高壓斷路器機械狀態(tài)監測系統研究
當斷路器出現機構卡澀,部件變形、位移或損壞,分合閘鐵心松動(dòng)、卡澀,軸銷(xiāo)松斷,脫扣失靈,電氣控制及輔助回路二次接線(xiàn)接觸不良、端子松動(dòng),輔助開(kāi)關(guān)切換不靈,操作電源故障等問(wèn)題時(shí),可以通過(guò)監測機械參量,判斷斷路器的狀態(tài),發(fā)現拒動(dòng)、誤動(dòng)等故障,這些參量主要包括分(合)閘速度、分(合)閘時(shí)間、三相分(合)閘同期性、觸頭開(kāi)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(shí)間、觸頭分閘反彈幅值。
為了獲得彈簧操動(dòng)機構等機械參量,需要采集相關(guān)的信號,如儲能電機的電壓和電流、分合閘線(xiàn)圈電壓、三相斷口開(kāi)關(guān)量、行程信號、分合閘線(xiàn)圈電流等,然后根據這些信號計算出斷路器各部件的機械參量,從而實(shí)現對斷路器機械狀態(tài)和故障的判斷。
根據功能要求,新型在線(xiàn)檢測儀采用混合信號SOC處理器“C8051F000”,其主要特點(diǎn)是采用8051內核和流水線(xiàn)指令結構,自帶看門(mén)狗和多種通訊接口,含有ISP閃速程序存儲器和數據存儲器,8通道復用的12位ADC,兩個(gè)12位的651DAC,兩個(gè)比較器采用3.3V供電電壓,芯片管腳可以由開(kāi)發(fā)者靈活定義,采用JTAG接口實(shí)現程序的下載和系統調試,可實(shí)現現場(chǎng)程序的修改、更換和調試,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(shí)可一次記錄5s的數據。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的通訊問(wèn)題。
2.2 軟件實(shí)現
本系統上位機軟件主要包括數據采集、存儲、控制和趨勢等功能,軟件結構見(jiàn)圖3。本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/160132.htm
系統在數據采集過(guò)程中,由上位機軟件控制查詢(xún)通道,實(shí)現通訊過(guò)程的控制,在線(xiàn)監測儀本地軟件負責控制現場(chǎng)數據采集,將所采集的數據通過(guò)RS485上傳給上位機。上位機將采集數據保存成標準的數據格式,上位機軟件可對這些數據進(jìn)行分析、計算,也可為工程師等人員提供數據查詢(xún)服務(wù)。根據這些檢測到的歷史數據,可獲得高壓斷路器的機械參數,從而可分析得到斷路器的機械狀態(tài),根據斷路器的狀態(tài),可預測和判斷故障,為檢修提供合理化意見(jiàn)。
3 系統試驗
本系統目前已經(jīng)在電力系統高壓斷路器上進(jìn)行機械狀態(tài)監測、故障分析試驗。
試驗方案如下:監測ZN28-12/1250型高壓真空斷路器,設置10kHz采樣頻率,數模輸出口經(jīng)光耦隔離驅動(dòng)晶閘管控制斷路器的動(dòng)作。
試驗發(fā)現,監測系統能解決目前大多數系統存在的問(wèn)題,能夠對高壓斷路器的控制電源、三相斷口開(kāi)關(guān)量、開(kāi)關(guān)行程一時(shí)間特性、脫扣電磁鐵的線(xiàn)圈回路電流和電壓、儲能電動(dòng)機的電流和電壓進(jìn)行可靠的監測,精度和性?xún)r(jià)比高,抗干擾能力強,完全符合實(shí)際工程需求。由于采用RS485通信方式,能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求高等的場(chǎng)所。
4 結束語(yǔ)
本文所涉及的高壓斷路器機械狀態(tài)在線(xiàn)監測系統可實(shí)時(shí)監測斷路器的各機械參數,實(shí)時(shí)掌握斷路器運行過(guò)程中的機械狀態(tài),分析診斷和處理機械故障。另外,由于該系統采用軟硬件結合方式,試驗數據存儲于數據庫中,能為下一步的專(zhuān)家系統提供基礎性分析數據,可以為電力企業(yè)實(shí)現狀態(tài)檢修工作奠定基礎。
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