一种变电站的触头组件状态监测系统及方法与流程

本发明属于电力系统监测，尤其涉及一种变电站的触头组件状态监测系统及方法。

背景技术：

1、气体绝缘变电站，英文为gas insulated substation，简称gis，是将断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、母线等设备元件封装在金属壳体内，并充一定压力的sf6气体作为绝缘。由于其结构特点，封闭的主导体由于长度较长或结构布置原因，会存在多处触头连接，因此，其触头接触的好坏直接影响着设备的安全运行。虽然，现有技术中已经有对触头状态进行监测的设备，但是这些设备不便于工作人员对触头状态信息的监测。

2、因此，一种能够便于工作人员对触头状态信息分析的监测系统亟待研究。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本发明提供一种变电站的触头组件状态监测系统及方法，以便于工作人员对变电站的触头组件的状态信息的监测。

3、第一方面，本发明实施例的一种变电站的触头组件状态监测系统，触头组件包括动触头和静触头，静触头包括触头座和套设在触头座上的梅花触指；变电站的触头组件状态监测系统包括：

4、环形弹性件，套设在梅花触指的外周壁上；

5、应力传感器，与环形弹性件连接，用于监测环形弹性件沿其周向所受的应力并生成相应的应力信号；

6、监测模块，与应力传感器连接，用于根据第一阈值和第二阈值分别与应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到触头组件的分合闸状态信息，以将状态信息进行显示；第一阈值为动触头未插入梅花触指前的环形弹性件沿其周向所受的应力值；第二阈值为触头组件处于合闸状态下的环形弹性件沿其周向所受的应力值。

7、可选地，监测模块包括：

8、第一分析单元，用于若应力信号对应的应力值等于第一阈值，则将状态信息确定为动触头未插入状态信息；

9、第二分析单元，用于若应力信号对应的应力值在第一阈值和第二阈值之间，则将状态信息确定为动触头未合闸状态信息；

10、第三分析单元，用于若应力信号对应的应力值等于第二阈值，则将状态信息确定为动触头合闸状态信息；

11、第四分析单元，用于若应力信号对应的应力值大于第二阈值，则将状态信息确定为动触头对中不良状态信息。

12、可选地，监测模块还包括：

13、第一阈值计算单元，用于根据环形弹性件在动触头未插入到梅花触指前对应的直径、以及环形弹性件沿其周向方向的刚度系数，得到动触头未插入梅花触指前的环形弹性件沿其周向所受的应力值；

14、第二阈值计算单元，用于根据动触头的外直径、梅花触指的宽度、以及环形弹性件沿其周向方向的刚度系数，得到触头组件处于合闸状态下的环形弹性件沿其周向所受的应力值。

15、可选地，系统还包括屏蔽罩，屏蔽罩的底部与触头座连接，且屏蔽罩与触头座形成安置腔，梅花触指位于安置腔内，屏蔽罩用于将静触头与屏蔽罩外侧的电场进行屏蔽。

16、可选地，系统还包括中继器，中继器与应力传感器无线连接，用于接收应力传感器发送的应力信号，并将应力信号放大后发送给监测模块。

17、可选地，应力传感器包括：

18、应变片，应变片的第一端和第二端均与环形弹性件连接；

19、储能稳压模块，储能稳压模块的正极与应变片的第一端电连接，储能稳压模块的负极与应变片的第二端电连接；

20、电流传感器，连接在应变片和储能稳压模块所形成的第一闭合回路上，电流传感器用于监测第一闭合回路的电流并生成相应的电流信号；

21、数据处理模块，与电流传感器电连接，用于将电流传感器发送的电流信号进行处理得到环形弹性件对应的应力信号，并将应力信号发送给监测模块。

22、可选地，数据处理模块包括：

23、信号转换单元，与电流传感器电连接，用于将电流传感器发送的电流信号转换成数字信号；

24、数据处理单元，与信号转换单元电连接，用于对数字信号进行计算得到环形弹性件对应的应力信号；

25、信号放大单元，与数据处理单元电连接，用于将应力信号进行放大；

26、信号发射模块，与信号放大单元电连接，用于将经信号放大单元放大后的应力信号发送给监测模块。

27、第二方面，本发明实施例的一种变电站的触头组件状态监测方法，应用于第一方面或其各实现方式中的变电站的触头组件状态监测系统；变电站的触头组件状态监测方法包括：

28、应力传感器对环形弹性件沿其周向所受的应力进行监测并生成相应的应力信号；

29、监测模块根据第一阈值和第二阈值分别与应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到触头组件分合闸的状态信息，以将状态信息进行显示；第一阈值为动触头未插入梅花触指前的环形弹性件沿其周向所受的应力值；第二阈值为触头组件处于合闸状态下的环形弹性件沿其周向所受的应力值。

30、可选地，监测模块根据第一阈值和第二阈值分别与应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到触头组件分合闸的状态信息，以将状态信息进行显示，包括：

31、若应力信号对应的应力值等于第一阈值，则第一分析单元将状态信息确定为动触头未插入状态信息；

32、若应力信号对应的应力值在第一阈值和第二阈值之间，则第二分析单元将状态信息确定为动触头未合闸状态信息；

33、若应力信号对应的应力值等于第二阈值，则第三分析单元将状态信息确定为动触头合闸状态信息；

34、若应力信号对应的应力值大于第二阈值，则第四分析单元将状态信息确定为动触头对中不良状态信息。

35、可选地，监测模块根据第一阈值和第二阈值分别与应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到触头组件分合闸的状态信息，以将状态信息进行显示，还包括：

36、第一阈值计算单元根据环形弹性件在动触头未插入到梅花触指前对应的直径、以及环形弹性件沿其周向方向的刚度系数，得到动触头未插入梅花触指前的环形弹性件沿其周向所受的应力值；

37、第二阈值计算单元根据动触头的外直径、梅花触指的宽度、以及环形弹性件沿其周向方向的刚度系数，得到触头组件处于合闸状态下的环形弹性件沿其周向所受的应力值。

38、上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果：

39、对于本发明实施例的一种变电站的触头组件状态监测系统，通过将环形弹性件套设在梅花触指的外周壁上，再通过应力传感器对该环形弹性件沿其周向所受的应力进行监测，最后，监测模块通过接收应力传感器发送的应力信号，根据应力传感器发送的应力信号所对应的应力值和第一阈值、第二阈值的分别对比，得到触头组件分合闸的状态信息，以将状态信息进行显示，使工作人员根据显示模型的显示内容获得该触头组件的状态信息，以便于工作人员对触头组件分合闸的状态信息的监测。

40、本发明所提供的变电站的触头组件状态监测方法可基于上文描述的变电站的触头组件状态监测系统来实现，由于上文描述的变电站的触头组件状态监测系统具有上述技术效果，则基于该变电站的触头组件状态监测系统来实现的控制方法也应具有相应的技术效果。