基于DSP高压断路器电机机构智能监测系统研究.pdf

18 东北电力技术 2010年第1期 基于DSP高压断路器电机机构 智能监测系统研究 StudyonIntelligentMonitoringSystem forMotorMechanism BasedonDSPHV CircuitBreakers 方慧毅 ，王晓宇 ，徐建源 (1．大连工人大学，辽宁 大连 116011；2．沈阳工业大学，辽宁 沈阳 110178) 摘要：设计了一种高压断路器电机机构智能监测系统。详细阐述了基于 DSP下位机数据采集系统软、硬件结构的设计、 CAN总线通信网络的构建以及上位机监控软件的实现。该智能监测系统通过检测电机操动机构及断路器等电气、机械参 数、电网的实时数据，完成运算、数据存储等功能。同时驱动断路器动作来跟踪理想速度特性曲线，并将上述数据适时上 传后，通过上位机进行监测，实现对断路器、电机机构的机械性能，电网的实时参数和二次回路完好性进行全面监测。结 合40．5kV户内真空断路器及电机操动机构进行了空载试验，结果表明系统硬件电路简单、实时性好，功能完善，上位机 监测界面友好，信息量大，完全满足断路器监测系统的要求，为断路器的智能化操作奠定了坚实的基础。 关键词：DSP；高压断路器；电机操动机构；智能监测系统 [中图分类号]TM561；TP274 [文献标志码]B [文章编号]1004—7913(2010)O1—0018—05 随着电力系统的迅猛发展，对电网安全性和可 1 在线检测系统的总体方案 靠性的要求也越来越高。从国家电网公司到省级电 网公司对断路器都提出了明确的可靠性要求，特别 目前高压断路器的主要故障为操动机构故障。 是在机构方面，要求具有更小的事故率、更小的操 操动机构是断路器在线监测的重要对象。本文在研 作功以及更灵敏的动作可控性。 究电机操动机构的基础上，研究并开发了具有智能 传统意义上的断路器是一个被动执行开断和关 分析能力的电机操动机构智能监测系统。系统以 合线路的装置，无论电网在无载、空载、负载、短 Ⅱ公司的TMS320LF2407微处理器为核心，由霍尔 路故障等条件下，最后提供给断路器就是一个简单 传感器、信号隔离变换等模块构成下位机数据采集 的分合闸信号。 处理系统，检测断路器电机操动机构状态参数和电 然而断路器开断时的实际电路参数不同，其负 机系统参数，包括电网的电压电流、分合闸动作时 载分合闸特性、电气和机械上的作用及断路器所需 间、分合闸过程动触头和机构行程及速度、分合闸 开断能力均不相同。传统的断路器操动机构传动环 动作次数、电动机构回路电流和环境温度、断路器 节多，累计公差大，可控性差。在长期研究断路器 壳体温升等信号。通过CAN总线通信方式实现断 永磁操动机构和新型电机操动机构的基础上，进行 路器与中央控制计算机的双向通信，构成智能化监 了高压断路器电机操动机构智能检测系统的研究， 控、保护、信息网络系统，使断路器从基本的保护 对断路器的状态参数进行 自动采集、处理和故障识 单元发展到能够实现数据监控、处理、联网和远程 别，并根据此时的电网数据确定与此时电力系统相 控制的智能保护单元。 对应的电机操动机构的理想速度特性曲线，实现了 监控系统整体设计为分层结构，从顶层控制台 针对不同电网状态，断路器电机操动机构输出不同 到底层下位机共三层：上位机层、CAN—PC接 口 的运动特性曲线。达到不同条件下的最优分断，最 卡层及节点层。真空断路器智能监控系统