基于ＩＥＣ６１８５０标准的断路器在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及基于ＩＥＣ６１８５０标准的断路器在线监测系统，包括断路器监测装置（１）、数据处理机（２）和服务器（３）；其特征是：所述断路器监测装置（１）的输出端通过信号转换器（４）与数据处理机（２）的输入端连接，数据处理机（２）的输出端连接服务器（３）的输入端或通过数据交换器（５）连接服务器（３）的输入端；服务器（３）通过互联网ＮＥＴ与用户终端连接。本实用新型专利技术采用分层式、模块化结构，具有高达１００Ｍｂｐｓ的数据传输速率，使得波形数据传输时间缩减到毫秒级，有效防止录波缺失；实现不同厂家不同类型设备的无缝连接和系统集成。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于IEC61850标准的断路器在线监测系统，是一种基于 IEC61850通信协议的中/高压断路器在线监测系统。适用于中、高压在线监测。属于电力 设备性能在线监测领域。
技术介绍
断路器的运行状态主要由电参量和机械参量来表征。通过对断路器电参量的监 测，可得出断路器触头相对电寿命；通过对储能电机、断路器机械震动状态的监测可掌握断 路器机械结构的好坏。目前国内外对断路器监测有诸多产品如许继电气的OptimiZer+断 路器监测装置；也有很多文章在讨论断路器的监测如《基于DSP的高压断路器综合在线监 测装置》(易慧等《高压电气》2007. 2) —文中提出使用RS-485工业现场总线作为数据传输 方式，《基于CAN总线的分布式高压断路器在线监测系统的设计》(张闻宇等《东北电力 学院学报》2001. 12) —文提出使用CAN工业现场总线作为数据传输方式。这些产品和文章 都使用传输速率较慢的工业现场总线，存在如下缺点其一，在传输波形等大数据量的应用 中，数据传输速率较低，数据传输时间常以分钟计，这就使断路器监测装置存在录波盲区， 在断路器重合闸情况下会造成录波缺失；其二，通用性较差，各个厂家和研究机构基本都采 用自定义的数据格式，造成系统集成困难；其三，在变电站高电磁干扰环境下，通讯容易受 到干扰，造成数据错误或数据丢失。另外，以往的技术往往难以提供明确的检修建议，需要 用户自行分析断路器运行状态。因此，现有的技术难以满足实际应用环境的需要和用户对 于在线监测系统的要求。
技术实现思路
本技术的目的，是为了提供一种稳定可靠的基于IEC61850通信协议的中、高 压断路器在线监测系统，该系统能对真空、多油及少油断路器的电寿命及机械状态综合评 价，发布诊断结果，为用户制定检修策略提供充分的依据。 本技术的目的可以通过采取如下措施达到 基于IEC61850标准的断路器在线监测系统，包括断路器监测装置、数据处理机和 服务器；其结构特点是所述断路器监测装置的输出端通过信号转换器与数据处理机的输 入端连接，数据处理机的输出端连接服务器的输入端或通过数据交换器连接服务器的输入 端；服务器通过互联网NET与用户终端连接。 断路器监测装置可以通过IEC61850通信协议与数据处理机进行数据交换，断路 器监测装置对负荷电流、断路器储能信息进行采集、量化和上传，在断路器进行分/合闸操 作时，对开关量、动作电流波形和分/合闸线圈电流的波形进行记录、存储和上传；所述数 据处理机为中间管理单元，负责多个断路器监测装置的通信管理、数据处理，并对各断路器 监测装置回送的数据进行解析整定，将处理后数据上传至服务器；所述服务器对各断路器 监测装置发回的数据进行分析，通过分析数据对断路器的运行状态进行诊断、评价，并将诊断所得结果以web页面形式对用户发布。 本技术的目的可以通过采取如下措施达到 本技术的一种实施方案是所述的断路器监测装置由若干个断路器监测单元 并联而成，所述断路器监测单元包括分/合闸线圈电流取样模块、一次电流取样模块、分/ 合闸线圈电流调理电路、一次电流调理电路、A/D取样模块、输入/输出缓冲电路、CPU、 USB 模块、数字量输入/输出回路和IEC61850通信模块连接而成。 分/合闸线圈电流取样模块、一次电流取样模块所取回的电流信号输入各自的信 号调理电路，调理电路接入A/D取样模块；A/D取样模块与CPU相连，数字量输入/输出回 路通过输入/输出缓冲电路与CPU相连，USB模块用于从CPU读取或存入数据，IEC61850模 块负责与数据处理机之间的通信联系。没有分/合闸操作时，IEC6180模块接收数据处理 机的命令，通过CPU对一次电流大小进行采集、量化并回送；当有分/合闸操作时CPU对一 次电流信号、分/合闸线圈电流、数字量输入信号同时采集、存储并回送。 本技术的一种实施方案是所述数据处理机采用Li皿x嵌入式操作系统，内 嵌软件包括通信管理模块和数据处理模块；通信管理模块分为两层其一是与断路器监测 装置之间通过IEC61850通信协议进行数据交换；其二与服务器间通过TCP/IP协议相互传 送数据和文件。数据处理模块功能为对各断路器监测装置回送的数据进行解析，并存入数 据库和文件。 本技术的一种实施方案是所述服务器包括通信模块、数据库、诊断模块和 WEB发布模块。 本技术的一种实施方案是断路器监测装置与数据处理机之间采用 IEC61850通信协议。 本技术的一种实施方案是信号转换器由光电转换器构成，断路器监测装置光电转换器之间及光电转换器与数据处理机之间通过光纤连接。 采用本技术具有如下有益效果 本技术采用分层式、模块化结构，断路器监测装置位于现场层，数据处理机 位于中间层，服务器位于应用层。在现场层和中间层间采用光纤作为通讯介质，光信号 不会受到电磁环境的干扰，传输具有高可靠性；使用以太网作为数据传输方式，具有高达 100Mbps的数据传输速率，使得波形数据传输时间縮减到毫秒级，有效防止录波缺失；采用 IEC61850协议作为通信标准，该协议是国际电工委员会颁布的一种公共的通信标准，通过 对设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，实现不同厂家不同类型设备的无缝连 接和系统集成。附图说明图1表示本技术的结构示意图。 图2表示本技术的断路器监测装置的监测单元原理框图。 图3表示本技术的一次电流信号调理电路。 图4表示本技术的分/合闸线圈电流信号调理电路。 图5表示本技术的数据处理机原理框图。 图6表示本技术的服务器架构图。具体实施方式参照上述附图，对本技术的具体实施方案进行详细叙述。 如图1所示，一种基于IEC61850通信协议的中、高压断路器在线监测系统，包括断 路器监测装置1、数据处理机2和服务器3 ;所述断路器监测装置1的输出端通过信号转换 器4与数据处理机2的输入端连接，数据处理机2的输出端连接服务器3的输入端或通过 数据交换器5连接服务器3的输入端；服务器3通过互联网NET与用户终端连接；所述断路 器监测装置1由断路器监测单元11、断路器监测单元12、断路器监测单元13……断路器监 测单元ln并联而成；所述断路器监测单元11、断路器监测单元12、断路器监测单元13…… 断路器监测单元ln分别与断路器l-l、断路器l-2、断路器1-3……断路器l-n连接。 如图2所示，所述的断路器监测装置1的监测单元包括分/合闸线圈电流取样模 块、一次电流取样模块、分/合闸线圈电流调理电路、一次电流调理电路、A/D取样模块、输 入/输出缓冲电路、CPU、USB模块、数字量输入/输出回路、IEC61850通信模块。分/合闸 线圈电流取样模块为安装于分/合闸线圈回路的一匝穿心式霍尔传感器，一次电流取样模 块为安装在二次测量回路的一匝穿心式电流互感器，这两种模块所取回的电流信号输入各 自的信号调理电路，调理电路接入A/D取样模块，A/D取样模块与CPU相连，由CPU控制电 流量的采样；数字量输入为开关量输入和储能电机辅助接点的输入；USB模块用于从CPU读 取分/合闸波形数据或存入配置数据，IEC61850模块负责与数据处理机之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ＩＥＣ６１８５０标准的断路器在线监测系统，包括断路器监测装置（１）、数据处理机（２）和服务器（３）；其特征是：所述断路器监测装置（１）的输出端通过信号转换器（４）与数据处理机（２）的输入端连接，数据处理机（２）的输出端连接服务器（３）的输入端或通过数据交换器（５）连接服务器（３）的输入端；服务器（３）通过互联网ＮＥＴ与用户终端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周建国，黄华，刘勇，杜剑光，魏天魁，
申请(专利权)人：华东电网有限公司，上海龙源智光电力技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]