高压开关柜二次回路实时监测及故障诊断系统技术方案

高压开关柜二次回路实时监测及故障诊断系统，监测系统包括通过高压开关柜断路器内合闸线圈HQ、分闸线圈TQ和储能电机M两端连接的电流传感器CT1

【技术实现步骤摘要】
高压开关柜二次回路实时监测及故障诊断系统


[0001]本专利技术涉及自二次回路故障监测
，具体涉及一种高压开关柜二次回路实时监测及故障诊断系统。

技术介绍

[0002]高压开关柜是用来接收和分配用电负荷的配电开关设备，广泛应用于电力系统的发电厂和变电站。高压开关柜二次回路主要由分闸电磁铁、合闸电磁铁、辅助开关、二次引出接线端子等部分组成，是实现开关控制的必不可少的部分，一旦开关机构二次回路工作异常，就必须尽快进行处理，否则轻则引起开关柜面板信号指示异常，重则导致故障时无法跳闸，危及电网安全。传统的故障处理方法是利用万用表对二次回路逐个进行排查，故障排查方式工序复杂、耗时长、工作强度大，对检修人员的经验依赖性强。
[0003]如图1中所示，为高压开关柜的二次回路原理图，图中合闸线圈HQ、分闸线圈TQ以及储能电机M为二次回路控制的三个重要元件，如果能够对这三个控制元件的状态进行检测，则能知晓高压开关柜的主要工作状态。进一步地，如图2中所示，为高压开关柜二次回路各插头接线图，其中航空插头XT为高压开关与其他部件的接线插座，XT内的插针1
‑
58与图1中的针号对应，如果能够通过航空插头XT插针对高压开关的所有电气点进行状态检测，则就能对高压开关进行实时监测并知晓故障时的具体位置。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高压开关柜二次回路实时监测及故障诊断系统，快速定位高压开关柜二次回路故障，帮助检修人员准确判定高压开关柜二次回路故障的具体位置，能提高检修工作效率，缩短设备抢修时间和停电时间，提高电力系统供电可靠性。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]高压开关柜二次回路实时监测及故障诊断系统，监测系统包括通过高压开关柜断路器内合闸线圈HQ、分闸线圈TQ和储能电机M两端连接的电流传感器CT1
‑
CT3，并经过A/D采样模块与MCU控制器电连接，MCU控制器通过RS485接口与远程的上位机连接，MCU控制器还与4G通讯模组电连接。
[0007]上述的高压开关柜断路器内合闸线圈HQ、分闸线圈TQ、储能电机M以及各节点、回路均直接或间接引出到航空插头的插针，航空插头的插针的公头插针和母头插针之间由继电器组的辅助常闭触点连接，常开触点与测量电路连接，继电器组和测量回路由MCU控制器控制，当想要检测合闸线圈HQ、分闸线圈TQ、储能电机M以及各节点、回路中其一时，MCU控制器控制想要检测的元件两端插针对应的继电器配合，由测量回路对常开触点连接后的节点或者回路进行检测，并将检测数值返回给MCU控制器。
[0008]上述的测量电路包括与元件两端插针对应继电器常开触点连接的测量回路，当元件插针两端对应的两个继电器吸合时，测量电路即与元件接通对元件的电阻进行测量，电
阻的测量值返回至MCU控制器。
[0009]上述的测量电路包括恒流源发生电路，恒流源发生电路的恒流源输出端各被检测元件的一端继电器的常开触点电连接，各被检测元件的另一端继电器的常开触点与设定电压值的端子连接，当MCU控制器控制被检测元件两端的继电器吸合时，恒流源通过被检测元件一端常开触点，然后经过被检测元件，再经过被检测元件另一端常开触点处的设定电压形成回路，该元件两端回路的经过采样电路经数模装换后将测得的电阻值反馈给MCU控制器。
[0010]优选的方案中，上述的恒流源发生电路的恒流源输出端与恒流源切换控制器输入端电连接，恒流源切换控制器输出端与被检测各元件一端继电器的常开触点电连接，被检测各元件另一端继电器的常开触点与电压切换控制器输出端电连接，电压切换控制器输入端通入设定电压。
[0011]上述的电流传感器CT1
‑
CT3为与合闸线圈HQ、分闸线圈TQ及储能电机M两端其中一端串联连接的霍尔电流传感器。
[0012]上述的MCU控制器还与检测断路器位置的激光测距传感器、检测柜内温度湿度传感器以及检测柜外温度的远程无线温度传感器通过有线/无线通讯接口进行通讯连接，MCU控制器与液晶屏电连接，MCU控制器输入端设有功能按键。
[0013]本专利技术提供的一种高压开关柜二次回路实时监测及故障诊断系统，该系统与高压开关柜内各控制节点采用航空插头插拔的方式进行连接，然后通过电流传感器、温湿度传感器、测距传感器对高压开关柜及二次回路的工作状态进行实时监测，并利用测电阻的原理采集不同状态下二次回路内部各对节点和回路的电阻值，由MCU按照预设的判断逻辑对采集的信息进行处理，快速检测出开关柜的故障点。该系统不仅能实时监测高压开关的工作状态，还可以快速、准确定位二次回路的故障，大大缩小了电力抢修、日常运检的工作时间。
附图说明
[0014]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：
[0015]图1为本专利技术高压开关柜二次回路原理图；
[0016]图2为本专利技术高压开关柜二次回路各类插头接线图；
[0017]图3为二次回路实时监测原理框图；
[0018]图4为优选的二次回路实时监测原理框图；
[0019]图5为与高压开关柜航空插头连接示意图；
[0020]图6为测量回路的电气原理示意图；
[0021]图7为恒流源发生电路示意图；
[0022]图8为电流传感器CT1
‑
CT3示意图；
[0023]图9为测量电路的示意图；
[0024]图10为实施例中第六路辅助触点回路的连接示意图；
[0025]图11为实施例中储能电机M回路的连接示意图；
[0026]图12为MCU控制器的连接示意图。
[0027]其中：合闸线圈HQ、分闸线圈TQ、储能电机M、整流元件V2/V3、断路器辅助接点HK、
储能微动开关SP1～SP4、防跳继电器K0、航空插头XT、断路器辅助接点HK、—电路板PCB、试验位置辅助开关S8、工作位置辅助开关S9。
具体实施方式
[0028]如图3中所示，高压开关柜二次回路实时监测及故障诊断系统，监测系统包括通过高压开关柜断路器内合闸线圈HQ、分闸线圈TQ和储能电机M两端连接的电流传感器CT1
‑
CT3，并经过A/D采样模块与MCU控制器电连接，MCU控制器通过RS485接口与远程的上位机连接，MCU控制器还与4G通讯模组电连接。
[0029]如图3中所示，高压开关柜二次回路的储能回路、分闸回路、合闸回路直接引出到航空插头的插针，电流传感CT1、CT2、CT3通过插针25、插针30、插针4分别串联进储能回路、分闸回路、合闸回路，MCU对工作电流进行A/D采样；通过无线温度传感器对关键点进行温度采样，并汇集到LORA物联网模块，再将各关键点温度值传入MCU；温度湿度传感器对高压开关柜柜内的环境进行监测；激光测距传感器对断路器的位置进行监测，最后将上述信息汇总显示到液晶屏。
[0030]如图4中所示，上述的高压开关柜断路器内合闸线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高压开关柜二次回路实时监测及故障诊断系统，其特征在于， 监测系统包括通过高压开关柜断路器内合闸线圈HQ、分闸线圈TQ和储能电机M两端连接的电流传感器CT1
‑
CT3，并经过A/D采样模块与MCU控制器电连接，MCU控制器通过RS485接口与远程的上位机连接，MCU控制器还与4G通讯模组电连接。2.根据权利要求1所述的高压开关柜二次回路实时监测及故障诊断系统，其特征在于，所述的高压开关柜断路器内合闸线圈HQ、分闸线圈TQ、储能电机M以及各节点、回路均直接或间接引出到航空插头的插针，航空插头的插针的公头插针和母头插针之间由继电器组的辅助常闭触点连接，常开触点与测量电路连接，继电器组和测量回路由MCU控制器控制，当想要检测合闸线圈HQ、分闸线圈TQ、储能电机M以及各节点、回路中其一时，MCU控制器控制想要检测的元件两端插针对应的继电器配合，由测量回路对常开触点连接后的节点或者回路进行检测，并将检测数值返回给MCU控制器。3.根据权利要求2所述的高压开关柜二次回路实时监测及故障诊断系统，其特征在于，所述的测量电路包括与元件两端插针对应继电器常开触点连接的测量回路，当元件插针两端对应的两个继电器吸合时，测量电路即与元件接通对元件的电阻进行测量，电阻的测量值返回至MCU控制器。4.根据权利要求3所述的高压开关柜二次回路实时监测及故障诊断系统，其特征在于，所述的测量电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨骐，黄南，陈刚，胡翰文，李黛琳，高翔，杜东明，倪呈祥，石志峰，刘春意，杜萌，陈杰，程泽涛，陈东，董骥，施翔宇，艾洪涛，陈佳琪，冯强，郭余翔，章影，汪凌宇，秦玮昕，郭玲，王鹏，张洋，施薇，徐志高，靳华伟，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司，
类型：发明
国别省市：