CN2504620Y - 高压开关触头/母线温度检测系统 - Google Patents

Abstract

高压开关触头/母线温度检测系统,属于发电厂、变电所(站)等电力系统用高压或超高压开关柜中的高压开关触点、母线/电缆接头温度检测监视,特别适用于移动式手车高压开关柜的高压活动触头的温度检测监视,其特征在于:包括多个独立的触点温度检测电路和与其相连的一套单片机监视系统,与现有技术相比,具有温度检测精确度高、无须大功率电源、抗干扰能力强、可靠性高、适用范围广、功能强大等优点。

Description

高压开关触头/母线温度检测系统

                                技术领域

高压开关触头温度/母线检测系统，属于发电厂、变电所(站)等电力系统用高压或超高压开关触点、高压母线、高压电缆接头等的温度检测监视，特别适用于移动式手车高压开关柜的高压活动触头和高压母线的温度检测监视。

                                 背景技术

当高压开关的触头因某种原因接触不好时，会产生发热现象，若不及时排除，温度升高的最终结果可以导致高压开关柜的绝缘破坏，引起短路，形成重大故障，引起重大经济损失。所以检测和监视高压活动触头的温度，对高压开关和与其相连的电力供电系统的安全可靠运行具有非常重要的意义。另外，高压母线和高压电缆接头的温度在线检测也是提高电力系统运行可靠性、预防故障的重要手段。目前，高压触点温度检测有两种方案，其一，是采用色片，其颜色随温度的变化而变化，根据其颜色即可判断温度，缺点是在设备运行时看不见，而且不可靠，不能起到应有的温度监视作用；其二，是用热红外检测技术，缺点是对封闭在机柜内的触点无法检测。如《中国专利》2000年9月13日公开的，实用新型名称：高压及超高压开关触头温度检测装置，该装置是由自供电装置、数字测温和红外通讯单元组成。自供电装置是从汇流条耦合出极小的能量供给测量端。采用集成数字化测温元件。与主控上位机之间为双向红外通讯，并采用特定的通讯协议。具有自供电、传递信号互不干扰，和测量精度高等特点。但存在的主要问题是每一个触点采用一套单片机检测电路，电路所需电源功率较大，因其自供电能量来自触点电流，单片机系统的工作情况易受到触点电流大小的影响，当触点电流小时，可能出现电源不足问题，而且，用红外进行数据传输的可靠性不高。

                                发明内容

为了克服现有技术存在的电路所需电源功率较大、温度检测精确度、可靠性不够高的问题，本实用新型提供一种温度检测精确度高、无须大功率电源、抗干扰能力强、可靠性高、同时可适用于高压母线、高压电缆接头、功能强大的高压开关触头/母线温度检测系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术解决方案是：该高压开关触头/母线温度检测系统，包括多个独立的触点温度检测电路和与其相连的一套单片机监视系统。根据触点个数，每一个触点或每一段高压母线、每一个高压电缆接头温度检测电路分别采用一套隔离电源供电，电源稳定度高，不受触点电流影响；每一个触点或每一段高压母线、每一个高压电缆接头采用一套温度检测电路，并将温度的检测结果通过压控振荡器转换为频率信号，然后采用光纤将频率信号发送给单片机监视系统，由单片机监视系统计算出每个触点的温度，并进行数值显示和过热判断，当温度过高时，发出声光报警信号，并通过串行口将故障信息送往主调。

本实用新型的有益效果是：由于采用多个独立的触点温度检测电路和与其相连的一套单片机监视系统的结构，因此温度检测准确度高、无须大功率电源、抗干扰能力强、可靠性高、、适用范围广、功能强大等显著优点。

                               附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图；

图2是图1中触点温度检测与电压频率变换电路B的原理图；

图3是图1中频率电压转换电路D的电路原理图；

图4是图1中单片机监视系统E1的电路原理图；

图5是本实用新型的第二个实施例电路原理图；

图6是图1中数码显示电路F1的电路原理图。图1-6中：A1-A6隔离电源B1-B6触点温度检测与电压频率变换电路C1-C6光纤D1-D6频率电压变换电路E1单片机监视系统F1数码显示电路U1压控振荡器U2运算放大器U3电压频率转换电路U4、U8单片机U5、U14译码器U6、U11地址锁存器U7、U9程序存储器  U10地址译码器、U12-U14与非门U15-U19译码器数据锁存器U20反相器  晶振CR1-CR2 C1-C20电容R1-R67电阻D0-D7数据总线  E、WR控制总线A0-A2地址总线PHR1-PHR7光纤接收器H1-H5数码管  RP1-RP4可调电阻IT温度传感器PHS1光纤发射器V1-V2二极管VT1三极管。下面结合附图1-6对本实用新型作进一步说明：

                                具体实施方式

在图1中是高压开关触头温度检测监视系统有6个独立的触点温度检测电路，A1-A6为六个隔离电源与B1-B6六个触点温度检测与电压频率变换电路相连，触点温度检测与电压频率变换电路B1-B6通过六根光纤C1-C6与六个频率电压变换电路D1-D6相连，频率电压变换电路D1-D6通过单片机监视系统E1接数码显示电路F1。每一路温度检测电路之间以及温度检测电路和单片机监视系统之间都是隔离的，温度检测电路到单片机监视电路的通信采用光纤来实现。图中省略了串行口通信电路。

图2中：触点温度检测与电压频率变换电路包括：压控振荡器U1、运算放大器U2、电阻R1-R12、电容C1-C3、可调电阻RP1-RP3、温度传感器IT、光纤发射器PHS1、三极管VT1。温度传感器IT将温度转化为电流经电阻R12和可调电阻RP3将电流转化为电压，该电压经过由压控振荡器U1和运算放大器U2及其外围阻容元件构成的压控振荡器，进一步转换为频率信号，该频率信号从压控振荡器U1的3脚输出，经电阻R6、R11、三极管VT1组成的功率放大电路放大后，驱动光纤发射器PHS1，将频率信号转换为光信号，经过光纤C1-C6送到下一个单元。

图3中：频率电压转换电路包括：光纤接收器PHR1、电压频率转换电路U3、电阻R13-R19、电容C4-C6、可调电阻RP4。光纤接收器PHR1，接受来自光纤C1-C6的光信号，并将光信号变换为电流信号，电流信号经过电阻R19转换为电压信号，该电压信号实际上是频率不同的方波，为反映频率的电信号，也称频率信号。频率信号经过由电压频率转换专用集成电路U3、电容器C4～C6、电阻R13～R19和可调电阻RP4组成的频率电压变换电路，转换成幅值和输入频率信号成正比的模拟电压信号，该电压信号从电压频率转换专用集成电路U3的1脚输出，送到下一个单元，即单片机CPU的模拟量输入口ACHi，实际上该单元Di单元和下一个单元E1单元是作在一起的，仅仅是为了叙述方便才分开的。

在图4中：单片机监视系统包括：单片机U4、译码器U5、地址锁存器U6、程序存储器U7、晶振CR1、电容C7-C9、电阻R20，数据总线D0-D7、控制总线E、WR、地址总线A0-A2。单片机CPU的模拟量输入口读取来自ACH0～ACH5的电压，根据电压大小，即可算出每一个触点的温度。ACH6用来进行报警给定值的设定。单片机监视系统E1单元将检测结果送到下一个数码显示电路F1单元，进行温度的数值显示。单片机监视系统E1单元和数码显示电路F1单元的连接，通过图4或图5右侧的数据总线D0～D7、控制总线E、WR及地址线A0～A2。

在图6中：整个系统的检测结果，可以采用数码管或液晶进行显示。图6采用5位数码管的简单显示电路包括：译码器U14、数据锁存器U15-U19、反相器U20、电阻R27-R67、数码管H1-H5。附图6为，其中，前两位显示触点编号，后三位显示对应的触点温度。

图5为本实用新型的第二个实施例：多个独立的触点温度检测电路包括：单片机U8、程序存储器U9、地址译码器U10、地址锁存器U11、与非门U12-U14、电阻R21-R27、电容C11-C20、光纤接收器PHR2-PHR7。省去附图1中的D1-D6频率电压变换电路，不进行附图3所示的频率到电压转换，直接将来自光纤C的数字量输入单片机CPU的计数器，通过CPU计数器来计算触点的温度值。因为温度的变化比较缓慢，为简单起见，用逻辑电路，通过P口周期性的屏蔽其他五路频率输入，读入一路频率量，因频率和温度成正比，可以逐次计算出每一个触点的温度。当单片机U8的P2.7、P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4分别取1、0、0、0、0、0时，只有反映第一个触点、母线/电缆接头温度的频率量送入单片机U8的44脚，该脚为单片机CPU内部计数器的输入脚，计算机可以检测和计算第一个触点、母线/电缆接头的温度值，然后再取P2.7、P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4的值为0、1、0、0、0、0，则可以输入和计算第2个触点、母线/电缆接头的温度值，依次类推，可以输入和计算出所有的检测温度值。

整个系统的工作过程是，上电后，单片计算机和其他电路从复位状态开始，温度传感器将温度转换为电信号，电信号经过压控振荡器转换为频率信号，再经过光纤将频率信号传输到频率电压转换单元，进一步转换为幅值和温度成比例的电压信号，该电压信号经模拟量输入口送入单片机监视系统，经过单片机的计算，送入显示单元进行数值显示，并进行过热判断和发送本地和远程故障报警信号。

Claims (10)

1、高压开关触头/母线温度检测系统，其特征在于：包括多个独立的触点温度检测电路和与其相连的一套单片机监视系统。

2、根据权利要求1所述的高压开关触头/母线温度检测系统，其特征在于：多个独立的触点温度检测电路包括：隔离电源Ai、触点温度检测与电压频率变换电路Bi、隔离电源Ai与触点温度检测与电压频率变换电路Bi个数相等，单片机监视系统包括单片机E1和数码显示电路F1，触点温度检测与电压频率变换电路Bi的输出端通过对应的光纤Ci与单片机E1和数码显示电路F1连接(其中：i＝1、2、3…)。

3、根据权利要求1、2所述的高压开关触头/母线温度检测系统，其特征在于：光纤Ci与单片机E1间还可设置与光纤Ci相对应的一个以上的频率电压变换电路Di。

4、根据权利要求3所述的高压开关触头/母线温度检测系统，其特征在于：隔离电源Ai、触点温度检测与电压频率变换电路Bi、与其相连的的光纤Ci及频率电压变换电路Di的个数与其触头、母线/电缆接头相对应。

5、根据权利要求3所述的高压开关触头/母线温度检测系统，其特征在于：隔离电源Ai是线性电源或开关电源。

6、根据权利要求3所述的高压开关触头/母线温度检测系统，其特征在于：触点温度检测与电压频率变换电路Bi包括：压控振荡器U1、运算放大器U2、电阻R1-R12、电容C1-C3、可调电阻RP1-RP3、温度传感器IT、光纤发射器PHS1、三极管VT1。

7、根据权利要求3所述的高压开关触头/母线温度检测系统，其特征在于：频率电压转换电路Di包括：光纤接收器PHR1、电压频率转换电路U3、电阻R13-R19、电容C4-C6、可调电阻RP4。

8、根据权利要求3所述的高压开关触头/母线温度检测系统，其特征在于：单片机监视系统包括：单片机U4、译码器U5、地址锁存器U6、程序存储器U7、晶振CR1、电容C7-C9、电阻R20，数据总线D0-D7、控制总线E、WR、地址总线A0-A2。

9、根据权利要求3所述的高压开关触头/母线温度检测监视系统，其特征在于：数码显示电路F1包括：译码器U14、数据锁存器U15-U19、反相器U20、电阻R27-R67、数码管H1-H5。

10、根据权利要求1、2所述的高压开关触头/母线温度检测系统，其特征在于：多个独立的触点温度检测电路包括：单片机U8、程序存储器U9、地址译码器U10、地址锁存器U11、与非门U12-U14、电阻R21-R27、电容C11-C20、光纤接收器PHR2-PHR7。

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