高壓斷路器機械狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研究
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當斷路器出現(xiàn)機構卡澀，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，輔助開關切換不靈，操作電源故障等問題時，可以通過監(jiān)測機械參量，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構等機械參量，需要采集相關的信號，如儲能電機的電壓和電流、分合閘線圈電壓、三相斷口開關量、行程信號、分合閘線圈電流等，然后根據這些信號計算出斷路器各部件的機械參量，從而實現(xiàn)對斷路器機械狀態(tài)和故障的判斷。
根據功能要求，新型在線檢測儀采用混合信號SOC處理器“C8051F000”，其主要特點是采用8051內核和流水線指令結構，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)據存儲器，8通道復用的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)調試，可實現(xiàn)現(xiàn)場程序的修改、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，在最大采集速率時可一次記錄5s的數(shù)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題。
2．2 軟件實現(xiàn)
本系統(tǒng)上位機軟件主要包括數(shù)據采集、存儲、控制和趨勢等功能，軟件結構見圖3。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/160132.htm
系統(tǒng)在數(shù)據采集過程中，由上位機軟件控制查詢通道，實現(xiàn)通訊過程的控制，在線監(jiān)測儀本地軟件負責控制現(xiàn)場數(shù)據采集，將所采集的數(shù)據通過RS485上傳給上位機。上位機將采集數(shù)據保存成標準的數(shù)據格式，上位機軟件可對這些數(shù)據進行分析、計算，也可為工程師等人員提供數(shù)據查詢服務。根據這些檢測到的歷史數(shù)據，可獲得高壓斷路器的機械參數(shù)，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。
3 系統(tǒng)試驗
本系統(tǒng)目前已經在電力系統(tǒng)高壓斷路器上進行機械狀態(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，設置10kHz采樣頻率，數(shù)模輸出口經光耦隔離驅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，能夠對高壓斷路器的控制電源、三相斷口開關量、開關行程一時間特性、脫扣電磁鐵的線圈回路電流和電壓、儲能電動機的電流和電壓進行可靠的監(jiān)測，精度和性價比高，抗干擾能力強，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 結束語
本文所涉及的高壓斷路器機械狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)可實時監(jiān)測斷路器的各機械參數(shù)，實時掌握斷路器運行過程中的機械狀態(tài)，分析診斷和處理機械故障。另外，由于該系統(tǒng)采用軟硬件結合方式，試驗數(shù)據存儲于數(shù)據庫中，能為下一步的專家系統(tǒng)提供基礎性分析數(shù)據，可以為電力企業(yè)實現(xiàn)狀態(tài)檢修工作奠定基礎。
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