CN204215012U - 高压断路器状态在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高压断路器状态在线监测系统，其包括依次连接的设置在高压断路器的控制箱内的传感器、设置在户外箱中的数据采集装置以及设置在控制室内的上位机，所述数据采集装置包括嵌入式测控系统和插入该嵌入式测控系统的插槽中的数据采集卡，所述上位机还连接能量管理系统或者数据采集与监视系统，工作人员可以通过上位机上显示的信息分析高压断路器的运行状况，以确定是否需要对其进行检修，从而实现高压断路器状态的在线监测。

Description

高压断路器状态在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，特别是涉及一种高压断路器状态在线监测系统。

背景技术

高压断路器作为电力系统中的重要设备，在电网运行中担负着控制和保护的双重作用，其操作的可靠性关系到电力系统的安全稳定运行。同时它在电站设备中数量多、投资大，一旦因故障而遭到破坏，检修难度大、时间长，会造成严重的经济损失。对高压断路器的运行参数进行监测，有助于掌握其运行特性及变化趋势，提前发现潜在的设备故障隐患，全面监控断路器的各项状态指标，降低设备故障率，提高电力系统运行的安全和可靠性。

高压断路器的状态监测有助于掌握其运行特性及变化趋势，提前发现潜在的设备故障隐患，全面监控断路器的各项状态指标，降低设备故障率，提高电力系统运行的安全和可靠性，因此，研究开发高压断路器的高压断路器状态在线监测系统具有十分急迫的现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高压断路器状态在线监测系统，可以实现对高压断路器状态的在线监测。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种高压断路器状态在线监测系统，包括依次连接的设置在高压断路器的控制箱内的传感器、设置在户外箱中的数据采集装置以及设置在控制室内的上位机，所述数据采集装置包括嵌入式测控系统和插入该嵌入式测控系统的插槽中的数据采集卡，所述上位机还连接能量管理系统或者数据采集与监视系统。

采用本实用新型的高压断路器状态在线监测系统，可以通过设置在高压断路器的控制箱内的传感器采集高压断路器的各种运行参数，并将所采集的这些运行参数传输到数据采集装置，由该数据采集装置将运行参数传至上位机，同时，上位机还连接有能量管理系统或者数据采集与监视系统，可以将接收到运行参数以及从能量管理系统或者数据采集与监视系统中获取到的数据进行显示，从而工作人员可以通过上位机上显示的这些信息分析高压断路器的运行状况，以确定是否需要对其进行检修，从而实现了高压断路器状态的在线监测，同时，将传感器采集高压断路器的各种运行参数与从能量管理系统或者数据采集与监视系统中获取到的数据进行结合，也提高了监测数据的全面性。

在其中一个实施例中，上述的传感器可以包括霍尔电流互感器、拉线式位移传感器、温湿度传感器和振动传感器中的一种或者多种，以实现对高压断路器不同的运行参数的采集。

在其中一个实施例中，上述的数据采集卡的张数大于或者等于二，以便于根据传感器输出的运行参数的特点选择不同的数据采集装置。

在其中一个实施例中，上述的传感器可以包括霍尔电流互感器、拉线式位移传感器、温湿度传感器和振动传感器的一种或者多种，上述的数据采集装置可以包括第一数据采集卡、第二数据采集卡；所述第一数据采集卡可以分别连接所述霍尔电流互感器、所述拉线式位移传感器、所述温湿度传感器，所述第二数据采集卡可以连接所所述振动传感器。

在其中一个实施例中，上述的霍尔电流互感器可以连接的测试对象是所述高压断路器的合分闸线圈控制线和所述高压断路器的储能电机的进线或者出线，以实现合分闸线圈电流、储能电机电流的信号的采集。

在其中一个实施例中，上述的拉线式位移传感器的主体可以固定在所述控制箱的底端，拉线另一头可以固定在所述高压断路器的动触头的传动机构的拉杆上，以实现动触头行程信号的采集。

在其中一个实施例中，上述的温湿度传感器可以为两个，一个温湿度传感器的探头固定在所述控制箱内的导轨上，另一个温湿度传感器的探头固定在所述高压断路器的支架上，以实现控制箱内的温湿度、环境温湿度的数据的采集。

在其中一个实施例中，上述的振动传感器为三轴振动传感器，用于采集所述高压断路器的分合闸过程中由动触头冲击而产生的机械振动信号，或者/和用于测量储能过程中储能弹簧沿轴向的振动信号。

附图说明

图1为本实用新型的高压断路器状态在线监测系统实施例的结构示意图；

图2为图1中的传感器在其中一个实施例中的细化结构示意图；

图3为图1中的数据采集装置在其中一个实施例中的细化结构示意图；

图4为图2中的传感器和图3中的数据采集装置在其中一个实施例中的连接关系图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型进行详细阐述，但本实用新型的实施方式不限于此。

参见图1所示，为本实用新型的高压断路器状态在线监测系统实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例的高压断路器状态在线监测系统包括依次连接的设置在高压断路器01的控制箱内的传感器11、设置在户外箱02中的数据采集装置12以及设置在控制室03内的上位机13，数据采集装置12包括嵌入式测控系统和插入该嵌入式测控系统的插槽中的数据采集卡上位机13还连接能量管理系统(简称EMS)或者数据采集与监视系统(简称SCADA)。

其中，在具体实现时，数据采集装置12与上位机13可以通过RS485总线或网线连接，户外箱02一般需要具备工业级防尘防水防腐性能，户外箱02的设计还需考虑现场安放位置和体积，此外，也可以作为本实用新型的高压断路器状态在线监测系统户外箱02的一部分；

在具体实现时，本实施例中的嵌入式测控系统可以采用CompactRIO，CompactRIO是美国国家仪器(NI)公司生产的一款可重新配置的嵌入式测控系统，CompactRIO拥有坚固的硬件架构，其中包含：I/O模块、带有可重新配置的现场可编程门阵列的机箱、实时控制器，考虑到需要将传感器11所采集的这些运行参数传输至上位机，而数据采集卡又不能直接将传感器11所采集的这些运行参数传输至上位机，除非将数据采集卡直接接入到上位机，但由于上位机又不会置于户外箱02中，所以采用本实施例中的包括嵌入式测控系统和插入该嵌入式测控系统的插槽中的数据采集卡的数据采集装置12。

传感器11、数据采集装置12的类型和型号可以根据实际监测需要选定。

在具体工作时，在高压断路器状态在线监测系统投入使用后，可以通过传感器11采集高压断路器的各种运行参数，并将所采集的这些运行参数传输到数据采集装置12，由该数据采集装置12将运行参数传至上位机，同时，上位机还连接有能量管理系统或者数据采集与监视系统，可以对接收到运行参数以及从能量管理系统或者数据采集与监视系统中获取到的数据进行显示，从而工作人员可以通过上位机上显示的这些信息分析高压断路器的运行状况，以确定是否需要对其进行检修，从而实现了高压断路器状态的在线监测，同时，将传感器采集高压断路器的各种运行参数与从能量管理系统或者数据采集与监视系统中获取到的数据进行结合，也提高了监测数据的全面性。

根据实际监测需求，传感器11采集的运行参数可以从合分闸线圈电流信号、储能电机电流信号、动触头行程信号、振动信号、控制箱内的温湿度数据、环境温湿度数据中进行选择。

在其中一个实施例中，如图2所述，传感器11可以包括霍尔电流互感器21、拉线式位移传感器22、温湿度传感器23和振动传感器24中的一种或者多种。

其中，霍尔电流互感器21可用于采集合分闸线圈电流信号和储能电机电流信号，合分闸线圈共有两个线圈，一个合闸线圈、一个分闸线圈，在具体实现时，霍尔电流互感器21的测试对象是所述高压断路器的合分闸线圈控制线和所述高压断路器的储能电机的进线或者出线。由于本实施中的高压断路器的合分闸线圈电流范围为±2A，储能电机电流范围±20A，因此选用的霍尔电流互感器21的输入电流范围应能满足各电流的测量要求。同时，选用的霍尔电流互感器21的输出电流范围应能满足数据采集卡的输入范围要求，本实施例中以±25mA为佳。

拉线式位移传感器22可以用于测量动触头行程信号，拉线式位移传感器22设有一个光电编码器，拉出一根约1毫米粗的拉线，拉线伸缩的长度反映被测部件的位移。在具体实现时，拉线式位移传感器22的主体可以固定在控制箱01的底端，拉线的自由端在所述高压断路器的动触头的传动机构的拉杆上。

温湿度传感器23测量控制箱内的温湿度数据和环境温湿度数据，为此，温湿度传感器23一般为两个，一个温湿度传感器23的探头固定在所述控制箱内的导轨上，以用于测量控制箱内的温湿度数据，另一个温湿度传感器23的探头固定在所述高压断路器的支架上，以用于测量环境温湿度数据。

振动传感器24可以用于测量振动信号，振动传感器24可以为三轴振动传感器，用于采集所述高压断路器的分合闸过程中由动触头冲击而产生的机械振动信号，所获得的振动信号可反映断路器机械特性，或者/和用于测量储能过程中储能弹簧沿轴向的振动信号。

在其中一个实施例中，上述的数据采集装置12的张数大于或者等于二，以便于根据传感器11输出的运行参数的特点选择不同的数据采集装置，若上述的传感器11可以包括霍尔电流互感器21、拉线式位移传感器22、温湿度传感器23和振动传感器24的一种或者多种，如图3所示，上述的数据采集装置12可以包括第一数据采集卡31、第二数据采集卡32，第一数据采集卡31、第二数据采集卡32的型号一般不同，在具体实现时，第一数据采集卡31的型号可以是NI 9201，第二数据采集卡32的型号可以是NI 9215；其中，如图4所示，第一数据采集卡31分别连接霍尔电流互感器21、拉线式位移传感器22、温湿度传感器23，振动传感器24接收所述第二数据采集卡所采集的所述运行参数。为了将数据采集装置12中的数据导出到上位机13中，其中，将霍尔电流互感器21、拉线式位移传感器22、温湿度传感器23均连接到第一数据采集卡31，是因为霍尔电流互感器21、拉线式位移传感器22、温湿度传感器23输出的都是电流信号，即传感器11输出的运行参数的特点相一致，此外，还需要保证第一数据采集卡31有足够的卡通道，若卡通道个数不够，也需要再增加相应的数据采集卡的张数，或者运行参数的特点不一致，例如，相应的传感器输出的是电压信号，也需要再增加相应的数据采集卡的张数。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种高压断路器状态在线监测系统，其特征在于，包括依次连接的设置在高压断路器的控制箱内的传感器、设置在户外箱中的数据采集装置以及设置在控制室内的上位机，所述数据采集装置包括嵌入式测控系统和插入该嵌入式测控系统的插槽中的数据采集卡，所述上位机还连接能量管理系统或者数据采集与监视系统。

2.根据权利要求1所述的高压断路器状态在线监测系统，其特征在于，所述传感器包括霍尔电流互感器、拉线式位移传感器、温湿度传感器和振动传感器中的一种或者多种。

3.根据权利要求1所述的高压断路器状态在线监测系统，其特征在于，所述数据采集卡的张数大于或者等于二。

4.根据权利要求1所述的高压断路器状态在线监测系统，其特征在于，所述传感器包括霍尔电流互感器、拉线式位移传感器、温湿度传感器和振动传感器的一种或者多种，所述数据采集卡包括第一数据采集卡、第二数据采集卡；所述第一数据采集卡分别连接所述霍尔电流互感器、所述拉线式位移传感器、所述温湿度传感器，所述第二数据采集卡连接所述振动传感器。

5.根据权利要求2或4所述的高压断路器状态在线监测系统，其特征在于，所述霍尔电流互感器的测试对象是所述高压断路器的合分闸线圈控制线和所述高压断路器的储能电机的进线或者出线。

6.根据权利要求2或4所述的高压断路器状态在线监测系统，其特征在于，所述拉线式位移传感器的主体固定在所述控制箱的底端，拉线的自由端在所述高压断路器的动触头的传动机构的拉杆上。

7.根据权利要求2或4所述的高压断路器状态在线监测系统，其特征在于，所述温湿度传感器为两个，一个温湿度传感器的探头固定在所述控制箱内的导轨上，另一个温湿度传感器的探头固定在所述高压断路器的支架上。

8.根据权利要求2或4所述的高压断路器状态在线监测系统，其特征在于，所述振动传感器为三轴振动传感器，用于采集所述高压断路器的分合闸过程中由动触头冲击而产生的机械振动信号，或者/和用于测量储能过程中储能弹簧沿轴向的振动信号。