CN201689159U

CN201689159U - 一种断路器状态监测系统

Info

Publication number: CN201689159U
Application number: CN2010201713215U
Authority: CN
Inventors: 郭宗军
Original assignee: Beijing Guo Electricity Tuo Cutting Edge Of A Knife Or A Sword Science And Technology Ltd
Current assignee: Beijing Guo Electricity Tuo Cutting Edge Of A Knife Or A Sword Science And Technology Ltd
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2020-04-27

Abstract

本实用新型公开了一种断路器状态监测系统，包括两并列固定在底板上的电源模块、输入保护模块、脉冲群抑制器及DSP核心处理模块，所述两并列电源模块一端连接输入保护模块，输入保护模块上接入脉冲群抑制器；所述两并列电源模块另一端接入电源输出端子，电源输出端子通过电源输入端子连接DSP核心处理模块。本实用新型有益效果为：可应用于10kV到500kV各种类型断路器的在线监测，能够监测断路器导电回路、控制回路、储能机构的状态，记录主要开关触点的磨损状况，实现了在不停电检查的情况下，对断路器的状态进行实时监测；可以直接安装在断路器控制柜或控制室内，安装、使用方便。

Description

一种断路器状态监测系统

技术领域

本实用新型涉及电力设备监测技术领域，尤其是应用于10kV到500kV各种类型(少油、多油、真空、SF6)断路器状态的在线监测装置。

背景技术

在电力系统的电气设备中，高压断路器是唯一的控制设备，它的动作可靠性直接关系到整个系统的安全与稳定，诸多发生的重大事故或系统解列停电都和高压断路器的失常有关。高压断路器的驻澳故障有机械故障、绝缘故障、灭弧故障和导体部分发热故障等，其中尤以机械故障最为频繁发生。

目前，为保障系统安全、稳定的运行通常对断路器进行定期检查，通过打开断路器内部触头烧损等情况。采用这种监测方法的缺点是不能实时了解断路器的状态，在无法确定断路器实际切断电流大小及磨损的情况下，对断路器盲目解体，不仅会造成巨大的人力、财力浪费，而且不必要的停电会带来很多麻烦。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种断路器状态监测系统，解决断路器状态监测难度大、不方便等问题，是一种能够监测断路器导电回路、控制回路、储能机构状态，记录主要开关触点的磨损状况的装置。

为了达到上述设计目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种断路器状态监测系统，包括两并列固定在底板上的电源模块、固定在底板上的输入保护模块、脉冲群抑制器及固定在另一底板上的核心处理模块，所述两并列电源模块一端连接输入保护模块，输入保护模块上接入脉冲群抑制器，脉冲群抑制器上连接AC接线端子；所述两并列电源模块另一端接入电源输出端子，电源输出端子通过电源输入端子连接核心处理模块，所述核心处理模块上分别连接辅助接点模块、RS485处理模块、RS232处理模块，辅助接点模块上接入分合闸线圈辅助接点，RS485处理模块上接入RS485通讯端子，RS232处理模块上接入RS232通讯端子，所述辅助接点模块、RS485处理模块、RS232处理模块均连接到电源输入端子，所述核心处理模块上还并列连接保护CTA、保护CTB、保护CTC、分闸线圈、合闸线圈和储能电机，保护CTA、保护CTB、保护CTC、分闸线圈、合闸线圈和储能电机通过AD处理模块连接到传感器信号输入端，所述保护CTA、保护CTB、保护CTC、分闸线圈、合闸线圈和储能电机均连接到电源输入端子。

本实用新型所述的断路器状态监测系统的有益效果是：可应用于10kV到500kV各种类型(少油、多油、真空、SF6)断路器的在线监测，能够监测断路器导电回路、控制回路、储能机构的状态，记录主要开关触点的磨损状况，实现了在不停电检查的情况下，对断路器的状态进行实时监测，节省人力、财力等；可以直接安装在断路器控制柜或控制室内，安装、使用方便。

附图说明

图1为本实用新型所述的断路器状态监测系统的示意图；

图2为本实用新型所述的断路器状态监测系统的电路原理图；

图3为本实用新型所述的断路器状态监测系统的断路器分闸动作时序图；

图4为本实用新型所述的断路器状态监测系统的开关量监测原理图；

图5为本实用新型所述的断路器状态监测系统的断路器合闸动作时序图。

图中各序号名称如下：

1、底板；2、电源模块；3、输入保护模块；4、脉冲群抑制器；5、AC接线端子；6、电源输出端子；7、电源输入端子；8、核心处理模块；9、辅助接点模块；10、RS485处理模块；11、RS232处理模块；12、分合闸线圈辅助接点；13、RS485通讯端子；14、RS232通讯端子；15、保护CTA；16、保护CTB；17、保护CTC；18、分闸线圈；19、合闸线圈；20、储能电机；21、AD处理模块；22、传感器信号输入端。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

实施例

如图1、2所示，本实用新型实施例所述的断路器状态监测系统，包括两并列固定在底板1上的电源模块2、固定在底板1上的输入保护模块3、脉冲群抑制器4及固定在另一底板2上的核心处理模块8，所述两并列电源模块2一端连接输入保护模块3，输入保护模块3上接入脉冲群抑制器4，脉冲群抑制器4上连接AC接线端子5；所述两并列电源模块2另一端接入电源输出端子6，电源输出端子6通过电源输入端子7连接核心处理模块8，所述核心处理模块8为DSP核心处理模块8，DSP核心处理模块8上分别连接辅助接点模块9、RS485处理模块10、RS232处理模块11，辅助接点模块9上接入分合闸线圈辅助接点12，RS485处理模块10上接入RS485通讯端子13，RS232处理模块11上接入RS232通讯端子14，所述辅助接点模块9、RS485处理模块10、RS232处理模块11均连接到电源输入端子7，所述DSP核心处理模块8上还并列连接保护CTA15、保护CTB16、保护CTC17、分闸线圈18、合闸线圈19和储能电机20，保护CTA15、保护CTB16、保护CTC17、分闸线圈18、合闸线圈19和储能电机20通过AD处理模块21连接到传感器信号输入端22，所述保护CTA15、保护CTB16、保护CTC17、分闸线圈18、合闸线圈19和储能电机20均连接到电源输入端子7。

所述底板1用于固定脉冲群抑制器4、电路板、电源输入端子7；电源模块2将AC220V转换为电路板上的其它模块提供电源；输入保护模块3限制输入的AC电压，防止因输入过电压造成电源模块2损坏；脉冲群抑制器4过滤输入AC的高频脉冲；AC接线端子5接入AC220V电源；电源输出端子6将电源模块2变换的电压输出电源输入端子7；电源输入端子7接收电源输出端子6输出的电压；核心处理模块8主要完成辅助接点输入的判别、RS-232与RS-485信号的处理、AD信号的采集处理，并完成数据的处理；辅助接点模块9将辅助接点的信号隔离变送为核心板可以接收的电压信号；RS485处理模块10将RS-485隔离变送为核心处理模块8可以处理的信号；RS232处理模块11将RS-232隔离变送为核心处理模块8可以处理的信号；分合闸线圈辅助接点12主要反映分合闸的状态；RS485通讯端子13连接RS-485信号；RS232通讯端子14连接RS-232信号；保护CTA15保护CT的A相信号；保护CTB 16保护CT的B相信号；保护CTC17保护CT的C相信号；分闸线圈18控制分闸动作的电流信号；合闸线圈19控制合闸动作的电流信号；储能电机20控制储能电机的电流信号；AD处理模块21将输入的传感器信号变送为AD可以接收的信号；传感器信号输入端22连接传感器。

本实用新型实施例所述的断路器状态监测系统的工作方式为：

1、断路器分闸过程：

当故障发生时，继电保护装置检测到故障电流，经装置响应时间延时后保护启动，再经保护定值延时后发出分闸命令，同时断路器分闸线圈带电，经断路器固有分闸时间延时后，断路器动静触头分离，再经燃弧时间后故障电流切除，分闸完成。如图3所示，分闸动作时序如下：

t1---故障开始时刻；

t2---保护分闸命令输出时刻(分闸线圈开始带电)；

t3---动静触头分离时刻；

t4---故障电流灭弧时刻；

t5---分闸线圈回路辅助触点断开时刻；

在分闸过程中可以完成以下参数的监测：保护动作时间(含定值延时)T1；分闸线圈带电时间T2；分闸时间T3；燃弧时间T4；固有分闸时间T5。

2、监测方法

将保护操作箱分闸继电器空接点接入监测装置，可监测保护发令(分闸线圈带电)时刻，将断路器分闸辅助接点的空接点接入监测装置，可监测断路器分闸线圈失电时刻。开关量通过光电隔离芯片隔离后，送到前置机CPU板，其原理如图4所示。

各参数的计算

T1：保护动作时间(含定值延时)：T₁＝t₂-t₁

T2：分闸线圈带电时间：T₂＝t₅-t₂

T3：分闸时间：T₃＝t₄-t₂

T4：燃弧时间：T₄＝t₄-t₃

T5：固有分闸时间：T₅＝t₃-t₂

第三步：与规定值比较。规定下限≤T3≤规定上限。否则报警、记录、打印。

3、断路器合闸过程

继电保护装置发出合闸命令(或手动合闸)，同时断路器合闸线圈带电，经断路器固有合闸时间延时后，断路器动静触头接触，再经插入行程后，合闸完成。

如图5所示，合闸动作时序如下：

t6--合闸命令发出时刻(合闸线圈开始带电时刻)；

t7--断路器一次断口电弧接通时刻；

t8--动静触头接触时刻；

t9--合闸线圈回路辅助触点断开时刻；

在合闸过程中可以完成以下参数的监测：合闸时间T6；固有合闸时间T7；合闸线圈带电时间T8。

各参数的计算：

T6：合闸时间：T₆＝t₇-t₆；

T7：固有合闸时间T₇＝t₈-t₆；

T8：合闸线圈带电时间。

4、断路器触头寿命评估：开断容量∑I2t可以反映断路器触头烧蚀程度，其值越大则触头烧蚀越严重。有的断路器制造厂在说明书中明确规定了其允许值，用∑I2t值与制造厂给定的值比较，当∑I2t值超过其允许值时，应解体检修断路器触头。

1)在故障录波器上获取开断短路电流I(故障录波器从电流互感器二次侧监测到的短路电流乘以互感器变比)。

2)根据1.1节中介绍方法获得“燃弧时间”t。

3)断路器每开断一次短路电流，计算一次开断容量I2t。

4)累加断路器历次开断容量∑I2t：断路器每开断一次短路电流累加一次I2t。

5、监测储能电机打压时间：电机打压时间反映断路器机构储能系统工作是否正常，液压系统是否有内漏，电机频繁打压或打压时间过长，说明机构储能系统需要检修。

方法：在电机启动信号回路采样，并记录电机启动/停止时刻，计算电机打压时间。

6、统计断路器分闸操作次数：断路器分闸回路辅助触点每一次带电，则记录一次，监测装置累加一次。

7、统计断路器合闸操作次数：断路器合闸回路辅助触点每一次带电，则记录一次，监测装置累加一次。

8、统计断路器开断短路电流次数：当断路器一次电流大于某值(如：保护定值)时记录一次。

本实用新型实施例所述的断路器状态监测系统通过监测断路器每一次分合闸动作期间产生的下列参数，来实现上述功能：

1)分合闸时刻；2)断路器分/合状态；3)分合闸动作次数；4)电弧持续时间；5)主触头累计电磨损(以I²T表征)；6)线圈分合闸时间；7)辅助触点动作时间；8)储能时刻；9)储能次数；10)分合闸过程三相电流波形；11)分合闸线圈电流波形；12)储能电机工作电流波形。

本具体实施方式只是本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，具体各项权利由权利要求书限定。

Claims

1.一种断路器状态监测系统，其特征在于：包括两并列固定在底板上的电源模块、固定在底板上的输入保护模块、脉冲群抑制器及固定在另一底板上的核心处理模块，所述两并列电源模块一端连接输入保护模块，输入保护模块上接入脉冲群抑制器；所述两并列电源模块另一端接入电源输出端子，电源输出端子通过电源输入端子连接核心处理模块。

2.根据权利要求1所述的断路器状态监测系统，其特征在于：脉冲群抑制器上连接AC接线端子。

3.根据权利要求1所述的断路器状态监测系统，其特征在于：所述核心处理模块上分别连接辅助接点模块、RS485处理模块、RS232处理模块，所述辅助接点模块、RS485处理模块、RS232处理模块均连接到电源输入端子。

4.根据权利要求3所述的断路器状态监测系统，其特征在于：辅助接点模块上接入分合闸线圈辅助接点，RS485处理模块上接入RS485通讯端子，RS232处理模块上接入RS232通讯端子。

5.根据权利要求1所述的断路器状态监测系统，其特征在于：所述核心处理模块上还并列连接保护CTA、保护CTB、保护CTC、分闸线圈、合闸线圈和储能电机，所述保护CTA、保护CTB、保护CTC、分闸线圈、合闸线圈和储能电机均连接到电源输入端子。

6.根据权利要求5所述的断路器状态监测系统，其特征在于：保护CTA、保护CTB、保护CTC、分闸线圈、合闸线圈和储能电机通过AD处理模块连接到传感器信号输入端。