一种断路器在线监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于监测设备领域，尤其涉及一种断路器在线监测系统。
【背景技术】
[0002]随着电力系统的容量与能量需求的不断增加，电力设备的安全运行显得越来越重要。高压断路器是电力系统中最重要的开关设备，能够根据电网运行的需要可靠的投入或切除相应的线路或电气设备，在电网中能起到控制和保护作用。当发生故障时能够及时将故障线路或电气设备从电网中快速切除，如果高压断路器不能及时开断线路、消除故障，就会使事故扩大造成严重后果。因此高压断路器工作的可靠程度、性能的好坏是决定电力系统安全运行的重要因素。目前，我国变电站对高压断路器的检修主要是定期检修，但对高压断路器定期检修制度的盲目性大且需要拆卸，常常在拆卸和安装过程中会带来新的问题。因此对高压断路器必须实行在线状态监测，实时监测其运行状态，为设备是否需要状态检修提供依据。一些发达国家对高压断路器的在线状态监测技术已日趋成熟。比如美国德克萨斯电力公司的便携式断路器分析仪、ABB公司开发的SF6断路器状态监测系统、日本东京电力公司和东芝公司联合开发的GIS在线监测系统等。目前我国还没有很成熟的断路器状态监测产品，但一些单位在这方面已做出了有益的探索，如清华大学开发的高压断路器状态监测系统，华中理工大学和湖南省电力局联合研制的高压断路器机械特性在线监测系统等。根据各种资料和文献的报导，目前高压断路器的在线监测技术仍存在如下几个突出问题:在线监测选择的传感器不够精确，诊断精度不高；数据的保存、处理等不系统，缺乏科学的管理，无法根据利用断路器运行的历史对故障做出合理的判断；在线监测装置模块寿命过短，安装维护困难，价格过高而精度不够高。
【发明内容】
[0003]本发明旨在解决上述问题，提供一种断路器在线监测系统。
[0004]一种断路器在线监测系统，其特征在于包括信号调理电路、隔离放大电路、电源模块、应用电路、控制器和控制主机；其中信号调理电路与断路器相连接，外接电流信号；信号调理电路与隔离放大电路相连接；隔离放大电路通过应用电路与控制器相连接；控制器、信号调理电路、隔离放大电路和应用电路均与电源模块相连接；控制主机与控制器相连接。
[0005]本发明所述的一种断路器在线监测系统，其特征在于所述控制器采用STM32微处理器。
[0006]本发明所述的一种断路器在线监测系统，其特征在于所述信号调理电路中采用运算放大器AD822进行信号放大。
[0007]本发明所述的一种断路器在线监测系统，其特征在于所述分离放大电路中采用的为IC100隔离放大器。
[0008]本发明所述的一种断路器在线监测系统，其特征在于所述应用电路采用16位的数据采样系统AD7606。
[0009]本发明所述的一种断路器在线监测系统，能够快速实现对实时数据的采集，能对分合闸线圈的电流信号进行转换、滤波、放大、存储和分析，能够计算分合时间、分合速度、开关行程、分合行程、过冲距离等参数，并能够对高压断路器的动作类型进行基本的判断。实验和实际运行表明该系统具有实时性好、监测数据全面、操作性和抗干扰能力强等优点，具有很大的推广价值。
[0010]说明书附图
图1为系统结构框图。
【具体实施方式】
[0011]—种断路器在线监测系统，其特征在于包括信号调理电路、隔离放大电路、电源模块、应用电路、控制器和控制主机；其中信号调理电路与断路器相连接，外接电流信号；信号调理电路与隔离放大电路相连接；隔离放大电路通过应用电路与控制器相连接；控制器、信号调理电路、隔离放大电路和应用电路均与电源模块相连接；控制主机与控制器相连接。
[0012]本发明所述的一种断路器在线监测系统，所述控制器采用STM32微处理器。所述信号调理电路中采用运算放大器AD822进行信号放大。信号调理电路首先将电流传感器采集到的高压断路器的分合闸电流信号通过电阻R104将此信号转化成相应的电压信号，然后经三端滤波器FP100将此电压信号输入到模拟运算放大器，通过模拟运算放大器AD822将电压信号放大K倍后把信号传输给隔离放大器电路。所述分离放大电路中采用的为IC100隔离放大器。其内部封装元件是IS0124，它是一种新的占空比调制解调技术的精密隔离放大器，采用匹配IpF隔离电容进行输入输出的隔离，并整体嵌入塑料封装内。IClOO的每一个电源引脚都要接一个IyF的电容，电容应尽可能地靠近放大器，其内部频率设定为500kHz，为把DC/DC转换器馈通噪音减至最低，在电源端设计了一个π型过滤器。IS0124放大器传输信号通过一个500kHz占空比调制技术穿过一个隔离电容。对于输入信号低于250kHz的频率，这种系统的工作就像任何一个线性放大器的工作，但是对于频率高于250kHz，其工作的情况与采样放大器相似将采集到的高压断路器分合闸线圈电流信号通过信号调理部分的滤波、转换等作用变成电压信号；其次通过隔离放大电路将此电压信号放大到AD7606端口所需的电压；再通过AD7606将电压信号转换成数字信号并输入到STM32微处理器中，利用STM32的计数器实现编码器的脉冲计数，进而测量出高压开关触头行程；最后STM32将测到的电流数据和行程数据经过处理后通过RS-422接口传给上位机PC，并在监控界面上显示。所述应用电路采用16位的数据采样系统AD7606，AD7606，其内部包括模拟输入位保护、跟踪保持放大器、16位电荷再分配逐次逼近型模数转换器、灵活的数字滤波器、2.5 V基准电压源、基准电压缓冲以及高速串行和并行接口。
【主权项】
1.一种断路器在线监测系统，其特征在于包括信号调理电路、隔离放大电路、电源模块、应用电路、控制器和控制主机；其中信号调理电路与断路器相连接，外接电流信号；信号调理电路与隔离放大电路相连接；隔离放大电路通过应用电路与控制器相连接；控制器、信号调理电路、隔离放大电路和应用电路均与电源模块相连接；控制主机与控制器相连接。2.如权利要求1所述的一种断路器在线监测系统，其特征在于所述控制器采用STM32微处理器。3.如权利要求1所述的一种断路器在线监测系统，其特征在于所述信号调理电路中采用运算放大器AD822进行信号放大。4.如权利要求1所述的一种断路器在线监测系统，其特征在于所述分离放大电路中采用的为IClOO隔离放大器。5.如权利要求1所述的一种断路器在线监测系统，其特征在于所述应用电路采用16位的数据采样系统AD7606。
【专利摘要】一种断路器在线监测系统，属于监测设备领域。其特征在于包括信号调理电路、隔离放大电路、电源模块、应用电路、控制器和控制主机；能够快速实现对实时数据的采集，能对分合闸线圈的电流信号进行转换、滤波、放大、存储和分析，能够计算分合时间、分合速度、开关行程、分合行程、过冲距离等参数，并能够对高压断路器的动作类型进行基本的判断。实验和实际运行表明该系统具有实时性好、监测数据全面、操作性和抗干扰能力强等优点，具有很大的推广价值。
【IPC分类】G01R31/327
【公开号】CN105629160
【申请号】CN201410600008
【发明人】刘秋丽
【申请人】陕西高华知本化工科技有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月31日