2真空断路器-Read.docVIP

基于DSP的真空断路器机械特性测试系统硬件设计 摘要： 研究、开发了真空断路器机械特性测试系统，克服了以往的一些应用难题，能实现包括机械、电气、触头温度等多种断路器运行特性的综合监测；该系统采用上下位机结构，下位机是一个基于TI公司的VC33数字信号处理器的数据采集系统，并拥有简单的人机接口，硬件设计中采用了可编程逻辑理念，软件设计中采用模块化的组合思想，大大提高了软件开发的高效性和维护的灵活性，缩短了系统的开发周期；上位机实现数据的存储、状态量的显示和波形的显示，可以与其他高级软件接口，进行数据交换，上下位机之间采用485串行通讯总线进行通讯。 关键词：断路器；在线监测；DSP Abstract： The designed system is capable of on-line monitoring the temperature rise of contactor, electric characterstics and mechanical characterstics of circuit breakers.It has a local monotring unit and a remote machine,the local based on Digital Signal Processor made form TI Corp. collecting local data and showing users the condition report on LCD, indicating the condition of exceeding the threshold value that can be preset by user through keyboard, and sending the data to computer througth RS-485 communction interface.The idea of Progammable Logic made it effective and flexible to use. The remote based on PC can be interfaced with other Senior Software and show users the wave of data from the local. Key words: circuit breaker; monitoring; DSP 1 引言 在配电线路中常用的保护元件主要是断路器，断路器是近年来发展最为迅速的一种保护电器。在低压网络中，普遍用的是塑壳式断路器或框架式断路器。而在中压及高压网络中主要用的是少油断路器、多油断路器、SFs断路器及真空断路器。作为电力系统控制和保护设备,高压断路器动作的可靠性对供电可靠性有着极大的影响。影响高压断路器可靠性的一个主要因素就是其操动机构的可靠性。据国际大电网CIGRE对断路器故障调查的统计结果可知,断路器70. 3%的故障是由于操动机构的机械故障引起的。为进一步提高断路器的可靠性,有必要研制新型的断路器操动机构。近年来,一种用于中压真空断路器的永磁保持、电子控制的新型操动机构(永磁机构)引起了开关行业的关注并成为电器制造企业和运行部门研究的热点。开发针对永磁机构断路器的机械特性测试装置对于研究新型永磁操动机构机械特性、提高其可靠性具有重要的意义。 本文采用DSP TMS320LF2407开发了一套用于永磁机构真空断路器的机械特性测试系统。该测试系统利用DSP完成对永磁机构断路器相关参数的快速、准确检测和转换运算;经传感器采集,并由DSP转换运算后的各种信号通过CAN总线上传至上位PC机。 1.1系统监测对象 通过对断路器的机械结构、电气性能分析，本系统确定了如下几个监测对象：行程—时间特性、分合闸线圈电流、触头温度和开断电流。 1.2行程－时间特性 行程—时间特性是断路器工作状态的重要表征，通过对行程位移的监测可以有效的分析断路器的操作机构的触头运行过程，计算出断路器的行程、触头分合闸速度，进而判断断路器的操作机构的健康状况。测量动触头的行程－时间曲线，最直接的方法是在动触头下或触头的绝缘拉杆下安装直线位移传感器。但是对于小车式的断路器来说，其结构非常紧凑，在动触头和绝缘拉杆附近可以用来安装直线传感器的空间非常有限，而且传感器如装在动触头处还存在高电位隔离问题。考虑到断路器的动触头在分合闸过程中，其运动行程规律与主轴连动杆运动行程规律之间有着固定的联系，因而可以通过在主轴上安装角位移传感器测量断路器主轴的分合闸角位移－时间曲线来间接得到动触头的直线位移－时间曲线。系统选用的角位移传感器型号为WYT-3，该传感器采用新型磁敏感元件，将机械转动或角位移