端与SF₆密度控制器的第一组常开触点的另一端并联连接，所述SF₆密度控制器的第二组常开触点用于在所述SF₆密度控制器检测到所述被监测SF₆断路器内SF₆气体压力值低于小于所述压力报警设定值的压力闭锁动作设定值时闭合；

所述微机保护测控装置的正电源线接线端子分别与所述直流电源的正极、所述第一中间继电器的常开触点连接，负电源线接线端子与所述直流电源的负极连接，所述微机保护测控装置用于在检测到所述第一中间继电器的常开触点闭合时，输出低气压报警信号；

所述微机保护测控装置的正电源线接线端子与所述第二中间继电器的常开触点连接，所述微机保护测控装置用于在检测到所述第二中间继电器的常开触点闭合时，输出低气压闭锁信号。

优选的，

所述第二中间继电器的第一常闭触点的一端连接所述直流电源的正极，所述第二中间继电器的第一常闭触点的另一端通过所述被监测SF₆断路器的合闸回路连接所述直流电源的负极；

所述第二中间继电器的第二常闭触点的一端连接所述直流电源的正极，所述第二中间继电器的第二常闭触点的另一端通过所述被监测SF₆断路器的分闸回路连接所述直流电源的负极。

优选的，还包括：

与所述微机保护测控装置连接，用于接收所述微机保护测控装置输出的低气压报警信号和低气压闭锁信号，并进行相应报警和文字显示的后台监控机。

优选的，所述微机保护测控装置和所述后台监控机之间设置有用于对接收到的信号进行整理汇总的通讯管理机。

优选的，所述通讯管理机分别与所述微机保护测控装置和所述后台监控机通过通讯线连接。

优选的，

所述微机保护测控装置通过第一接线端子排和与所述第一接线端子排连接的第二接线端子排与所述第一中间继电器的常开触点连接；

所述微机保护测控装置通过所述第一接线端子排和与所述第一接线端子排连接的所述第二接线端子排与所述第二中间继电器的常开触点连接。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种SF₆断路器监测系统，包括直流电源、第一中间继电器、第二中间继电器、SF₆密度控制器和微机保护测控装置，当SF₆密度控制器检测到被监测SF₆断路器内SF₆气体压力值低于压力报警设定值时，SF₆密度控制器的第一组常开触点闭合，第一中间继电器的线圈得电，第一中间继电器的常开触点闭合，微机保护测控装置输出低气压报警信号；当SF₆密度控制器检测到被监测SF₆断路器内SF₆气体压力值低于压力闭锁动作设定值时，SF₆密度控制器的第二组常开触点闭合，第二中间继电器的线圈得电，第二中间继电器的常开触点闭合，微机保护测控装置输出低气压闭锁信号。可以看出，SF₆密度控制器通过实时检测SF₆气体压力值并与压力设定值比较，实现对相应中间继电器线圈得电的控制，从而使微机保护测控装置输出低气压报警信号或低气压闭锁信号，监测系统的整个监控过程稳定可靠，因此，运行值班人员无需去现场巡视，通过实时获悉微机保护测控装置输出的信号即可对SF₆断路器出现的气体压力故障做出判断，从而及时采取有效措施，确保SF₆断路器的安全可靠运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种SF₆断路器监测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的另一种SF₆断路器监测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种SF₆断路器监测系统，以实现对SF₆气体的实时监测。

参见图1，本发明实施例提供的一种SF₆断路器监测系统的结构示意图，包括：直流电源KM、第一中间继电器1ZJ、第二中间继电器2ZJ、SF₆密度控制器MTK和微机保护测控装置11；

其中，

直流电源KM的正极通过第一中间继电器1ZJ的线圈(线圈的两端为图1中的标记2和1)连接SF₆密度控制器MTK的第一组常开触点的一端(图1中的标记②)，SF₆密度控制器MTK的第一组常开触点的另一端(图1中的标记①) 连接直流电源KM的负极，SF₆密度控制器MTK的第一组常开触点用于在SF₆密度控制器MTK检测到被监测SF₆断路器内SF₆气体压力值低于压力报警设定值时闭合。

需要说明的是，SF₆密度控制器MTK装设在被监测SF₆断路器上，以检测被监测SF₆断路器内SF₆气体压力值。

压力报警设定值需低于正常情况下气体额定压力值(一般为0.5MPa)，具体数值依据实际需要而定，例如0.45MPa，本发明在此不做限定。

直流电源KM的供电电压为220V。

第二中间继电器2ZJ的线圈的一端(图1中的标记3)与第一中间继电器1ZJ 的线圈的一端(图1中的标记2)并联，第二中间继电器2ZJ的线圈的另一端(图 1中的标记4)连接SF₆密度控制器MTK的第二组常开触点的一端(图1中的标记④)连接，SF₆密度控制器MTK的第二组常开触点的另一端(图1中的标记③)与SF₆密度控制器MTK的第一组常开触点的另一端(图1中的标记①)并联连接，SF₆密度控制器MTK的第二组常开触点用于在SF₆密度控制器MTK检测到被监测SF₆断路器内SF₆气体压力值低于小于压力报警设定值的压力闭锁动作设定值时闭合。

压力闭锁动作设定值具体依据实际需要而定，例如0.4MPa，本发明在此不做限定。

微机保护测控装置11的正电源线接线端子P1分别与直流电源KM的正极、第一中间继电器1ZJ的常开触点(图1中的标记③和④)连接，负电源线接线端子P2与直流电源KM的负极连接，微机保护测控装置11用于在检测到第一中间继电器1ZJ的常开触点闭合时，输出低气压报警信号；

微机保护测控装置11正电源线接线端子P1与第二中间继电器2ZJ的常开触点(图1中的标记⑦和⑧)连接，微机保护测控装置11用于在检测到第二中间继电器2ZJ的常开触点闭合时，输出低气压闭锁信号。

需要说明的是，本实施例中，直流电源KM、微机保护测控装置11和第一中间继电器1ZJ的常开触点构成低气压报警回路；

直流电源KM、微机保护测控装置11和第二中间继电器2ZJ的常开触点构成低气压闭锁信号回路。

SF₆断路器监测系统的工作原理具体如下：

当SF₆密度控制器MTK检测到被监测SF₆断路器内SF₆气体压力值低于压力报警设定值时，SF₆密度控制器MTK的第一组常开触点闭合，第一中间继电器1ZJ的线圈得电，第一中间继电器1ZJ的常开触点闭合，微机保护测控装置 11输出低气压报警信号；如果SF₆气体压力值继续下降，当SF₆密度控制器MTK 检测到被监测SF₆断路器内SF₆气体压力值低于压力闭锁动作设定值时，SF₆密度控制器MTK的第二组常开触点闭合，第二中间继电器2ZJ的线圈得电，第二中间继电器2ZJ的常开触点闭合，微机保护测控装置11输出低气压闭锁信号。

综上可以看出，SF₆密度控制器MTK通过实时检测SF₆气体压力值并与压力设定值比较，实现对相应中间继电器线圈得电的控制，从而使微机保护测控装置11输出低气压报警信号或低气压闭锁信号，监测系统的整个监控过程稳定可靠，因此，运行值班人员无需去现场巡视，通过实时获悉微机保护测控装置11输出的信号即可对SF₆断路器出现的气体压力故障做出判断，从而及时采取有效措施，确保SF₆断路器的安全可靠运行。

为进一步确保SF₆断路器的安全可靠运行，本发明提供的SF₆断路器监测系统在监测到SF₆气体压力值出现异常情况时，还可以自动断开SF₆断路器的合闸回路和分闸回路。

参见图2，本发明另一实施例公开的一种SF₆断路器监测系统的结构示意图，在图1所示实施例的基础上，还包括：

第二中间继电器2ZJ的第一常闭触点的一端(图2中的标记④)连接直流电源KM的正极，第二中间继电器2ZJ的第一常闭触点的另一端(图2中的标记③)通过被监测SF₆断路器的合闸回路连接直流电源KM的负极；

第二中间继电器2ZJ的第二常闭触点的一端(图2中的标记⑥)连接直流电源KM的正极，第二中间继电器2ZJ的第二常闭触点的另一端(图2中的标记⑤)通过被监测SF₆断路器的分闸回路连接直流电源KM的负极。

其中，被监测SF₆断路器的合闸回路包括：被监测SF₆断路器的合闸回路线圈HQ和被监测SF₆断路器的常闭触点QF1，被监测SF₆断路器的常闭触点QF1 的一端连接第二中间继电器2ZJ的第一常闭触点的另一端(图2中的标记③)，被监测SF₆断路器的常闭触点QF1的另一端通过被监测SF₆断路器的合闸回路线圈HQ连接直流电源KM的负极。

被监测SF₆断路器的分闸回路包括：被监测SF₆断路器的分闸回路线圈TQ 和被监测SF₆断路器的常开触点QF2，被监测SF₆断路器的常开触点QF2的一端连接第二中间继电器2ZJ的第二常闭触点的另一端(图2中的标记⑤)，被监测SF₆断路器的常开触点QF2的另一端通过被监测SF₆断路器的分闸回路线圈 TQ连接直流电源KM的负极。

为方便后台人员随时了解SF₆断路器内SF₆气体压力情况，在上述实施例的基础上，还包括：后台监控机12；

后台监控机12放置在控制室内，与微机保护测控装置11连接，用于接收微机保护测控装置11输出的低气压报警信号和低气压闭锁信号，并进行相应报警和文字显示。

其中，后台监控机12发出的报警信号可以为光报警、声报警或是声光报警。

后台监控机12可以将接收到的低气压报警信号和低气压闭锁信号转换成对应的文字在屏幕上显示，为方便提醒后台人员，显示的字幕可以闪烁的方式出现。

为进一步优化上述实施例，在微机保护测控装置11和后台监控机12之间设置有通讯管理机13，用于对接收到的通讯管理机13输出的信号进行整理汇总，并传输至后台监控机12。

微机保护测控装置11上设置有CAN(Controller Area Network，控制器局域网总线)通讯接口(图2中的标记S3和S4)，微机保护测控装置11通过CAN 通讯线与通讯管理机13连接，同时，通讯管理机13与后台监控机12间也采用通讯线连接。

本领域技术人员可以理解的是，在现场，微机保护测控装置11的安装位置距离第一中间继电器1ZJ和第二中间继电器2ZJ的安装位置较远，因此，需要通过接线端子排实现微机保护测控装置11与第一中间继电器1ZJ和第二中间继电器2ZJ间的连接。

本发明中，微机保护测控装置11通过第一接线端子排31D和与第一接线端子排31D连接的第二接线端子排XDP与第一中间继电器1ZJ的常开触点(图2 中的标记③和④)连接；

微机保护测控装置11通过第一接线端子排31D和与第一接线端子排31D 连接的第二接线端子排XDP与第二中间继电器2ZJ的常开触点(图2中的标记⑦和⑧)连接。

具体的，假设第一接线端子排31D上设置的接线端子号分别为27、35和37，第二接线端子排XDP上设置的接线端子号分别为31、35、36和37，微机保护测控装置11设置的接线端子号分别为31nP1、31nD2和31nD3；

则微机保护测控装置11通过相连接的第一接线端子排31D和第二接线端子排XDP分别与第一中间继电器1ZJ、第二中间继电器2ZJ的连接关系具体如下：

低气压报警回路和低气压闭锁回路的直流正电源均来自微机保护测控装置11的P1接线端子，P1与31nP1连接，31nP1接线至第一接线端子排31D的27 号端子，再连接至第二接线端子排XDP的31号端子，而后通过第一中间继电器1ZJ的常开触点(图2中的标记③和④)连接至第二接线端子排XDP的35号端子，再连接至第一接线端子排31D的35号端子，第一接线端子排31D的35号端子接入微机保护测控装置11的31nD2端子，从而构成低气压报警回路；

第二接线端子排XDP的31号端子和36号端子连接，第二接线端子排XDP 的36号端子通过第二中间继电器2ZJ的常开触点(图2中的标记⑦和⑧)连接至第二接线端子排XDP的37号端子，再连接至第一接线端子排31D的37号端子，第一接线端子排31D的37号端子接入微机保护测控装置11的31nD3端子，从而构成低气压闭锁回路。

当SF₆密度控制器MTK检测到被监测SF₆断路器内SF₆气体压力值低于压力报警设定值时，SF₆密度控制器MTK的第一组常开触点闭合，第一中间继电器1ZJ的线圈得电，第一中间继电器1ZJ的常开触点(图2中的标记③和④)闭合，直流正电源接通至第二接线端子排XDP的35号端子，第一接线端子排31D 的35号端子接入微机保护测控装置11的31nD2端子，低气压报警回路导通，微机保护测控装置11输出低气压报警信号，通过CAN通讯接口将低气压报警信号传至通讯管理机13，通讯管理机13对低气压报警信号整理汇总后，再通过通讯线传至后台监控机12，后台监控机12发出低气压报警，并进行相应文字显示；

当SF₆密度控制器MTK检测到SF₆气体压力值继续下降，降到压力闭锁动作设定值时，SF₆密度控制器MTK的第二组常开触点闭合，第二中间继电器2ZJ 的线圈得电，第二中间继电器2ZJ的常开触点(图2中的标记⑦和⑧)闭合，直流正电源接通至第二接线端子排XDP的37号端子，第一接线端子排31D的37 号端子接入微机保护测控装置11的31nD3端子，低气压闭锁回路导通，微机保护测控装置11输出低气压闭锁信号，通过CAN通讯接口将低气压闭锁信号传至通讯管理机13，通讯管理机13对低气压闭锁信号整理汇总后，再通过通讯线传至后台监控机12，后台监控机12发出低气压闭锁报警，并进行相应文字显示。

综上可以看出，SF₆密度控制器MTK通过实时检测SF₆气体压力值并与压力设定值比较，实现对相应中间继电器线圈得电的控制，从而使微机保护测控装置11输出低气压报警信号或低气压闭锁信号，监测系统的整个监控过程稳定可靠，因此，运行值班人员无需去现场巡视，通过实时获悉微机保护测控装置11输出的信号即可对SF₆断路器出现的气体压力故障做出判断，从而及时采取有效措施，确保SF₆断路器的安全可靠运行。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种SF₆断路器监测系统，其特征在于，包括：直流电源、第一中间继电器、第二中间继电器、SF₆密度控制器、微机保护测控装置、后台监控机和通讯管理机；

所述直流电源的正极通过所述第一中间继电器的线圈连接所述SF₆密度控制器的第一组常开触点的一端，所述SF₆密度控制器的第一组常开触点的另一端连接所述直流电源的负极，所述SF₆密度控制器的第一组常开触点用于在所述SF₆密度控制器检测到被监测SF₆断路器内SF₆气体压力值低于压力报警设定值时闭合；

所述第二中间继电器的线圈的一端与所述第一中间继电器的线圈的一端并联，所述第二中间继电器的线圈的另一端连接所述SF₆密度控制器的第二组常开触点的一端，所述SF₆密度控制器的第二组常开触点的另一端与SF₆密度控制器的第一组常开触点的另一端并联连接，所述SF₆密度控制器的第二组常开触点用于在所述SF₆密度控制器检测到所述被监测SF₆断路器内SF₆气体压力值低于小于所述压力报警设定值的压力闭锁动作设定值时闭合；

所述微机保护测控装置的正电源线接线端子分别与所述直流电源的正极、所述第一中间继电器的常开触点连接，负电源线接线端子与所述直流电源的负极连接，所述微机保护测控装置用于在检测到所述第一中间继电器的常开触点闭合时，输出低气压报警信号；

所述微机保护测控装置的正电源线接线端子与所述第二中间继电器的常开触点连接，所述微机保护测控装置用于在检测到所述第二中间继电器的常开触点闭合时，输出低气压闭锁信号；

所述后台监控机与所述微机保护测控装置连接，用于接收所述微机保护测控装置输出的低气压报警信号和低气压闭锁信号，并进行相应报警和文字显示；

所述通讯管理机设置在所述微机保护测控装置和所述后台监控机之间，用于对接收到的信号进行整理汇总。

2.根据权利要求1所述的SF₆断路器监测系统，其特征在于，

所述第二中间继电器的第一常闭触点的一端连接所述直流电源的正极，所述第二中间继电器的第一常闭触点的另一端通过所述被监测SF₆断路器的合闸回路连接所述直流电源的负极；

所述第二中间继电器的第二常闭触点的一端连接所述直流电源的正极，所述第二中间继电器的第二常闭触点的另一端通过所述被监测SF₆断路器的分闸回路连接所述直流电源的负极。

3.根据权利要求1所述的SF₆断路器监测系统，其特征在于，所述通讯管理机分别与所述微机保护测控装置和所述后台监控机通过通讯线连接。

4.根据权利要求1所述的SF₆断路器监测系统，其特征在于，

所述微机保护测控装置通过第一接线端子排和与所述第一接线端子排连接的第二接线端子排与所述第一中间继电器的常开触点连接；

所述微机保护测控装置通过所述第一接线端子排和与所述第一接线端子排连接的所述第二接线端子排与所述第二中间继电器的常开触点连接。