CN108919112A - 一种基于多种信号采集的高压断路器在线监测评估系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于多种信号采集的高压断路器在线监测评估系统，所述高压断路器在线监测评估系统包括信号采集单元、信号处理单元、中央控制单元、信号分析单元、存储单元、显示单元、通信单元、报警单元和按键输入单元；当高压断路器分合闸动作时，中央控制单元控制信号采集单元采集信号，并输入信号处理单元进行信号处理，再经过信号分析单元对输入的信号进行分析计算，检测高压断路器的工作状态是否正常并进行状态评估，通过存储单元和显示单元进行存储显示，通过通信单元实现远程通信。本发明提供一种基于多种信号采集的高压断路器在线监测评估系统，为高压断路器能够稳定可靠的工作奠定基础。

Description

一种基于多种信号采集的高压断路器在线监测评估系统

技术领域

本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种基于多种信号采集的高压断路器在线监测评估系统。

背景技术

断路器是电力系统中非常重要的设备之一。随着电力系统自动化程度的提高，对断路器自身的可靠性要求也越来越高。断路器在动作过程中蕴含着很多重要的信息，准确的提取相关信息可以很好的监测断路器的工作状态，及时发现故障，还可以根据采集的信息对断路器的状态进行评估，及时掌握断路器的工作性能，进而提高电力系统的可靠性和稳定性。

发明内容

本发明提供一种基于多种信号采集的高压断路器在线监测评估系统，为高压断路器能够稳定可靠的工作奠定基础。

本发明具体为一种基于多种信号采集的高压断路器在线监测评估系统，所述高压断路器在线监测评估系统包括信号采集单元、信号处理单元、中央控制单元、信号分析单元、存储单元、显示单元、通信单元、报警单元和按键输入单元，所述信号采集单元、所述信号处理单元、所述中央控制单元和所述信号分析单元顺序连接，所述中央控制单元还分别与所述信号采集单元、所述存储单元、所述显示单元、所述通信单元、所述报警单元和所述按键输入单元相连接；所述存储单元、所述显示单元和所述按键输入单元配合完成参数的设置；当所述高压断路器进行合闸或分闸动作时，所述中央控制单元控制所述信号采集单元进行信号的采集，并输入所述信号处理单元进行放大、滤波和A/D转换，再经过所述信号分析单元对输入的信号进行分析计算，检测所述高压断路器的工作状态是否正常并对所述高压断路器进行状态评估，通过所述存储单元进行数据存储，通过所述显示单元进行数据显示，通过所述通信单元实现远程通信。

所述信号采集单元包括对主回路电流、主回路电压、分合闸线圈电流、分合闸线圈电压、动触头行程信号、振动信号、合闸弹簧状态信号、累计使用时间和累计使用次数的采集：所述主回路电流和所述分合闸线圈电流采用电流互感器进行信号采集，所述主回路电压和所述分合闸线圈电压采用电压互感器进行信号采集，所述动触头行程信号通过位移传感器进行信号采集，所述振动信号采用加速度传感器进行信号采集，所述合闸弹簧状态信号采用压力传感器进行信号采集，所述累计使用时间采用实时时钟芯片进行时间记录，所述累计使用次数采用触发电路进行使用次数累计计数。

所述信号处理单元包括信号放大模块、信号滤波模块和A/D转换模块，将所述信号采集单元采集到的信号进行放大、滤波处理成适合所述A/D转换模块采样范围的信号，再经过所述A/D转换模块进行A/D转换。

所述信号分析单元对输入的信号进行分析计算，并与预先设定的参考值进行比较，判断所述高压短路的工作状态是否正常，若存在异常，确定故障情况，并通过所述报警单元及时发出报警信号；所述信号分析单元还能够根据采集的所述主回路电流、所述动触头行程信号、振动信号、所述累计使用时间和所述累计使用次数对所述高压断路器进行状态评估。

所述信号分析单元通过所述主回路电流计算出所述高压断路器的开断电流：

步骤一，将所述主回路电流分解成直流分量和交流分量的叠加，分解后的所述主回路电流所述I₀为直流分量，所述为交流分量，所述I为交流分量的有效值；

步骤二，对所述主回路电流进行求导得当ωt+θ＝0时，所述主回路电流i的交流部分为零，所述主回路电流i的导数最大则而所述Δi_max为最大的相邻采样点之间所述主回路电流差值，所述Δt为相邻采样点之间的时间间隔；则所述交流分量的有效值即为所述高压断路器的开断电流，进而评估所述高压断路器的状态。

附图说明

图1为本发明一种基于多种信号采集的高压断路器在线监测评估系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种基于多种信号采集的高压断路器在线监测评估系统的具体实施方式做详细阐述。

如图1所示，本发明的高压断路器在线监测评估系统包括信号采集单元、信号处理单元、中央控制单元、信号分析单元、存储单元、显示单元、通信单元、报警单元和按键输入单元，所述信号采集单元、所述信号处理单元、所述中央控制单元和所述信号分析单元顺序连接，所述中央控制单元还分别与所述信号采集单元、所述存储单元、所述显示单元、所述通信单元、所述报警单元和所述按键输入单元相连接；所述存储单元、所述显示单元和所述按键输入单元配合完成参数的设置；当所述高压断路器进行合闸或分闸动作时，所述中央控制单元控制所述信号采集单元进行信号的采集，并输入所述信号处理单元进行放大、滤波和A/D转换，再经过所述信号分析单元对输入的信号进行分析计算，检测所述高压断路器的工作状态是否正常并对所述高压断路器进行状态评估，通过所述存储单元进行数据存储，通过所述显示单元进行数据显示，通过所述通信单元实现远程通信。

所述信号采集单元包括对主回路电流、主回路电压、分合闸线圈电流、分合闸线圈电压、动触头行程信号、振动信号、合闸弹簧状态信号、累计使用时间和累计使用次数的采集：所述主回路电流和所述分合闸线圈电流采用电流互感器进行信号采集，所述主回路电压和所述分合闸线圈电压采用电压互感器进行信号采集，所述动触头行程信号通过位移传感器进行信号采集，所述振动信号采用加速度传感器进行信号采集，所述合闸弹簧状态信号采用压力传感器进行信号采集，所述累计使用时间采用实时时钟芯片进行时间记录，所述累计使用次数采用触发电路进行使用次数累计计数。

所述信号处理单元包括信号放大模块、信号滤波模块和A/D转换模块，将所述信号采集单元采集到的信号进行放大、滤波处理成适合所述A/D转换模块采样范围的信号，再经过所述A/D转换模块进行A/D转换。

所述信号分析单元对输入的信号进行分析计算，并与预先设定的参考值进行比较，判断所述高压短路的工作状态是否正常，若存在异常，确定故障情况，并通过所述报警单元及时发出报警信号；所述信号分析单元还能够根据采集的所述主回路电流、所述动触头行程信号、振动信号、所述累计使用时间和所述累计使用次数对所述高压断路器进行状态评估。

所述信号分析单元通过所述主回路电流计算出所述高压断路器的开断电流：

步骤一，将所述主回路电流分解成直流分量和交流分量的叠加，分解后的所述主回路电流所述I₀为直流分量，所述为交流分量，所述I为交流分量的有效值；

步骤二，对所述主回路电流进行求导得当ωt+θ＝0时，所述主回路电流i的交流部分为零，所述主回路电流i的导数最大则而所述Δi_max为最大的相邻采样点之间所述主回路电流差值，所述Δt为相邻采样点之间的时间间隔；则所述交流分量的有效值即为所述高压断路器的开断电流，进而评估所述高压断路器的状态。

最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (5)

1.一种基于多种信号采集的高压断路器在线监测评估系统，其特征在于，所述高压断路器在线监测评估系统包括信号采集单元、信号处理单元、中央控制单元、信号分析单元、存储单元、显示单元、通信单元、报警单元和按键输入单元，所述信号采集单元、所述信号处理单元、所述中央控制单元和所述信号分析单元顺序连接，所述中央控制单元还分别与所述信号采集单元、所述存储单元、所述显示单元、所述通信单元、所述报警单元和所述按键输入单元相连接；所述存储单元、所述显示单元和所述按键输入单元配合完成参数的设置；当所述高压断路器进行合闸或分闸动作时，所述中央控制单元控制所述信号采集单元进行信号的采集，并输入所述信号处理单元进行放大、滤波和A/D转换，再经过所述信号分析单元对输入的信号进行分析计算，检测所述高压断路器的工作状态是否正常并对所述高压断路器进行状态评估，通过所述存储单元进行数据存储，通过所述显示单元进行数据显示，通过所述通信单元实现远程通信。

2.根据权利要求1所述的一种基于多种信号采集的高压断路器在线监测评估系统，其特征在于，所述信号采集单元包括对主回路电流、主回路电压、分合闸线圈电流、分合闸线圈电压、动触头行程信号、振动信号、合闸弹簧状态信号、累计使用时间和累计使用次数的采集：所述主回路电流和所述分合闸线圈电流采用电流互感器进行信号采集，所述主回路电压和所述分合闸线圈电压采用电压互感器进行信号采集，所述动触头行程信号通过位移传感器进行信号采集，所述振动信号采用加速度传感器进行信号采集，所述合闸弹簧状态信号采用压力传感器进行信号采集，所述累计使用时间采用实时时钟芯片进行时间记录，所述累计使用次数采用触发电路进行使用次数累计计数。

3.根据权利要求2所述的一种基于多种信号采集的高压断路器在线监测评估系统，其特征在于，所述信号处理单元包括信号放大模块、信号滤波模块和A/D转换模块，将所述信号采集单元采集到的信号进行放大、滤波处理成适合所述A/D转换模块采样范围的信号，再经过所述A/D转换模块进行A/D转换。

4.根据权利要求3所述的一种基于多种信号采集的高压断路器在线监测评估系统，其特征在于，所述信号分析单元对输入的信号进行分析计算，并与预先设定的参考值进行比较，判断所述高压短路的工作状态是否正常，若存在异常，确定故障情况，并通过所述报警单元及时发出报警信号；所述信号分析单元还能够根据采集的所述主回路电流、所述动触头行程信号、振动信号、所述累计使用时间和所述累计使用次数对所述高压断路器进行状态评估。

5.根据权利要求4所述的一种基于多种信号采集的高压断路器在线监测评估系统，其特征在于，所述信号分析单元通过所述主回路电流计算出所述高压断路器的开断电流：

步骤一，将所述主回路电流分解成直流分量和交流分量的叠加，分解后的所述主回路电流所述I₀为直流分量，所述为交流分量，所述I为交流分量的有效值；

步骤二，对所述主回路电流进行求导得当ωt+θ＝0时，所述主回路电流i的交流部分为零，所述主回路电流i的导数最大则而所述Δi_max为最大的相邻采样点之间所述主回路电流差值，所述Δt为相邻采样点之间的时间间隔；则所述交流分量的有效值即为所述高压断路器的开断电流，进而评估所述高压断路器的状态。