一種隔離開關直流電阻在線監測裝置及檢測方法與流程
2023-11-11 03:10:37 2
本發明涉及電力系統在線監測技術領域，尤其涉及一種隔離開關直流電阻在線監測裝置及檢測方法。
背景技術：
隔離開關，一種電氣裝置，在分位置時，觸頭有符合規定的絕緣距離和明顯的斷開點，在合位置時，能承載正常迴路條件下的電流及在規定時間內的異常條件(例如短路)下電流的開關設備。
隔離開關在工作過程中觸頭和觸頭(或觸指)之間有接觸電阻，隔離開關在運行過程中經過多次分合可能使觸頭的接觸電阻增大，接觸電阻增大使觸頭髮熱，嚴重情況下會燒壞觸頭，造成停電事故。目前，為預防隔離開關觸頭髮熱有三種方法：人工觀察觸頭的顏色、定期進行迴路電阻的測量和採用紅外線測溫的方法。這三種方法都需要工人到變電站現場去巡視，工作量大、工作效率不高且不能及時發現問題。
技術實現要素：
本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種隔離開關直流電阻在線監測裝置及檢測方法，能夠及時了解隔離開關所處的狀態，把隔離開關的發熱問題消滅在萌芽之中。
為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案：
一種隔離開關直流電阻在線監測裝置，包括並聯的第一支路和第二支路，第一支路上依次串聯有限流電阻、第一耦合電容、高頻電源、第二耦合電容、精密電阻及第一耦合電感，其中所述精密電阻與測量精密電阻兩端電壓的第一電壓測量模塊連接；
第二支路上依次串聯有第三耦合電容、第四耦合電容及第二耦合電感，同時第三耦合電容和第四耦合電容之間引出接線連接第二電壓測量模塊；
所述第一電壓測量模塊和第二電壓測量模塊都與控制器連接，所述控制器與顯示模塊、電源上電顯示模塊、通訊模塊和存儲模塊連接。
所述第一電壓測量模塊包括運算放大器U3，所述運算放大器U3的正輸入端接模擬地，負輸入端接精密電阻，負輸入端與輸出端之間並聯有電容R1和電容C1，輸出端連接電容C4後接模擬地，同時輸出端串聯電容C2和電容C3後連接運算放大器U2的正輸入端；
電容C2和電容C3的公共端與運算放大器U2的輸出端之間串聯有電阻R2，同時電容C2和電容C3的公共端與模擬地之間串聯有電阻R5，所述運算放大器U2的負輸入端與模擬地之間連接有電阻R6，運算放大器U2的負輸入端與運算放大器U2的輸出端之間串聯有電阻R7；
運算放大器U2的輸出端串聯電阻R4後連接運算放大器U1的正輸入端，所述運算放大器U1的負輸入端與運算放大器U1的輸出端連接後連接到所述控制器的輸入端。
所述第二電壓測量模塊包括運算放大器U6，所述運算放大器U6的正輸入端接模擬地，負輸入端接到所述第三耦合電容和第四耦合電容之間，負輸入端與輸出端之間並聯有電容R8和電容C5，輸出端連接電容C8後接模擬地，同時輸出端串聯電容C6和電容C7後連接運算放大器U5的正輸入端；
電容C6和電容C7的公共端與運算放大器U5的輸出端之間串聯有電阻R9，同時電容C6和電容C7的公共端與模擬地之間串聯有電阻R12，所述運算放大器U5的負輸入端與模擬地之間連接有電阻R13，運算放大器U5的負輸入端與運算放大器U5的輸出端之間串聯有電阻R14；
運算放大器U5的輸出端串聯電阻R11後連接運算放大器U4的正輸入端，所述運算放大器U4的負輸入端與運算放大器U4的輸出端連接後連接到所述控制器的輸入端。
所述存儲模塊包括電可擦可編程只讀存儲器晶片，所述電可擦可編程只讀存儲器晶片的時鐘端與晶振連接，串行時鐘引腳和串行數據引腳分別連接電阻R19和R20後接3.3V電源，同時所述串行時鐘引腳和串行數據引腳與所述控制器連接；同時電可擦可編程只讀存儲器晶片的備份電源輸入腳連接二極體D1後接3.3V電源。
所述電源上電顯示模塊包括發光二極體D5，所述發光二極體D5的負極接地，正極接電阻R17的一端和反相器U9A的輸入端，電阻R17的另一端接電源，反相器U9A的輸出端與電源之間接電阻R15和發光二極體D3，所述電源還連接電阻R16和發光二極體D4後接反相器U9B的輸出端；所述反相器U9A的輸入端和反相器U9B的輸入端都與所述控制器的引腳連接。
所述顯示模塊採用液晶顯示器。
採用所述一種隔離開關直流電阻在線監測裝置的檢測方法，包括：將第一支路和第二支路並聯後與被測隔離開關串聯起來，通過第一電壓測量模塊測得測量精密電阻兩端電壓V1，由第二電壓測量模塊測得隔離開關兩側的電壓V2；
第一電壓測量模塊和第二電壓測量模塊將測量的結果送給控制器，所述控制器根據公式：V1/V2＝R1』/R2』計算得到隔離開關的直流電阻R2』，其中R1』為精密電阻的電阻；
所述控制器將計算得到的隔離開關的直流電阻通過顯示模塊進行顯示並通過通訊模塊將採集的電阻值發送給外部需要數據的終端。
本發明的有益效果：
通過本發明提供的裝置可以實時檢測到隔離開關的直流電阻，能夠及時了解隔離開關所處的狀態，把隔離開關的發熱問題消滅在萌芽之中，減少的專門的巡視人員去變電站紅外測溫。
附圖說明
圖1為本發明的原理圖；
圖2為本發明的控制器的電路圖；
圖3為第一電壓測量模塊的電路圖；
圖4為第二電壓測量模塊的電路圖；
圖5為電源上電顯示模塊的電路圖；
圖6為存儲模塊的電路圖；
圖7為顯示模塊的電路圖。
其中，1-隔離開關。
具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。
如圖1所示，一種隔離開關直流電阻在線監測裝置，包括並聯的第一支路和第二支路，第一支路上依次串聯有限流電阻RR1、第一耦合電容CC1、高頻電源、第二耦合電容CC3、精密電阻RR2及第一耦合電感LL1，其中所述精密電阻RR2與測量精密電阻兩端電壓的第一電壓測量模塊V1連接；
第二支路上依次串聯有第三耦合電容CC2、第四耦合電容CC4及第二耦合電感LL2，同時第三耦合電容CC2和第四耦合電容CC4之間引出接線連接第二電壓測量模塊V2；
所述第一電壓測量模塊和第二電壓測量模塊都與控制器連接，所述控制器與顯示模塊、電源上電顯示模塊、通訊模塊和存儲模塊連接。
第一耦合電容CC1起隔離作用，第二耦合電容CC3和第一耦合電感LL1共同組成耦合濾波器，它的作用是能通過1MkHz的高頻電流而阻斷50Hz的工頻電流，防止工頻的高壓進入測量迴路。兩側各有一套起濾波的結構是為了防止隔離開關處於分閘位置時一個耦合電容被擊穿時整個迴路導通，從而隔離開關被短路，使得隔離開關失去關斷作用；又能在隔離開關斷開時分擔隔離開關兩端的電壓，防止進入控制迴路，燒壞電路板。第三耦合電容CC2、第四耦合電容CC4和第二耦合電感LL2和上面提到CC1、CC3、LL1原理相同。
精密電阻的作用是提供一個參考電阻，通過精密電阻兩端的電壓和隔離開關兩側電壓比來算出隔離開關的電阻。
限流電阻RR1的作用是限制高頻電流，減少功耗，提高設備使用壽命。
限流電阻RR1的電阻值為10Ω，第一耦合電容CC1的電容值為100pF，高頻電源為1MHZ的5V電源；第二耦合電容CC3的電容值為100pF；精密電阻RR2的電阻值為0.1Ω，第一耦合電感LL1的電感值為0.127mH。
第三耦合電容CC2的電容值為100pF；第四耦合電容CC4的電容值為100pF；第二耦合電感L2的電感值為0.127mH。
本實施例中控制器採用TMS 320LF2407控制器，如圖2所示為控制器該控制器的電路圖。
如圖3所示，所述第一電壓測量模塊包括運算放大器U3，所述運算放大器U3的正輸入端接模擬地，負輸入端接精密電阻，負輸入端與輸出端之間並聯有電容R1和電容C1，輸出端連接電容C4後接模擬地，同時輸出端串聯電容C2和電容C3後連接運算放大器U2的正輸入端；
電容C2和電容C3的公共端與運算放大器U2的輸出端之間串聯有電阻R2，同時電容C2和電容C3的公共端與模擬地之間串聯有電阻R5，所述運算放大器U2的負輸入端與模擬地之間連接有電阻R6，運算放大器U2的負輸入端與運算放大器U2的輸出端之間串聯有電阻R7；
運算放大器U2的輸出端串聯電阻R4後連接運算放大器U1的正輸入端，所述運算放大器U1的負輸入端與運算放大器U1的輸出端連接後連接到所述控制器的輸入端。
如圖4所示，所述第二電壓測量模塊包括運算放大器U6，所述運算放大器U6的正輸入端接模擬地，負輸入端接到所述第三耦合電容和第四耦合電容之間，負輸入端與輸出端之間並聯有電容R8和電容C5，輸出端連接電容C8後接模擬地，同時輸出端串聯電容C6和電容C7後連接運算放大器U5的正輸入端；
電容C6和電容C7的公共端與運算放大器U5的輸出端之間串聯有電阻R9，同時電容C6和電容C7的公共端與模擬地之間串聯有電阻R12，所述運算放大器U5的負輸入端與模擬地之間連接有電阻R13，運算放大器U5的負輸入端與運算放大器U5的輸出端之間串聯有電阻R14；
運算放大器U5的輸出端串聯電阻R11後連接運算放大器U4的正輸入端，所述運算放大器U4的負輸入端與運算放大器U4的輸出端連接後連接到所述控制器的輸入端。
如圖6所示，所述存儲模塊包括電可擦可編程只讀存儲器晶片X1226，所述電可擦可編程只讀存儲器晶片的時鐘端X1和X2與晶振連接，串行時鐘引腳SCL和串行數據引腳SDA分別連接電阻R19和R20後接3.3V電源，同時所述串行時鐘引腳SCL和串行數據引腳SDA與所述控制器連接；同時電可擦可編程只讀存儲器晶片的備份電源輸入腳VSACK連接二極體D1後接3.3V電源。
如圖5所示，所述電源上電顯示模塊包括發光二極體D5，所述發光二極體D5的負極接地，正極接電阻R17的一端和反相器U9A的輸入端，電阻R17的另一端接電源，反相器U9A的輸出端與電源之間接電阻R15和發光二極體D3，所述電源還連接電阻R16和發光二極體D4後接反相器U9B的輸出端；所述反相器U9A的輸入端和反相器U9B的輸入端都與所述控制器的引腳連接。
所述顯示模塊採用液晶顯示器，如圖7所示為液晶顯示器的引腳連接圖。
採用所述一種隔離開關直流電阻在線監測裝置的檢測方法，包括：將第一支路和第二支路並聯後與被測隔離開關1串聯起來(如圖1所示)，通過第一電壓測量模塊測得測量精密電阻兩端電壓V1，由第二電壓測量模塊測得隔離開關兩側的電壓V2；
第一電壓測量模塊和第二電壓測量模塊將測量的結果送給控制器，所述控制器根據公式：V1/V2＝R1』/R2』計算得到隔離開關的直流電阻R2』，其中R1』為精密電阻的電阻；
所述控制器將計算得到的隔離開關的直流電阻通過顯示模塊進行顯示。
上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。