中高压开关设备在线监测系统设计

发布时间：2020-04-05 21:28

【摘要】：中高压开关设备是回路接通和断开、切断和隔离故障的重要控制设备。通过在线监测高压开关设备的运作状态,为中高压开关设备维修提供依据,进而实现“计划检修”到“状态检修”的转变。高压断路器是中高压开关设备的重要组成部分,在电网中具有保护和控制的作用。本次主要选取高压断路器为研究对象,设计高压断路器在线监测系统。首先阐述断高压路器结构及其工作原理,根据故障统计以及监测经验确定本次在线监测的主要内容:使用霍尔电流传感器监测分合闸线圈的电流,对正常或者故障的电流波形进行分析;使用直线位移传感器监测触头行程,分析分合闸速度、触头位移量等;使用压力传感器采集合闸时触头接触产生的压力,监测触头超行程压力;开合式霍尔电流传感器采集电流互感器(CT)二次侧电流信号监测开断电流,预测电触头寿命。分析不同触头电寿命计算公式,使用相对触头电寿命预测方法,预测触头的剩余使用寿命。其次在完成监测系统整体设计后,还需从硬件和软件两方面搭建在线监测系统。硬件方面包括传感器的选取,信号调理模块、AD采集模块、控制器模块、电源模块的设计。软件上移植使用嵌入式实时操作系统μCOS-II,分层分模块管理系统软件。使用MCGS组态软件脚本程序编写人机交互界面,构建易于接触的图形界面,将断路器状态实时显示并对超出阈值的参数进行报警。传感器输出信号先经过相应的调理电路隔离、放大、滤波后,使用AD采集模块采集模拟量,STM32控制器模块完成数据的读取与处理,并将处理结果反馈至人机交互界面,而电源模块则为整个系统供电。最后测试在线监测系统的功能,完成电源模块测试与调理电路模块测试后进行整体功能测试,测试结果与预期设计基本相同,实现高压断路器在线监测的功能。
【图文】：

波形图,分合闸,线圈电流,波形图

中的统计以及国内外在线监测的经验，确定高压断闸次数；（2）与分合闸线圈有关：线圈通路、线4）断路器的触头行程；（5）断路器动触头速度；（8）绝缘状态；（9）SF6 气体密度；（10）断路器真断路器分合闸次数、分合闸线圈电流、触头行程、系统分析计算后得出断路器运行状态，实现断路流监测流监测目的流波形中含有很多信息，通过分析分合闸线圈持续甄别分合闸电磁铁控制锁工作是否正常。通过电流程异常，铁心卡涩，线圈出现匝间短路等[28]。典型

曲线,时间特性,曲线,机械特性参数

图 2-5 合闸行程-时间特性曲线Fig. 2-5 closing stroke - time characteristic curve行程信号以及对应的时间点计算获得机械特性参数的机械特性参数。通过参数与正常范围进行比较，，行程相关的机械特性参数为：闸）：触头从静止到接触的距离。闸）：触头从刚分离到静止状态的距离。：合闸过程中间 80%的触头运动速度。：合闸过程中速度最大的速度。：分闸过程中间 80%的速度。：分闸过程中触头的最大速度。传感器的拉杆初始值与稳态以后的差值就是触头行前稳态值，分闸行程的判断与其相仿。对于超行程是的位移量，是通过记录压力传感器存在压力时间点
【学位授予单位】：大连工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM643

【参考文献】