高壓斷路器機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研究
當(dāng)斷路器出現(xiàn)機(jī)構(gòu)卡澀,部件變形、位移或損壞,分合閘鐵心松動、卡澀,軸銷松斷,脫扣失靈,電氣控制及輔助回路二次接線接觸不良、端子松動,輔助開關(guān)切換不靈,操作電源故障等問題時,可以通過監(jiān)測機(jī)械參量,判斷斷路器的狀態(tài),發(fā)現(xiàn)拒動、誤動等故障,這些參量主要包括分(合)閘速度、分(合)閘時間、三相分(合)閘同期性、觸頭開距、剛分(合)速度、平均速度、最大速度、觸頭行程、超程、觸頭合閘彈跳時間、觸頭分閘反彈幅值。
為了獲得彈簧操動機(jī)構(gòu)等機(jī)械參量,需要采集相關(guān)的信號,如儲能電機(jī)的電壓和電流、分合閘線圈電壓、三相斷口開關(guān)量、行程信號、分合閘線圈電流等,然后根據(jù)這些信號計算出斷路器各部件的機(jī)械參量,從而實現(xiàn)對斷路器機(jī)械狀態(tài)和故障的判斷。
根據(jù)功能要求,新型在線檢測儀采用混合信號SOC處理器“C8051F000”,其主要特點是采用8051內(nèi)核和流水線指令結(jié)構(gòu),自帶看門狗和多種通訊接口,含有ISP閃速程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器,8通道復(fù)用的12位ADC,兩個12位的651DAC,兩個比較器采用3.3V供電電壓,芯片管腳可以由開發(fā)者靈活定義,采用JTAG接口實現(xiàn)程序的下載和系統(tǒng)調(diào)試,可實現(xiàn)現(xiàn)場程序的修改、更換和調(diào)試,非常靈活。另外,C8051F000處理器ADC可編程的最大采集速率為100k/s。主控板的存儲器采用容量為1M的非易失靜態(tài)RAM,在最大采集速率時可一次記錄5s的數(shù)據(jù)。C8051 F000芯片本身附帶串行通訊功能,加上一塊RS485通訊芯片就能解決與上位機(jī)的通訊問題。
2.2 軟件實現(xiàn)
本系統(tǒng)上位機(jī)軟件主要包括數(shù)據(jù)采集、存儲、控制和趨勢等功能,軟件結(jié)構(gòu)見圖3。本文引用地址:http://www.j9360.com/article/160132.htm
系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集過程中,由上位機(jī)軟件控制查詢通道,實現(xiàn)通訊過程的控制,在線監(jiān)測儀本地軟件負(fù)責(zé)控制現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集,將所采集的數(shù)據(jù)通過RS485上傳給上位機(jī)。上位機(jī)將采集數(shù)據(jù)保存成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式,上位機(jī)軟件可對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計算,也可為工程師等人員提供數(shù)據(jù)查詢服務(wù)。根據(jù)這些檢測到的歷史數(shù)據(jù),可獲得高壓斷路器的機(jī)械參數(shù),從而可分析得到斷路器的機(jī)械狀態(tài),根據(jù)斷路器的狀態(tài),可預(yù)測和判斷故障,為檢修提供合理化意見。
3 系統(tǒng)試驗
本系統(tǒng)目前已經(jīng)在電力系統(tǒng)高壓斷路器上進(jìn)行機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測、故障分析試驗。
試驗方案如下:監(jiān)測ZN28-12/1250型高壓真空斷路器,設(shè)置10kHz采樣頻率,數(shù)模輸出口經(jīng)光耦隔離驅(qū)動晶閘管控制斷路器的動作。
試驗發(fā)現(xiàn),監(jiān)測系統(tǒng)能解決目前大多數(shù)系統(tǒng)存在的問題,能夠?qū)Ω邏簲嗦菲鞯目刂齐娫础⑷鄶嗫陂_關(guān)量、開關(guān)行程一時間特性、脫扣電磁鐵的線圈回路電流和電壓、儲能電動機(jī)的電流和電壓進(jìn)行可靠的監(jiān)測,精度和性價比高,抗干擾能力強(qiáng),完全符合實際工程需求。由于采用RS485通信方式,能滿足實時性要求高等的場所。
4 結(jié)束語
本文所涉及的高壓斷路器機(jī)械狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)可實時監(jiān)測斷路器的各機(jī)械參數(shù),實時掌握斷路器運行過程中的機(jī)械狀態(tài),分析診斷和處理機(jī)械故障。另外,由于該系統(tǒng)采用軟硬件結(jié)合方式,試驗數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫中,能為下一步的專家系統(tǒng)提供基礎(chǔ)性分析數(shù)據(jù),可以為電力企業(yè)實現(xiàn)狀態(tài)檢修工作奠定基礎(chǔ)。
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