CN206479618U - 一种变电站断路器在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种变电站断路器在线监测系统，包括三相电磁波传感器模块，滤波放大模块，A/D转换模块，数字信号隔离模块，DSP信号处理模块，现场控制模块，上述模块依次相连接，DSP信号处理模块和现场控制模块通过RS485通信接口与上位机连接，DSP信号处理模块又可将收集的信号存储进无线WiFi SD存储卡中；当真空断路器真空度下降时，会向外辐射频率为2‑200kHz电磁波，所以本实用新型就是通过检测真空断路器是否向外辐射频率为2‑200kHz电磁波来判断断路器的真空度是否存在异常，将检测到的电磁波信号放大并滤除干扰信号后输出给DSP模块，由DSP模块进行判断处理，并将处理结果传递给现场控制模块，无线WiFi SD存储卡可与检修人员的手机无线连接，进而读取诊断信息。
Description
技术领域
本实用新型属于电力系统技术领域，更具体地涉及一种变电站断路器在线监测系统。
背景技术
目前真空断路器真空度的保护与检测，普遍采用离线检修，即在实行定期检修的时候采用离线装置和试验方法，对真空灭弧室的真空度进行检查。离线方法强制性的规定一定的检修周期，其原则是“到期必修，修必修好”，具有相当的盲目性和强制性，实践表明计划性检修相当部分工作没有实际意义而且是多余的，结果就是造成了设备的“过度检修”。如果恰逢检修过后遇到设备状态缺陷，但是在检修过程中没有完全暴露出来，没能及时发现又投入运行，这时又会出现设备的“检修不足”。随着智能电网技术的规划和应用发展，对电气装备的智能化和状态检修体制提出了更高的要求，因此如何实现真空断路器真空度的在线检测是目前所要解决的问题之一。
本实用新型发明设计了一种变电站断路器在线监测系统，更加的安全、可靠。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种变电站断路器在线监测系统。
本实用新型采取以下技术方案：本系统主要包括三相电磁波传感器模块(1)，滤波放大模块(2)，A/D转换模块(3)，数字信号隔离模块(4)，DSP信号处理模块(5)，现场控制模块(6)，上位机(7)，手机(8)和无线WiFi SD存储卡(9)。
三相电磁波传感器模块(1)经屏蔽电缆(11)与滤波放大模块(2)连接，所述滤波放大模块(2)与A/D转换模块(3)连接，所述A/D转换模块(3)与数字信号隔离模块(4) 连接，数字信号隔离模块(4)与DSP信号处理模块(5)连接，DSP信号处理模块(5)与现场控制模块(6)连接，现场控制模块(6)通过RS485通信接口(12)与上位机(7)连接，并且DSP信号处理模块(5)又与无线WiFi SD存储卡(9)连接，DSP信号处理模块(5)还通过RS485通信接口(12)与上位机(7)连接，无线WiFi SD存储卡(9)可与运行检修人员的手机(8)无线连接。
本系统主要是通过检测电磁波信号来判断真空度是否下降，当真空度下降到一定程度时，断路器开始局部放电，并有电磁波辐射，辐射出的电磁波频段一般在2-200KHz，出现次数多，持续时间长。
进一步，三相电磁波传感器模块(1)安装在靠近真空断路器的位置，三相电磁波传感器模块(1)将电磁波信号转化为电压信号，并将所述电压信号由屏蔽电缆(11)通过三相BNC 接口输送至滤波放大模块(2)，所述滤波放大模块(2)包括AD620仪表运放(16)，D/A 转换器MAX527(17)和LMF100开关电容滤波芯片(18)，所述AD620仪表运放(16)和D/A 转换器MAX527(17)实现电压放大，所述LMF100开关电容滤波芯片(18)实现滤波并将滤波后的电压信号输送至A/D转换模块(3)，所述A/D转换模块(3)将所接收到的放大滤波后的电压信号转换为数字信号输送至数字信号隔离模块(4)，所述数字信号隔离模块(4) 包括精密电阻(20)，NPO级电容(21)，高速光耦(22)，所述数字信号隔离模块(4)将 A/D转换模块(3)的输出信号以隔离的形式输出，所述DSP信号处理模块(5)就是对所述信号隔离模块(4)输出的数字信号进行采集和快速傅里叶变换，然后进行判断处理，将结果反馈给现场控制模块(6)，现场控制模块(6)通过RS485通信接口(12)与上位机(7)连接，并且DSP信号处理模块(5)又可将收集的信号存储进无线WiFi SD存储卡(9)中，DSP 信号处理模块(5)通过RS485通信接口(12)与上位机(7)连接，无线WiFi SD存储卡(9) 可与运行检修人员的手机(8)无线连接，进而从手机(8)读取诊断信息。
进一步，现场控制模块采用有线触屏控制方式，包括人机界面单元(13)，报警控制单元(14)，上位机(7)通过RS485通信接口(12)与人机界面单元(13)和报警控制单元(14)进行通讯，报警控制单元(14)采用声光报警装置，通过与上位机(7)的通讯，发现故障，实时报警。
进一步，无线WiFi SD存储卡(9)可将收集的故障信息进行存储，便于以后查询。
本实用新型的一种变电站断路器在线监测系统，通过检测真空断路器发出的电磁波信号来判断真空断路器的真空度是否存在异常，并且实现现场和远程控制，降低变电站断路器损害，而且无线WiFi SD存储卡可以存储故障信息，便于以后查询，由此达到在线监测的目的。
有益效果：本实用新型性能稳定，可靠性高，可行性强，维护方便，简单易用。
附图说明
图1为本实用新型一种变电站断路器在线监测系统图，图中标记1三相电磁波传感器模块、2滤波放大模块、3A/D转换模块、4数字信号隔离模块、5DSP信号处理模块、6现场控制模块、7上位机、8手机、9无线WiFi SD存储卡、10电磁屏蔽罩、11屏蔽电缆、12RS485 通信接口。
图2为本实用新型的现场控制模块功能结构图，图中标记7上位机、12RS485通信接口、 13人机界面单元、14报警控制单元。
图3为本实用新型的滤波放大模块功能结构图，图中标记15输入信号、16AD620仪表运放、17D/A转换器MAX527、18LMF100开关电容滤波芯片、19输出信号。
图4为本实用新型的数字信号隔离模块功能图，图中标记20精密电阻、21NPO级电容、 22高速光耦。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的和功能便于明白和了解，下面结合图1、图2、图3和图4，进一步阐述本实用新型。
具体实施方式如下：
一种变电站断路器在线监测系统，当真空度下降到一定程度时，断路器开始局部放电，并有电磁波辐射，辐射出的电磁波频段一般在2-200KHz，出现次数多，持续时间长。
将三相电磁波传感器安装在靠近真空断路器的位置，三相电磁波传感器与真空灭弧室距离在安全距离之外，其安装不影响真空断路器的绝缘性能。
图1所示，为本实用新型系统设计图，三相电磁波传感器模块1将检测到的电磁波信号转化为电压信号，电压信号由屏蔽电缆11通过BNC接口输送至滤波放大模块2，滤波放大模块2将滤波放大后的电压信号输送至A/D转换模块3，A/D转换模块3将所接收到的放大滤波后的电压信号转换为数字信号输送至数字信号隔离模块4,数字信号隔离模块4将A/D转换模块3的输出信号以隔离的形式输出，DSP信号处理模块5就是对所述信号隔离模块输出的数字信号进行采集和快速傅里叶变换，然后进行判断处理，DSP信号处理模块5又可将收集的信号存储进无线WiFi SD存储卡9中，并将结果反馈给现场控制模块6，DSP信号处理模块5 和现场控制模块6分别通过RS485通信接口12与上位机7连接，无线WiFi SD存储卡9可与运行检修人员的手机8无线连接，进而运检人员从手机8读取诊断信息，将滤波放大模块2、 A/D转换模块3、数字信号隔离模块4、DSP信号处理模块5、无线WiFi SD存储卡9等相关模块用电磁屏蔽罩10屏蔽起来。无线WiFi SD存储卡9既可以存储故障信息，又可以将故障信号发送给运行检修人员的手机8，由此达到在线监测的目的。
图2所示，为现场控制模块原理图，上位机7通过RS485通信接口12与人机界面单元13连接，实现信息通讯，当断路器真空度发生下降时，人机界面单元13通过与报警控制单元14的配合，发出声光报警，确保监控人员和运检人员及时处理故障。
图3所示，为滤波放大模块功能结构图，输入信号15经过AD620仪表运放16和D/A转换器MAX527 17将信号放大，然后再经过LMF100开关电容滤波芯片18，滤除电压噪声和干扰信号，产生输出信号19。
图4所示，为数字信号隔离模块原理图，A/D转换模块的输出信号经过精密电阻20、NPO 级电容21和高速光耦22以隔离的形式输出。
以上所述，为本实用新型的实施案例，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种变电站断路器在线监测系统，其特征在于：三相电磁波传感器模块(1)经屏蔽电缆(11)与滤波放大模块(2)连接，所述滤波放大模块(2)与A/D转换模块(3)连接，所述A/D转换模块(3)与数字信号隔离模块(4)连接，数字信号隔离模块(4)与DSP信号处理模块(5)连接，DSP信号处理模块(5)与现场控制模块(6)连接，现场控制模块(6)通过RS485通信接口(12)与上位机(7)连接，并且DSP信号处理模块(5)又与无线WiFi SD存储卡(9)连接，DSP信号处理模块(5)还通过RS485通信接口(12)与上位机(7)连接，无线WiFi SD存储卡(9)可与运行检修人员的手机(8)无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种变电站断路器在线监测系统，其特征在于：所述现场控制模块(6)包括人机界面单元(13)，报警控制单元(14)，上位机(7)通过RS485通信接口(12)与人机界面单元(13)连接，人机界面单元(13)和报警控制单元(14)连接。
3.根据权利要求1所述的一种变电站断路器在线监测系统，其特征在于：所述滤波放大模块(2)包括AD620仪表运放(16)，D/A转换器MAX527(17)和LMF100开关电容滤波芯片(18)，所述AD620仪表运放(16)与D/A转换器MAX527(17)连接，D/A转换器MAX527(17)与LMF100开关电容滤波芯片(18)连接。
4.根据权利要求1所述的一种变电站断路器在线监测系统，其特征在于：所述数字信号隔离模块(4)包括精密电阻(20)，NPO级电容(21)，高速光耦(22)，精密电阻(20)与NPO级电容(21)连接，NPO级电容(21)与高速光耦(22)连接。
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| CN116381321B (zh) * | 2023-06-07 | 2023-09-12 | 北京国电通网络技术有限公司 | 柱上开关电压信号测量装置和柱上开关断电控制方法 |
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