中压开关柜在线监测装置的研制及其抗电磁干扰设计

介绍了用于现场监测中压开关柜的母线温升、绝缘状态、机械特性数据,并通过液晶显示的在线监测装置。该装置利用80C196KC单片机对机械、温度、绝缘传感器传送过来的信号进行采集、处理和分析,并根据用户通过键盘所设定的阈值进行超限报警指示,同时通过RS-485通信接口将数据输送到上位机。针对所研制的监测装置工作环境的电磁干扰问题,讨论了几种软、硬件抗电磁干扰的方法。     

中压开关柜在线监测装置的研制

针对中压开关柜,以温度、机械和绝缘状态为监测对象,研制开发了一套在线监测装置。设计了基于低功耗电子器件和红外通信的接触式测温装置,具有较高的准确度,并解决了高电位的隔离问题;采用角位移传感器间接测量动触头的行程-时间曲线,有效解决了直线位移传感器安装困难和高电位隔离的问题,结合操作过程中的振动信号和分合闸线圈电流曲线,实现了对中压开关柜机械特性的监测;通过测量断路器环氧套管的泄漏电流来表征绝缘特性。试验表明,整套在线监测装置稳定可靠。     

中压开关柜状态监测装置设计

以中压开关柜的电压、电流、频率、功率和温度为监测对象,设计了一套以dsPIC单片机为核心的在线监测装置。该装置由互感器采集开关柜的电压和电流信号,频率检测模块检测电流频率,红外温度传感器采集开关柜的温度信号,给出了硬件电路设计及软件流程。实际运行结果表明,该装置具有较高的测量精度且实现了对设备的非接触式测温。     

中压开关柜在线绝缘状态监测

表征绝缘特性的有很多参量，比如介质损耗角正切、局部放电、泄漏电流等。在实施绝缘特性检测时需要根据具体的检测对象而选择合适的检测参量。在对历年高压开关运行故障资料及厂方提供的绝缘部位故障统计报告．以及对可能发生的绝缘故障加以理论分析的基础上。确定绝缘特性检测对象为母线室环氧套管的泄漏电流和局部放电。     

中压开关柜在线监测系统硬件抗电磁干扰技术研究

从在线监测系统的电源、信号传输、PCB布局分区、布线等方面入手,介绍了提高在线监测系统抗电磁干扰的方法。实验证明,采用该方法设计的在线监测系统,抗电磁干扰性能得到较大提高,已经通过了国家高压电器质量监督检验中心电磁兼容性严酷度等级3级标准的试验。     

智能化中压开关柜温度在线监测

成套开关设备是电力系统的关键设备,其运行状态对电力系统的可靠性具有重大影响。资料表明,近些年中国电力系统电压等级的开关故障中,居于前三位的依次是绝缘故障、机械故障和温升故障。成套开关设备导体连接处和触头部位接触不良会产生温度剧增。温升过高会使导体连接处和触头接触面过早的氧化腐蚀,导致接触电阻增加,由于发热量Q=0.24I2Rt,形成恶性循环。     

断路器机械故障在线监测中的电磁兼容研究

论述了高压断路器机械故障在线监测中的电磁兼容，介绍了监测系统抗干扰的措施，并对监测系统的屏蔽效果进行了估算。     

中压开关柜运行状态监测系统设计

中压开关柜是电力系统中重要的电气设备,为保证中压开关柜的可靠运行,降低故障发生率,提高电力系统安全,提出基于数字信号处理器的运行状态监测系统。在分析中压开关柜特点和发展趋势的基础上,利用数字信号处理器为核心处理器设计中压开关柜运行状态监控系统,分别设计硬件整体结构、声光报警模块和软件程序。     

开关柜母线温度的在线监测

本文介绍开关柜在线监测系统中对母线及其接触部位温度的测量方法。采用接触式测量 ,将高电位上的温度信号调制成红外光脉冲信号向外发射 ,地电位柜体上的接收方将光脉冲信号还原为温度信号。此法具有很好的快速跟随性及准确性     

高压开关柜温升在线监测系统

为了能即时监测高压开关柜的温升情况,笔者研发了基于ZigBee的高压开关柜温度在线监测系统;采用DS18B20实时采集开关柜的元件温度,利用ZigBee实现柜内多点温度的无线实时传输;设计了一个能方便套在触壁上的专用感应线圈,提供系统所需的低压电源;设计了RS485和CAN接口与电力控制中心连接,实现了对高压开关柜内元件温度的远程在线监测。     

基于CAN总线的高压开关柜状态监测单元通讯模块的设计

高压开关柜作为电力系统的关键设备,对它的运行状态进行在线监测具有重大的意义。为了避免监测单元成为信息的孤岛,有必要使监测单元具有通讯能力。笔者在分析CAN协议的基础上,开发了基于CAN总线的高压开关柜状态在线监测单元的通讯模块,并给出了软硬件设计详细的流程。     

基于HFSS的12 kV开关柜在线监测系统电磁兼容性能研究

针对目前在线监测系统装置电磁兼容性还没有一种系统良好的优化设计方法,笔者提出了一种通过HFSS(High Frequency Structure Simulator)电磁仿真软件优化设计装置电磁兼容性的方法,并且基于12 kV开关柜在线监测系统装置,对其传感器外壳和装置机箱做了相应的仿真分析及优化,通过实验验证,取得了很好的效果。     

开关设备在线监测系统级专用芯片的设计

将开关设备在线状态监测技术与微电子技术相结合,提出了开关设备在线状态监测系统级专用芯片的设计方案。该芯片集采集、计量、通信、调度功能于一体,配以少量外围器件,就可以实时监测开关设备的温度、机械、绝缘等各项状态参数,而且可以与上位机通信。与以往使用单片机进行在线状态监测相比,专用芯片具有可靠性高、通用性强、成本低等优点,代表了在线监测技术未来发展的方向。通过用现场可编程门阵列(FPGA)进行硬件仿真,验证了该设计的正确性。     

成套开关设备用接触式在线监测温度传感器电源的研制

接触式温度传感器应用于成套开关设备,其前端电源的获取是一个主要问题。笔者利用磁饱和原理,在开关柜母线上安装一电流互感器,使其铁心在小电流时正常励磁,大电流时磁饱和,并通过计算确定其尺寸,研制了满足功率和电压要求的前端电源,从而为后端的接触式传感器和温度在线监测系统提供了稳定、不间断的电源。     

高压开关柜有源无线温度在线监测系统设计

针对目前高压开关柜过热故障进行分析,阐述了高压开关柜温度在线监测的必要性,对目前测温的方法进行了分类和对比,在此基础上设计了高压开关柜有源无线测温系统,包括硬件的选型和组装,以及无线收发模块和上位机软件的设计。最后对组装后的测试装置进行性能测试,装置性能良好,达到实时温度监测的目的。     

中压开关柜在线监测系统中双总线结构通讯单元的设计

研制了一套开关柜在线监测系统,重点介绍此系统中通讯单元的设计。通讯作为沟通设备层开关柜在线监测装置(下位机)和管理主机(上位机)的桥梁起着重要作用。为了达到有效进行分布式监测的目的并且综合考虑装置成本、实现难易程度、开发周期等因素,提出采用485总线和CAN总线相结合的双总线的通讯方案,CAN总线完成故障数据的主动上传从而保证其实时性,而RS-485总线负责传送上位机请求数据,保证了通讯的高效性和实时性。     

基于侵入式带电监测技术的中高压开关柜局部放电在线监测系统的研究

在带电状态下展开局部放电检测是分析和判断开关柜绝缘状况的有效手段.分析了用户在实际巡检过程中存在的问题,阐述了侵入式局部放电监测系统的分布式构架,介绍了系统构成及基本功能.系统的应用实现了开关柜局部放电全寿命周期监测自动化,解决了开关柜绝缘状态分析对数据“量”的需求问题,为用户开关柜检修决策提供支持.