一種高壓斷路器振動及機械特性在線監測系統的製作方法
2024-02-12 09:42:15
專利名稱：一種高壓斷路器振動及機械特性在線監測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高壓斷路器的在線監測領域，具體是一種高壓斷路器振動及機械特性在線監測系統。
背景技術：
目前高壓斷路器機械特性監測對動作行程和分合閘線圈電流、儲能電機的在線監測比較多，對斷路器動作時產生的振動進行在線監測和分析的系統還比較少。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種高壓斷路器振動及機械特性在線監測系統。 本實用新型解決上述技術問題採用如下技術方案一種高壓斷路器振動及機械特性在線監測系統由IED主機、主迴路電流互感器模組、分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組、旋轉光電編碼器、帶磁力座的振動加速度傳感器組成；所述IED主機設有I、II、III、IV接口，其中I接口與主迴路電流互感器模組連接；II接口與帶磁力座的振動加速度傳感器連接；接口III與旋轉光電編碼器連接；接口IV與分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組連接。上述IED主機。IED主機的主要功能是將分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組和帶磁力座的振動加速度傳感器輸出的電壓信號進行放大濾波等信號調理後變成數位訊號；將旋轉光電編碼器輸出的脈衝信號進行解碼後變成角度信號；通過485通訊接口與主迴路電流互感器模組進行通訊；對採集到的波形數據進行分析處理，計算三相不同期、電壽命參數等斷路器參數。上述主迴路電流互感器模組。主迴路電流互感器模組上有三個穿心的電流互感器，電源變換電路、互感器輸出電壓信號調理電路等。主迴路CT輸出電纜以穿心方式穿過三個電路互感器，電流互感器將電纜中流過電流變成電壓信號，再經過電路板上的信號調理電路進行放大濾波後輸出的一個差分的電壓信號通過信號電纜連接到IED主機的接線端子上，由IED主機進行模數變換和數據分析處理。上述分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組。分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組上有三個穿心的電流互感器，電源變換電路、互感器輸出電壓信號調理電路等。三個電流互感器為閘線圈電流測量互感器、合閘線圈電流測量互感器、儲能電機電流測量互感器。分閘線圈、合閘線圈、儲能電機電源分別以穿心方式穿過三個電路互感器，電流互感器將電纜中流過電流變成電壓信號，再經過電路板上的信號調理電路進行放大濾波後輸出的一個差分的電壓信號通過信號電纜連接到IED主機的接線端子上，由IED主機進行模數變換和數據分析處理。上述旋轉光電編碼器。旋轉光電編碼器用於測量斷路器觸頭的動作行程。上述旋轉光電編碼器與斷路器連杆的旋轉部分同軸連接。當連杆動作後旋轉部分旋轉一定角度，帶動旋轉編碼器旋轉同樣的角度。[0011]旋轉光電編碼器輸出脈衝信號通過信號電纜送到IED主機的接線端子上，IED主機對接收到的脈衝信號進行解碼和變換後後變成旋轉角度，再根據斷路器的機械參數變換成觸頭的行程。上述帶磁力座的振動加速度傳感器。帶磁力座的振動加速度傳感器用與測量斷路器的振動波形。上述帶磁力座的振動加速度傳感器的原理是利用了其內部的由於加速度造成的壓電晶體變形這個特性。由於這個變形會產生電壓，計算出產生電壓和所施加的加速度之間的關係，並且將加速度轉化成電壓輸出。帶磁力座的振動加速傳感器採用24V、5mA恆流源供電。傳感器內置信號調理電路將電荷放大變成電壓信號。輸出的信號通過同軸電纜送給IED主機的接線端子，IED主機上的振動信號調理電路對信號進行放大濾波和模數轉換後變成數位訊號。
帶磁力座的振動加速度傳感器通過磁力座吸附到高壓斷路器的機構箱上面。本實用新型的優點I、本實用新型IED主機可以接三個振動加速度傳感器，用於分別測量高壓斷路器三相的振動波形。2、加速度傳感器通過磁力座吸附到機構箱表面，安裝方便。3、對振動波形進行小波分析，提取特徵波形，機構動作時間點。提取分合閘電磁鐵、儲能機構、脫口機構、連杆機構等內部機構動作的振動波形和時間。計算振動波形計算包絡線。計算振動波形進行頻譜分析。4、同時監測分合閘線圈電流波形、儲能電機電流波形、行程曲線。計算三相不同期，剛分速度、剛合速度、觸頭開距、彈跳次數、彈跳時間等參數。
圖I是本實用新型一種高壓斷路器振動及機械特性在線監測系統結構示意圖。圖中，IED主機I、主迴路電流互感器模組2、分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3、旋轉光電編碼器4、帶磁力座的振動加速度傳感器5。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。本實用新型結構如圖I所示，一種高壓斷路器振動及機械特性在線監測系統由IED主機I、主迴路電流互感器模組2、分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3、旋轉光電編碼器4、帶磁力座的振動加速度傳感器5組成；所述IED主機I設有I、II、III、IV接口，其中I接口與主迴路電流互感器模組2連接；II接口與帶磁力座的振動加速度傳感器5連接；接口III與旋轉光電編碼器4連接；接口IV與分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3連接。上述IED主機I。IED主機I的主要功能是將分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3和帶磁力座的振動加速度傳感器5輸出的電壓信號進行放大濾波等信號調理後變成數位訊號；將旋轉光電編碼器4輸出的脈衝信號進行解碼後變成角度信號；通過485通訊接口與主迴路電流互感器模組2進行通訊；對採集到的波形數據進行分析處理，計算三相不同期、電壽命參數等斷路器參數。上述主迴路電流互感器模組2。主迴路電流互感器模組2上有三個穿心的電流互感器，電源變換電路、互感器輸出電壓信號調理電路等。主迴路CT輸出電纜以穿心方式穿過三個電路互感器，電流互感器將電纜中流過電流變成電壓信號，再經過電路板上的信號調理電路進行放大濾波後輸出的一個差分的電壓信號通過信號電纜連接到IED主機I的接線端子上，由IED主機I進行模數變換和數據分析處理。上述分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3。分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3上有三個穿心的電流互感器，電源變換電路、互感器輸出電壓信號調理電路等。三個電流互感器為閘線圈電流測量互感器、合閘線圈電流測量互感器、儲能電機電流測量互感器。分閘線圈、合閘線圈、儲能電機電源分別以穿心方式穿過三個電路互感器，電流互感器將電纜中流過電流變成電壓信號，再經過電路板上的信號調理電路進行放大濾波後輸出的一個差分的電壓信號通過信號電纜連接到IED主機I的接線端子上，由IED主機I進行模數變換和數據分析處理。上述旋轉光電編碼器4。旋轉光電編碼器4用於測量斷路器觸頭的動作行程。上述旋轉光電編碼器4與斷路器連杆的旋轉部分同軸連接。當連杆動作後旋轉部分旋轉一定角度，帶動旋轉編碼器旋轉同樣的角度。旋轉光電編碼器4輸出脈衝信號通過信號電纜送到IED主機I的接線端子上，IED主機I對接收到的脈衝信號進行解碼和變換後後變成旋轉角度，再根據斷路器的機械參數變換成觸頭的行程。上述帶磁力座的振動加速度傳感器5。帶磁力座的振動加速度傳感器5用與測量斷路器的振動波形。上述帶磁力座的振動加速度傳感器5的原理是利用了其內部的由於加速度造成的壓電晶體變形這個特性。由於這個變形會產生電壓，計算出產生電壓和所施加的加速度之間的關係，並且將加速度轉化成電壓輸出。帶磁力座的振動加速傳感器5採用24V、5mA恆流源供電。傳感器內置信號調理電路將電荷放大變成電壓信號。輸出的信號通過同軸電纜送給IED主機I的接線端子，IED主機I上的振動信號調理電路對信號進行放大濾波和模數轉換後變成數位訊號。帶磁力座的振動加速度傳感器5通過磁力座吸附到高壓斷路器的機構箱上面。本實用新型的最佳使用步驟如下斷路器發生分合閘動作時。分合閘線圈產生電流，分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3將電流變成電壓信號後被IED主機I採集並且變成數位訊號並保存到波形數據區中保存。分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3採集的儲能電機電流波形和主迴路電流互感器模組2採集的主迴路電流波形也被變換成電壓信號後被IED主機I同步採集，並且變換成數位訊號送到波形數據區中保存。光電編碼器4輸出的脈衝信號被IED主機I同步採集保存到數據區中。加速度傳感器5輸出的電壓信號經過IED主機I放大濾波和模數變換後變成數位訊號同步保存到數據區中。IED主機I從數據區中取出原始振動波形信號進行小波計算、特徵波形提取、機構動作時間點提取、振動波形包絡線等。
權利要求1.一種高壓斷路器振動及機械特性在線監測系統，其特徵在於由IED主機、主迴路電流互感器模組、分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組、旋轉光電編碼器、帶磁力座的振動加速度傳感器組成；所述IED主機設有I、II、III、IV接口，其中I接口與主迴路電流互感器模組連接；II接口與帶磁力座的振動加速度傳感器連接；接口III與旋轉光電編碼器連接；接口 IV與分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組連接。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓斷路器振動及機械特性在線監測系統。系統由IED主機、主迴路電流互感器模組、分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組、旋轉光電編碼器、帶磁力座的振動加速度傳感器組成。所述IED主機設有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ接口，其中Ⅰ接口與主迴路電流互感器模組連接；Ⅱ接口與帶磁力座的振動加速度傳感器連接；接口Ⅲ與旋轉光電編碼器連接；接口Ⅳ與分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組連接。本實用新型的優點1、本實用新型IED主機可以接三個振動加速度傳感器，用於分別測量高壓斷路器三相的振動波形。2、加速度傳感器通過磁力座吸附到機構箱表面，安裝方便。3、通過IEC61805協議與監測中心進行通訊，監測中心可以實時看到到斷路器的振動等機械特性的波形。
文檔編號G01R31/327GK202631704SQ20122032132
公開日2012年12月26日 申請日期2012年7月4日 優先權日2012年7月4日
發明者鄧雨榮, 郭麗娟, 張煒, 呂澤承, 許任陽 申請人:廣西電網公司電力科學研究院, 珠海潤科電力設備有限公司