高压断路器的在线监测系统设计15.doc

高压断路器的在线监测系统设计 摘要：高压断路器是保证高压输电系统安全稳定运行的关键部件之一，研究其机械故障诊断并对其在线监测具有重要意义。本文在分析和比较已有研究成果的基础上提出了一种对高压断路器进行在线监测和诊断的方法，以80C196KC与PSD913F2为核心,在硬件上，解决了微弱信号的放大与传输问题，并采用高速AD实现了多个信号同步采样以满足系统数据采集的要求；在软件上，主程序采用任务调度的方法，合理的安排多个功能模块之间的相互关系，解决了短路电流信号难以完整采样的问题：High Voltage Circuit Breaker Monitoring System ABSTRACT： High-voltage circuit breakers is one of the key components to ensure the operation of high-voltage transmission system safe and stable , the study of its mechanical fault diagnosis on-line monitoring is of great significance. Based on the analysis and comparison of research results that have been made, this paper proposes a method of on-line monitoring and diagnosing about high-voltage circuit breakers. This system, based on 80C196KC and PSD913F2, in hardware, solves the weak signal amplification and transmission problems, and uses high-speed AD for sampling multiple signal synchronously to meet the requirements of data acquisition; in software, the main program uses the method of task scheduling and arranges the interrelation reasonable between multiple functional modules to solve the problem that the short-circuit current signal is difficult to complete the sampling. KEY WORDS：High-voltage circuit breakersOnline Monitoring; Multi-parameter0 引言 高压断路器是高压电器中最重要的一种电器，它能关合与开断正常情况下的各种负载电路 (包括空载变压器，空载输电线路等)，也能在线路中出现短路故障时关合与开断短路电流，而且还能实现自动重合闸的要求,它是开关电器中性能最为全面的一种电器。断路器在电力系统中肩负着控制和保护双重任务，其性能的可靠性关系到电力系统的安全运行，研究其机械故障诊断具有重要的意义,高压断路器在线监测为实现由计划检修到状态检修的转变创造了条件。目前国内都采用离线例行试验和操作对高压断路器进行定期检修，这种计划性的预防检修盲目性大，费用高，而且解体拆装容易对断路器造成伤害，降低了利用率和可靠性。目前的断路器在线监测模式大多采用档次不高的单片机作为主控制器，构成独立的监测装置。由于单片机的速度、字长、扩展能力等方面的局限性，存在采样信号较少、采集数据不足、对运动过程缺乏记录、分析精度不高、计算模型简单等问题，诊断结论缺乏说服力，同时存在人机交互性不够友好、联网能力较差的缺点。本文从以下三方面入手解决上述问题：（1）?断路器监测信号的合理选择以及先进传感器的选型与安装是状态诊断的前提与关键； （2）?选用高性能的CPU作为监测装置的核心，是决定监测系统性能指标的基础条件； （3）?改监测装置为监测系统，采用分布式的体系结构，灵活方便，使得智能性、扩展性大大增强。 11.1 断路器电寿命的在线状态监测 断路器的每次开断都会对触头产生一定程度的损伤，断路器的触头电磨损（即电寿命）是断路器性能的重要指标，对于其电寿命的在线监测具有重要意义。SF6断路器的电磨损公式，表中Ib为任一次开断电流，Ie为额定短路开断电流，N为额定短路开断电流下的开断次数，Qm为对应开断电流Ib时触头相对电