CN109975615A - 一种gis主回路电阻异常检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种GIS主回路电阻异常检测系统，包括电源发生检测器、中央处理器和GIS主回路，电源发生器与中央处理器电性连接，电源发生器的电流端分别连接第一接头和第二接头用于给GIS主回路输出电流，电源发生器的电压端分别连接在第一接头和第二接头上用于监测GIS主回路的电压。本申请通过监测GIS主回路的电压值，计算出电阻并与预先设置的报警阈值相比较，判断GIS主回路的电阻异常情况；通过检测GIS的外壳温度、每个开关设备的温度、GIS内部的气体温度和压力值进一步判断是哪个开关设备或接头存在异常情况，能施加与实际负荷一致的恒流源，准确模拟实际情况，减少测量结果受复杂的环境干扰。
Description
技术领域
本发明实施例涉及GIS主导电回路接触电阻检测技术领域，具体涉及一种GIS主回路电阻异常检测系统及方法。
背景技术
随着社会和经济发展，人们对用电质量的要求越来越高，变电站及其设备数量随之增加，其中断路器、隔离开关等开关设备占其中的大部分，气体绝缘封闭开关设备的英文简称GIS，是相对传统敞开式开关设备而言，其具有占地少、可靠性高、无污染、维护方便、使用周期长等优势，因而成为国内外输配电行业开关设备中最尖端和最有竞争力的设备。但GIS设备属于封闭式，所有的断路器、隔离开关、母线均封闭在充满绝缘气体的壳体内，其潜在的故障隐患特别是电力连接处的接触隐患不容易被发现，加上设备制造、现场安装、验收等各个环节质量控制不严，致使GIS设备运行过程中存在安全隐患，极大影响了电网供电可靠性和稳定性。
主回路导体接头过热是典型的GIS设备故障。由于在施工过程中存在诸如母线导体与梅花接头不同轴对接、螺栓预紧力不足、插入深度不足等隐患。在设备运行过程中导致接头的接触不良、接触电阻增大。进而接触区域的过热引发接头金属物熔焊迁移，最终造成GIS导体对外壳电弧短路。因此，做好GIS设备母线接头的触点接触电阻检测，及早发现隐患，可确保电力系统的安全运行，减少经济损失。
目前，一般使用电压降法来测量设备的回路电阻。为保证结果的准确性，减少接触面氧化膜的影响，要求仪器的通流在100A及以上。电压降法是在被测电阻上，通以恒定直流电流，用电压表和电流表测量出被测电阻上的电压降和电流，然后利用欧姆定律R＝U/I计算出被测电阻的直流电阻。目前广泛使用的是直阻测试仪，用于GIS接触电阻的测量，但存在以下不足：
1、回路电阻的检测结果只是近似为整个导电回路所有接头接触电阻的总和，无法测量单个接头的接触电阻，导致无法判断接触电阻的异常部位；
2、由于所施加的恒流源是100A直流，无法准确模拟GIS母线的实际负荷情况；
3、由于GIS设备处于复杂的高压电磁环境下，测量结果易受干扰。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种GIS主回路电阻异常检测系统及方法，以解决现有技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
在本发明的实施方式的第一方面中，提供了一种GIS主回路电阻异常检测系统，包括电源发生检测器、中央处理器和GIS主回路，所述电源发生器与所述中央处理器相互通讯连接，所述电源发生器的电流端正负极分别连接第一接头和第二接头用于给GIS主回路输出电流，所述电源发生器的电压端的正负极也分别连接在所述第一接头和所述第二接头上用于监测GIS主回路的电压，所述第一接头和第二接头分别连接在GIS主回路的两端。
进一步地，所述GIS主回路包括串联的第一开关设备、第二开关设备和第三开关设备，所述第二开关设备和第三开关设备分别并联有第四开关设备和第五开关设备。
进一步地，所述中央处理器连接有红外成像温度检测设备，所述红外成像温度检测设备位于GIS的外面。
进一步地，所述GIS上安装有若干用于检测每个开关设备的温度传感器、若干用于检测GIS内部气体的气体温度传感器和若干用于检测GIS内部气体的压力传感器，所述温度传感器、气体温度传感器和压力传感器均连接于所述中央处理器上。
进一步地，所述中央处理器连接有人机交互器。
在本发明的实施方式的第二方面中，提供了一种GIS主回路电阻异常检测方法，包括如下步骤：
步骤100、将若干开关设备形成GIS主回路，在GIS主回路两端分别连接一个接头；
步骤200、电源发生检测器通过接头给GIS主回路输出电流并检测GIS主回路两端的电压；
步骤300、电源发生检测器8所检测的电压值传输至中央处理器分析处理，计算GIS主回路的电阻并判断是否大于预先设置的报警阈值。
进一步地，所述步骤300还包括：
假设电源发生检测器的内部电阻为r，根据欧姆电流，主回路的电阻R＝V/I–r；若R大于报警阀值，则发出主回路电阻异常的报警。
进一步地，还包括用于检测GIS内部气体温度和压力的设备，用于检测GIS每个开关设备温度的设备，以及检测GIS外壳温度的设备，通过内部气体温度和压力，每个开关设备温度，以及外壳温度的分布情况来判断电阻异常的开关设备，甚至可以判断电阻异常的接头位置。
进一步地，所述GIS主回路包括串联的三个开关设备；在回路两端的开关设备上各并联一个开关设备。
本发明的实施方式具有如下优点：
本发明能施加与实际负荷一致的恒流源，准确模拟实际情况，减少测量结果受复杂的环境干扰，通过监测GIS主回路的电压值，计算出电阻并与预先设置的报警阈值相比较，初步判断GIS主回路的电阻异常情况；除此之外，还通过检测GIS的外壳温度分布情况、每个开关设备的温度、GIS内部的气体温度和压力值进一步判断具体是哪个开关设备或接头存在异常情况。
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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施方式的整体结构示意图。
图中：
1-第一接头；2-第二接头；3-第一开关设备；4-第二开关设备；5-第三开关设备；6-第四开关设备；7-第五开关设备；8-电源发生检测器；9-红外成像温度检测设备；10-温度传感器；11-压力传感器；12-中央处理器；13-人机交互器；14-气体温度传感器。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种GIS主回路电阻异常检测系统，包括电源发生检测器8、中央处理器和GIS主回路，所述电源发生器与所述中央处理器电性连接，所述电源发生器的电流端正负极分别连接第一接头1和第二接头2用于给GIS主回路输出电流，所述电源发生器的电压端的正负极也分别连接在所述第一接头1和所述第二接头2上用于监测GIS主回路的电压，所述第一接头1和第二接头2分别连接在GIS主回路的两端。
假设电源发生检测器8的内部电阻为r，根据欧姆电流，主回路的电阻R＝V/I–r；若R大于报警阀值，则发出主回路电阻异常的报警。
GIS主回路包括串联的第一开关设备3、第二开关设备4和第三开关设备5，所述第二开关设备4和第三开关设备5分别并联有第四开关设备6和第五开关设备7。
在开关设备4和开关设备5分闸、开关设备3合闸的状态下，将开关设备6和7的接地解开分别与电源发生检测器8的接头1和接头2连接，操作员通过中央处理器连接的人机交互器发出输出100安培电流的指令，从而判断主回路电阻异常情况，若电阻异常不明显，通过增加输出电流的方法使焦耳发热明显起来，从而能更容易发现具体电阻异常部位。
采用焦耳发热来判断电阻异常部位具体是通过检测GIS外壳温度分布情况，每个开关设备的温度，内部气体温度和气体压力的值来实现的。
中央处理器连接有红外成像温度检测设备，所述红外成像温度检测设备位于GIS的外面，用于监测GIS外壳温度分布情况。
GIS上安装有若干用于检测每个开关设备的温度传感器(10)、若干用于检测GIS内部气体的气体温度传感器(14)和若干用于检测GIS内部气体的压力传感器(11)，所述温度传感器(10)、气体温度传感器(14)和压力传感器(11)均连接于所述中央处理器(12)上。
实施例2：
本发明还提供了一种GIS主回路电阻异常检测方法，包括如下步骤：
步骤100、将若干开关设备形成GIS主回路，GIS主回路包括串联的三个开关设备；在回路两端的开关设备上各并联一个开关设备，在GIS主回路两端分别连接一个接头；
步骤200、电源发生检测器8通过接头给GIS主回路输出电流并检测GIS主回路两端的电压；
步骤300、电源发生检测器88所检测的电压值传输至中央处理器分析处理，计算GIS主回路的电阻并判断是否大于预先设置的报警阈值。
进一步地，所述步骤300还包括：
假设电源发生检测器8的内部电阻为r，根据欧姆电流，主回路的电阻R＝V/I–r；若R大于报警阀值，则发出主回路电阻异常的报警。
根据焦耳定律，电流I在主回路上产生的热能Q＝I2 R，电阻越大的开关设备产生的热量越大，热量通过热传递逐步传到GIS不同部位的内部气体甚至外壳，通过检测内部气体压力和温度，以及外壳温度分布情况，判断具体哪个开关设备电阻异常。
在本实施方式中，用于检测GIS内部气体温度和压力的设备，以及检测外壳和开关设备温度的设备，通过内部气体温度和压力，开关设备温度以及外壳温度的分布情况来判断电阻异常的开关设备。
通过监测GIS主回路的电压值，计算出电阻并与预先设置的报警阈值相比较，初步判断GIS主回路的电阻异常情况；除此之外，还通过检测GIS主回路的外壳温度、每个开关设备的温度、GIS内部的气体温度和压力值进一步判断具体是哪个开关设备或接头存在异常情况，能施加与实际负荷一致的恒流源，准确模拟实际情况，减少测量结果受复杂的环境干扰。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种GIS主回路电阻异常检测系统，其特征在于，包括电源发生检测器(8)、中央处理器(12)和GIS主回路，所述电源发生器(8)与所述中央处理器(12)相互通讯连接，所述电源发生器(8)的电流端正负极分别连接第一接头(1)和第二接头(2)用于给GIS主回路输出电流，所述电源发生器(8)的电压端的正负极也分别连接在所述第一接头(1)和所述第二接头(2)上用于监测GIS主回路的电压，所述第一接头(1)和第二接头(2)分别连接在GIS主回路的两端。
2.根据权利要求1所述的一种GIS主回路电阻异常检测系统，其特征在于，所述GIS主回路包括串联的第一开关设备(3)、第二开关设备(4)和第三开关设备(5)，所述第二开关设备(4)和第三开关设备(5)分别并联有第四开关设备(6)和第五开关设备(7)。
3.根据权利要求1所述的一种GIS主回路电阻异常检测系统，其特征在于，所述中央处理器(12)连接有红外成像温度检测设备(9)，所述红外成像温度检测设备(9)位于GIS的外面。
4.根据权利要求3所述的一种GIS主回路电阻异常检测系统，其特征在于，所述GIS上安装有若干用于检测每个开关设备的温度传感器(10)、若干用于检测GIS内部气体的气体温度传感器(14)和若干用于检测GIS内部气体的压力传感器(11)，所述温度传感器(10)、气体温度传感器(14)和压力传感器(11)均连接于所述中央处理器(12)上。
5.根据权利要求3所述的一种GIS主回路电阻异常检测系统，其特征在于，所述中央处理器(12)连接有人机交互器(13)。
6.一种GIS主回路电阻异常检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100、将若干开关设备形成GIS主回路，在GIS主回路两端分别连接一个接头；
步骤200、电源发生检测器通过接头给GIS主回路输出电流并检测GIS主回路两端的电压；
步骤300、电源发生检测器8所检测的电压值传输至中央处理器分析处理，计算GIS主回路的电阻并判断是否大于预先设置的报警阈值。
7.根据权利要求6所述的一种GIS主回路电阻异常检测方法，其特征在于，所述步骤300还包括：
假设电源发生检测器的内部电阻为r，根据欧姆定律，主回路的电阻R＝V/I–r；若R大于报警阀值，则发出主回路电阻异常的报警。
8.根据权利要求6所述的一种GIS主回路电阻异常检测方法，其特征在于，还包括用于检测GIS内部气体温度和压力的设备，以及检测GIS外壳和内部开关温度的设备，通过内部气体温度和压力，以及外壳和内部开关温度的分布情况来判断电阻异常的开关设备，甚至可以判断电阻异常的接头位置。
9.根据权利要求6所述的一种GIS主回路电阻异常检测方法，其特征在于，所述GIS主回路包括串联的三个开关设备；在回路两端的开关设备上各并联一个开关设备。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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